艺术家Son Nguyen为大家分享

使用UE4、SpeedTree、Maya、ZBrush

Substance等软件创建丛林环境场景的过程，

并具体介绍在SpeedTree中的工作流程。

01 前期制作

一旦开始新项目，

首先需要设定目标与计划表，

然后了解如何将计划表用于资产

创建工作流程，

并使用软件(Maya、ZBrush、Substance Suite、

SpeedTree 和 Photoshop)创建树叶，

在创建过程中减少使用外部资源。

项目中除了从 Quixel 的 Megascans获得的一些资产外，

其他都是自己创造的。

在国家地理和Mongabay信息网站中

研究热带雨林的生态。

热带雨林的大多数分为四层：

紧急层、树冠层、林下层和森林地层。

每一层都相互依存，并根据水、

阳光和空气循环具有其独特的特征。

让我了解到雨林的组成，树叶的外观特征。

例如林下的植物通常有

深色的底面、颜色更深的叶子，

由于这一层光线不足，

叶子比仅几米以上的冠层植物更大。

真正的灌木是阴凉的，

只有零星的藤蔓和灌木存在。

该信息有助于根据雨林的特征更准确地

创建和分散树叶资产，但将环境艺术

推向现实主义会限制艺术家的创作自由。

在任何情况下，在现实和艺术方面之间

总会有一些不可避免的权衡。

就我而言，只强调森林的印象，

而不是真正的森林。

我们通常寻求的是完全沉浸在一个

充满美学想象力的世界中，

而不是被静物照片包围。

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02 场景参考

项目“The Guardians of the Light”的目的

给大家留下一些可以解决的问题。

为什么普通的森林里会

有一棵形状怪异的神秘树?

之前有人发现过这座寺庙吗?

神社的目的是什么?

最终目标是激发玩家对寺庙内神殿隐藏

和保护的东西的好奇心。

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寻找一段想要表达的感觉的音乐

（古斯塔沃·桑托拉拉

(Gustavo Santaolalla)

