作者: Matthew Taylor   作者网站：https://www.artstation.com/artwork/GeLQbQ

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介绍                                
你好！我是 Matthew Taylor，是一位居住在英国曼彻斯特的 3D 多面手。我专注于使用 Substance 3D Designer 进行程序性 PBR 材质创建，但我也对程序性和非破坏性的所有事物有着深刻的欣赏。由于我对动画和视频游戏的兴趣，我最初学习了 Maya 建模，这导致了我在 3D 艺术领域的第一份工作，为赌博行业的视频老虎机游戏创建资产。我天生的好奇心驱使我不断学习和探索 3D 艺术的各个方面，最终使我成为一名多面手。

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项目                                
[size=1.13]我第一次接触非破坏性工作流程是通过 3DS Max 的图层堆栈，但当我发现 Substance Designer 时，我真正爱上了它。就在那时，我决定追求材料艺术家的角色。当 Poliigon 邀请我担任首席材质艺术家时，我抓住了这个机会。[size=1.13]虽然指导其他才华横溢的材料艺术家很有价值，但我怀念自己创作艺术的时光。因此，我转型为技术物质艺术家，主要专注于创建自定义节点以协助团队并改进工作流程。

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[size=1.13]我还有机会在网站上制作和发布大量资产，包括一些先进的生成器，由于其参数数组，它们能够从单个文件导出多种材质。[size=1.13]在获得新技能的不断渴望的驱使下，我离开了 Poliigon，现在成为一名个体经营者。我在 Gumroad 上出售一些材料和节点，同时偶尔从事自由职业，同时学习 Houdini 中的程序建模。[size=1.13]

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目标                                
[size=1.13]该材料是基于我妻子父母家走廊上的瓷砖地板。这种类型的瓷砖图案在英国维多利亚时代和爱德华时代的建筑中很常见，并且具有沿着房间边缘的边框。[size=1.13]我一直很欣赏它，并受到启发在 Substance Designer 中重新创建它。在这种情况下，我想解决的问题是如何接近边界，以便它可以应用于任何平面图，而不必为整个地板创建一种巨大的材料。我也喜欢使用模式并喜欢探索参数化它们的方法。在这种情况下，我的目标是让颜色的控制变得容易。

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灵感                                
[size=1.13]当我第一次开始使用 Substance Designer 时，它立刻就吸引了我，我对它感到非常熟悉。我受到它的力量的启发，发现自己到处都能发现有趣的材料，享受以程序方式重新创建它们的挑战。大约在那个时候，也出现了一批优秀的材料艺术家，可供他们学习和汲取灵感。[size=1.13]艺术家包括 Daniel Thiger、Josh Lynch、Eric Wiley 和 Vincent Dérozier，仅举几例。我热切地期待着他们在 ArtStation 上进行的下一次材料研究，这激励我为自己的作品寻找想法。[size=1.13]我进行的每项研究都是一次进一步提升我的技能并更深入地了解该软件功能的机会。我不断挑战自己发现问题并创建自定义节点来解决它们。[size=1.13]我投入了大量时间来掌握 Substance Designer 最强大的功能：函数图、FX 贴图和像素处理器，所有这些现在都已成为我工作流程中不可或缺的一部分。[size=1.13]

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参考                                
[size=1.13]第一步是收集参考材料。在这种情况下，我很幸运能够接触到实际材料，这是一个显着的优势。[size=1.13]它让我能够捕捉到回答我稍后会遇到的问题所需的准确镜头。最好混合使用特写镜头和中远景镜头，并包含所有独特部分的镜头，在创建素材时尽可能少地发挥想象力。[size=1.13]捕捉一些低角度的镜头来记录镜面反射也很重要，这样可以更好地了解材料与光的相互作用。这对于创建逼真的粗糙度/光泽度贴图非常宝贵，这是使材质显得更加真实的关键元素。

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我还进行了测量，因为我的工作流程的一部分涉及使用现实世界的测量并确保一切都准确缩放。为了实现这一点，我使所有尺寸都相对于“全局纹理比例”值。这使我能够改变整个材质的比例，同时确保所有细节频率相应地缩放，从而提供对最终纹素密度的高度控制。
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模式数据                                
[size=1.13]接下来，我检查了该模式，以确定重新创建它的最佳方法并确定需要创建的节点。我意识到所有的瓷砖形状都可以分为三种主要形状类型：矩形、直角三角形和梯形。[size=1.13]因此，我创建了三个图块形状节点，将边界框大小和全局纹理比例考虑在内，以确保测量准确且一致。这些节点为每个独特大小的图块生成数据图，包括高度、边缘衰减蒙版和不透明度，并将每个数据图打包到颜色图的通道中。[size=1.13]他们还提供了局部质心位置和包含角位置和最小边缘长度的数据图，稍后将使用这些数据在瓷砖角上创建裂缝和碎片。

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我还需要创建两个标志设计。对于其中之一，我使用样条节点结合一些简单的圆形来创建许多形状。另一方面，使用 SVG 节点手动绘制形状更有意义。在这两种情况下，我创建了标志所需的最少部分，并使用像素处理器来镜像和复制该部分以完成设计。