的 The Last of Us）

它描述了一种沉重的神秘感，

伴随着乐观与危险，

与项目的主题完美契合。

即使不打算制作视频，

但可以将摄影与音乐一起可视化，

因此可以绘制出富有想象力的作品。

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使用Tim Simpson的方法来收集参考资料，

将参考照片分为三大类，

包括关键、闪电和AAA基准。

参考AAA基准可以将艺术品质量

与行业标准进行比较，以便了解

应该达到的质量。还创建另一个板，

其中包括不同的动画电影背景和游戏概念艺术。

参考Ghibli电影中的图像和顽皮狗工作室

Uncharted 4: A Thief End的概念艺术。

这可以研究它们的构图、照明或配色方案，

甚至从不同作品中借用一些元素来制作自己的作品。

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为了对树叶进行更具体的处理，

收集各种植物的参考照片。

然后根据种类和层数在PureRef

中分类到不同的区域中，森林的每一层上

要有至少一两株植物。

这座寺庙并不是围绕建筑和历史的

准确性而开发的，我想给它一个独特的外观，

所以收集了不同类型的建筑，

比如柬埔寨遗址，或者印度岩石寺庙。

狐狸雕像参考了日本寺庙中的稻荷神社。

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03 场景设置

使用UE4的景观雕刻工具

和Maya的占位符来遮挡场景，

可以快速迭代以获得场景的动态构图，

并估计需要创建的资产。

组成这些占位符并移动东西，

使用构建套件替换占位符，

在需要时进行调整。

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在初始阶段中设置主材质，

这个初始设置可以调整不同的材质属性，

还能够在使用分离纹理和打包纹理之间切换。

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将节点的功能组组装到不同的材料函数中，

以获得可组织且易于理解的图形。

除了避免将图形变成一盘杂项外，

后续阶段在这些基本函数之上

分别添加且相当直观的顺序函数。

例如通过这种方式添加一个

非常方便的苔藓覆盖系统，

可以在一些物体

(如岩石、墙壁和雕像)的顶部生成苔藓。

压缩成一个材质函数，

然后在完成顶点混合功能设置后

立即添加到主材质中。

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通过初始设置和封锁，

推进资产创建阶段。

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04 树叶和植被

树叶工作流程源于Peyton Varney的演练。

从Maya 创建基础叶子网格，

然后将它们导入ZBrush进行雕刻。

在 ZBrush 中我使用2048 x 2048的文档大小。

然后将基础网格划分为两个或三个细分，

从大形状到中等形状，添加小细节。

制作完成后复制它，

将其调整为三到四个变体，

用来雕刻树叶的画笔

是 Clay、Move 和 Dam Standard。

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然后使用Substance Designer中

创建反照率贴图，在 Substance Designer 中

确定主图之前，仍然需要进行多次迭代，

并添加/删除不同的功能。该图只需要一张高度图

(可以使用 Grabdoc 函数直接在 ZBrush 中烘焙)，

并且可以为叶状颜色变化、叶脉着色、虫害、枯萎

甚至叶子上的水滴生成许多不同的东西。

这也是考虑基于这个完全参数化的图

设置自定义节点时的重点，因此在对大量树叶资产

进行纹理处理时，速度会快得多。但需要完成它，

即复制图形并为我的每个植物手动调整其中的属性。

将每个资产的输出打包到 RGBA 纹理

(用于反照率和不透明度贴图)和

RGB 纹理(用于环境光遮蔽和粗糙度)中，

将其导出到UE4中。

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05 SpeedTree集成

使用 SpeedTree为植物创建几何体，

为树叶和植被建模的程序方法

减少迭代的大量时间。

无论是简单

还是复杂的结构，每一种植被

都可以在 SpeedTree 中完整地创建。

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创建地面植物资产的工作流程相当简单，

将使用Substance Designer中的纹理

并在 SpeedTree 中为其创建网格。

从一个区域开始对植物进行分区，

然后使用一个分支生成器来创建枝条。

对于更复杂的设置，以创建这棵独特的橡树为例：

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制作树结构：

通过创建主干和几轮分支生成器

来建立基础树结构。

将分支生成器的模式设置为分叉，

注意噪声属性，调整 Gen 选项卡内的分叉属性

(阈值、间距、平衡、对齐)。

修改树枝的长度，

子分支的长度在 Spine 选项卡中的

“Absolute”和“% of parent”参数之间

找到一个平衡点。

此外在同一个 Spine 选项卡中，

使用 Orientation 部分中的属性。

在某些情况下，需要绘制起始角度参数内的曲线

以类似于特定类型的树枝。

在橡树中使用钟形曲线，这意味着

子树枝在开头和结尾处呈扇入状，

但在中间呈扇状。

最后添加叶生成器来模拟树的叶子，

可以使用 SpeedTree 中的默认纹理，

从 Megascans 下载地图集。

制作簇纹理：

该簇纹理可以在另一个 SpeedTree

文档中创建，同样可以使用多个分叉分支生成器

来设置基础结构。用叶子生成器插入分支生成器，

可以通过在其大小、变形和方向上

引入一些随机性来改变叶子。

在主分支中添加一些结

并在置换选项中调整噪音，

这为集群纹理带来大量真实感。

将相机视角切换到 XZ 平面，

并在正方形大小的纹理中构建分支簇。

可能需要手动省略一些碎叶

或旋转其中的一些以使簇的轮廓更具可读性。

捕获集群(文件 > 导出材质)并导出所需的输出贴图。

还可以通过删除叶生成器来创建无叶版本，

拥有这种无叶版本可以打破原本只是绿色簇的树冠。

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精炼和装饰：

无论是使用其他地方的纹理

还是自己创建它，在制作树之后，

进入精炼阶段。在这个阶段，

通过处理“置换”选项的属性

在树干表面模拟一些起伏的形状，

切换到手动模式

并调整一些奇怪分支的长度或角度，

最后添加根和一些结。

还可以生成一些

生长或附着在主枝上的附生植物，

有不同的方法，但在 SpeedTree 中

找到了一个解决方案。关键在于划出树枝上的

向上表面，在那里附生植物可以自然生长。

然后在这些区域生成苔藓或附生植物，

就像处理地面树叶一样。

按照以下设置找到这些区域：

1、添加另一个与主分支生成器相连的

分支生成器，

可以将这些生成的分支视为定位器，

将其 Gen 模式切换为 Interval。

2、在 Skin 选项中，将 Type 切换为

Spine并隐藏，勾选焊接开始选项，

同时增加修剪部分中的向下属性，

直到省略那些指向下方的脊椎。

3、创建一个区域生成器

并将其与之前的生成器链接，

在生成选项卡中，减少位置属性，

直到这些区域仅位于脊椎的最低位置，

这意味着这些区域只覆盖主要分支的

向上表面。可以在这些区域内种植任何东西，

它自然会留在主要树枝上。

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以上是在 Speedtree 中创建植物资源的

方法，可以将植物直接导出到UE4，

设置树叶的材料是在UE4中实现外观的

一个重要方面，可以查看

Ben Cloward 的创建树叶材质的系列教程。

次表面颜色在着色器中可以

让光线像在现实世界中一样穿过树叶，

也可以对分离的次表面纹理进行采样，

次表面颜色仅源于着色器中的反照率。

有助于减少引擎内的绘制调用，

因为次表面需要 RGB 贴图，

并且不想在着色器中采样太多纹理。

06 建筑资产

在 Maya 和 ZBrush 中

创建模块化建筑资产，

这些建筑资产嵌入装饰物，

以提供更多细节，而无需对其建模，

可以使用单独的

第二个 UV 通道进行修剪来实现。

对于修剪纹理，

在 Maya 中为装饰品的基础网格建模，

并在 ZBrush 中为它做一些雕刻。

然后使用 Grabdoc 功能为每个装饰品

捕获单独的高度图。这些贴图用作

Tile Sampler 节点的图案输入，

在 Substance Designer  中

以正方形大小的纹理布局。

可以用更多的细节来修饰它，

比如裂缝、表面起伏。

法线贴图是UE4中的着色器中

唯一需要使用的输出。

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遵循在 Maya 和 ZBrush 中

创建资产的传统工作流程。

以石柱为例：

1、在切换到 ZBrush 进行一些雕刻之前，

柱子在 Maya 中以基本形状建模。

在 ZBrush 中雕刻网格的边缘，

使用几个自定义画笔

来添加裂缝或雕刻起伏的表面。

可以使用置换笔刷从岩石纹理中

投射一些噪点，以添加细节。

雕刻微观细节是不必要的，

可以在 Substance Painter 中创建，

然后使用 hPolish 画笔来细化细节。

2、为低多边形网格复制一次网格，

将网格减少到大约 2000 到 3000

个多边形计数。在 Maya 的默认通道中

展开低多边形网格的 UV，为第二个通道中的

修剪创建另一组 UV。

只需要解开装饰品

出现的网格部分，导出网格。

3、将网格导入 Substance Painter

以进行烘焙和纹理化，然后导出纹理。

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网格和纹理可以导入到UE4中，

创建一个自定义着色器

来渲染网格上可见的装饰物修剪。

下面是着色器中法线的设置，

需要采样两个法线纹理，

一个用于网格，

一个用于修剪

(设置为使用第二个 UV 通道)。

在使用 BlendCorrected

NormalAngle 节点混合之前，

将它们插入到具有两个单独参数的

两个 FlattenNormal 节点上，

以独立控制强度。它是可选的，

但使用 alpha 蒙版进行修剪混合它们。

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07 材料

创建游戏环境的迭代过程，

可以在开发的任何阶段

尝试不同的材质和着色器。

实际上，地面纹理

是在项目开始时很快创建的。

一直使用到项目结束时，

通过制作质量更好的来替换它。

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不需要太多时间创建新的森林地面材料，

因为在初始阶段已经创建了一个。

创建这种材质的过程主要包括：

创建地面泥土，然后用树叶、岩石、针、树枝

等覆盖它。使用之前的树叶创建阶段

拥有许多不同树叶纹理的优势，

将高度图放到 Substance Designer中，

并使用 Shape Splatter 节点散布在整个地面上。

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只为地面上的特定区域

遮掩密集的散落叶子，

而其余部分则稀疏，

这样就不会被细节所淹没。

在自然界中，由于风、雨和表面起伏的影响，

树上的枯叶分布不均，通常成大团。

接下来在材质中添加的东西，

也就是地面上的一些树枝，

以同样的方式散落。

这些分支来自 Megascans，

并在 ZBrush 中为高度图烘焙，

用针和石头盖住地面。

当一切都布置好后，就该细化细节了。

调整一些涉及每个组件(树叶、岩石、树枝……)的

尺度、分布和密度的属性，以制作材料的自然外观。

最后使用 Water 节点，在地上创建几个水坑。

对于这张图的最终版本，只花一点时间就

制作另外两个版本：一个叶子更拥挤，

一个湿度更高，所以可以在UE4中

更好地改变地面纹理。

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另一方面，树皮材料

是第一次接触 Substance Alchemist。

这个强大的工具可以完全从网络上的

单个图像创建逼真的材料。

主要挑战是避免计算机生成的外观

并保持自然、易于阅读的材料。

还将 Alchemist 的输出纹理贴图

带入 Designer 以改进一些元素，

主要是关于修改一些高度数据

并减少来自反照率的闪电信息。

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08 后期处理

在为场景设置照明时，

艺术家会考虑三个重要因素：

现实、艺术和技术限制，

这可以查看 James Gurney 的

“颜色与光”一书，他的书

对光在现实生活中的不同场景中的表现

提供了清晰而全面的理解。

场景完全使用动态照明，

虽然会降低一些性能，

但在相反的方向上，为了使用静态

照明而在整个地图上烘焙照明的想法刚刚消失。

在现实生活中，照明涉及：太阳、来自天空的漫射光

和来自被照明物体的反射光，

这分别对应于UE4的定向光、

天光和反射捕捉。

所以用定向光、

天光设置场景，

都设置为“可移动”，

让它们只投射动态闪电。

另一方面，

反射捕获对整体外观没有真正影响，

因为场景中没有多少反射对象。

定向光的设置非常简单，

因为除了调整强度和温度之外，

几乎将所有设置都保留为默认设置。

还打开Light Shafts，以通过树木的光圈制作光源。

随着光源越来越远，阴影会变得柔和和模糊。

这种类型的软阴影的技巧是

降低级联阴影贴图的分辨率，

问题是如果分辨率太模糊，

它不会渲染来自地面植物的阴影，

所以需要一些调整，

以调整阴影分辨率。

在 Sky Light 中，将 Source Type

切换为 SLS Captured Scene，

用 HDRI 贴图替换了默认天空。

通过这种方式可以提供与天空颜色

匹配的阴影，而不是根据指定的

立方体贴图发出闪电。从HDRIHaven.com

拿了很多 HDRI 贴图，并尝试哪一张最适合场景。

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还放置几个聚光灯以及一些

假闪电的场景，可以照亮一些

黑暗的地方。使用网格距离场环境光遮蔽 (DFAO)。

DFAO 在提高场景的真实感方面具

有巨大的影响，因为在对象周围的边缘提供平滑、

柔和的阴影。为场景提供了良好的深度感，

但问题是整个树叶的柔和阴影

不足以描绘植物或灌木。叶子或树冠之间的缝隙中

总会有一些非常暗的阴影，

所以需要在 PostProcessVolume 中

利用 Screen Space Ambient Occlusion (SSAO)

来实现更集中的阴影，并结合DFAO制作软阴影。

需要将天光中的遮挡组合模式切换为正片叠底。

此外在缓冲区可视化中，切换到

Ambient Occlusion 以可视化 SSAO

并调整其属性，

直到 AO 变得密集但在远处逐渐消失。

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后处理阶段，在 PostProcessing Volume 中，

打开 Bloom、Chromatic Aberration、少量的晕影，

并应用锐化材料。最后是颜色分级。

在决定颜色分级过程的工具时，

这完全取决于个人喜好，

在 Davinci Resolve 引擎之外对场景

进行分级可以更好地控制。除了全面的颜色编辑功能外，

该工具还提供对颜色数据的深入分析。

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在 Davinci Resolve 中的颜色分级

设置以 65-Point CUBE 文件导出，

然后将它带入 Photoshop 并将分级应用

到默认的查找表 (LUT) 纹理，

将分级的 LUT 直接拖到 Unreal 后期处理中。

09 总结

丛林场景制作完成，

在环境艺术中经常看到的

一个常见错误是容易将多余的细节

放在场景中。

对此的建议是截取屏幕截图

并在 Photoshop 中检查其值和形状，

或在每次重大更改后将它们与以前的值和形状进行比较。

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可以在 Photoshop 中

应用剪切过滤器(过滤器>过滤器库>剪切;

级别：3-5，边缘简单性：6-8;边缘保真度：1)

简化屏幕截图。

然后在虚幻引擎中应用必要的更改。

谢谢分享~场景看着很有感觉

每天一早上元素，挖矿撩妹两不误

感谢分享

太强啦，很认真细致