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然后我开始研究瓷砖图案本身。为了解决边框问题，我决定将图案分成两种材质：用于主要部分的标准重复材质和包含通过 UV 将几何体映射到纹理的正确部分来构造边框所需的部分的装饰板。除了两种材料布局的差异之外，我的目标是保持表面材料本身和灌浆在两者上保持一致。除了初始图块布局之外，我不想管理两个相同的图表。[size=1.13]因此，我将结构划分为两个单独的图表，其中包含将颜色和细节映射到主表和装饰表图块布局所需的所有数据输出。我还包含了一个图表，它可以获取这些输出并从连接的任何图块数据节点生成真实的图块材质。[size=1.13]为了创建图块图案及其数据，我使用了许多功能和像素处理器。我设计了一些函数来为三种不同的图块形状创建局部 UV 和边界框大小，以及帮助将图块复制、移动和旋转到位的附加功能。[size=1.13]除了总图块数量之外，我还跟踪了每个图块的单独索引、形状索引和颜色索引。

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[size=1.13]一个有用的提示是，您可以通过使用 set 节点来建立变量名称、使用序列节点来控制计算顺序以及函数外部的另一个序列节点（将函数的输出馈入到函数中），从而有效地为函数创建多个输出。序列节点的“in”输入，其中一个集合节点引用输入到“last”输入中的所需变量。
[size=1.13]通道打包也非常有价值，我在创建这样的数据映射时经常使用它。这允许您在每个颜色纹理中存储最多四个贴图。

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[size=1.13]我对主图案、边框边缘和边框角重复了这些过程。然后，我创建了生成最终材料所需的两个图块数据图。[size=1.13]每个图形都包含相同的输出：图块基色、徽章颜色、图块数据 0（UV、边界框大小）、图块数据 1（索引和旋转）、图块数据 2（高度、边缘衰减贴图和不透明度）、质心、角数据（位置、最小边长、角数，存储为数组）、颜色 ID、全局纹理比例和高度深度（以厘米为单位）。

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瓷砖面基材                                
[size=1.13]随后，我设计了一个名为“Tile Surface”的材质图，它描述了瓷砖的表面。基色仍然是灰色，但在色调、饱和度和亮度上有细微的变化。[size=1.13]然后可以使用图块颜色上的加/减操作来混合该基色。我使用名为 MT Voronoi Plus 的自定义节点创建了高度图的大部分细节，该节点的功能与 3D Voronoi 分形类似，但也可以在 2D 中使用附加选项和输出。[size=1.13]该节点有利于实现粘土中细石的“盐和胡椒”外观，以及创建小凹坑、孔和一般表面缺陷。该材质稍后将被映射到主材质图中的图块表面。

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[size=1.13]最后，我准备好执行从所有这些地图和数据创建最终材料的愉快任务！需要注意的是，在处理从输入生成的材料时，输入不包含图形本身中的任何信息。这意味着材料看起来不正确并且处理起来会很困难。
[size=1.13]您可以在首选项中的上下文中启用图形编辑，然后右键单击已设置输入的图形实例，选择“在上下文中打开引用”（或 Ctrl+E），尽管我发现此方法有些不可靠。[size=1.13]就我个人而言，我只是将其中一个图块数据节点实例化到 Tile Maker 图中，按住 Shift 键将电线从数据节点的输入拖动到输出，处理我的材质，然后将电线交换回输入（不要这样做）不要忘记这一步！）。对我来说，大部分材料工作通常涉及构建高度图，并且我大量使用为高度混合创建的自定义节点。该节点包含针对不同类型高度混合的众多选项，并且已成为我工作流程的重要组成部分。我链接了该节点的多个实例，以添加边缘磨损、表面细节（来自“瓷砖表面”子图）、磨损痕迹、边缘卷曲效果、微妙的石头效果和裂缝。

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然后，是时候使用之前的角数据来生成角裂纹和缺口。为此，我创建了一个单独的节点，该节点循环遍历所有图块的局部角位置并计算到局部 UV 的距离，从而在所有角上创建一个类似圆锥体的形状。然后为这些形状分配随机尺度和深度，并添加一些分形噪声和瓷砖表面噪声以使它们显得自然。一个滑块控制包含的裂纹的数量，另一个滑块确定有多少包含的芯片转化为裂纹。最后，引入一些随机梯度来赋予图块随机倾斜，并调整图块高度。

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灌浆高度是根据瓷砖高度生成的。本质上，我通过直方图扫描运行预倾斜的图块高度来创建蒙版。我使用边缘检测操作将灌浆部分扩展一个像素，然后使用带有距离节点的此掩模将裂缝和碎片的预先存在的高度分布到灌浆区域。该过程经过一些模糊处理，并添加了凹凸不平的缺陷、裂缝、缺口和圆形凹陷轮廓。此外，瓷砖表面的一些表面细节也增加了强度，以获得更粗糙的外观。然后使用最大混合将瓷砖和水泥浆混合在一起，并从水泥浆高于瓷砖的区域生成水泥浆遮罩。

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[size=1.13]其余过程很简单。法线和环境光遮挡是根据最终高度图生成的。颜色和粗糙度已经有了一个很好的起点。[size=1.13]瓷砖颜色已经由瓷砖数据节点生成，瓷砖表面材质提供了一些要混合的细节，作为粗糙度的坚实基础。剩下的调整涉及将整个高度构建阶段创建的许多细节的变化混合到基色和粗糙度中。

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对改善颜色和粗糙度贴图的外观有重大影响的一个重要方面是粘土垃圾效果。这是我经常用来创建这些看起来对表面变化做出反应的蹩脚细节的方法。该过程涉及从分形噪声开始，将其传递到非均匀方向扭曲节点，该节点利用高度图（或从高度图生成的地图，如曲率）等贴图作为其强度和扭曲角度输入。然后我调整参数，直到看起来令人满意为止。随后执行了一些额外的处理，但是这个初始步骤对于创建有趣的细节至关重要。

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最后，我重新连接输入并创建了最终的图形，其中包含两个图块数据节点、连接到输出模式参数的一系列开关，用于在主要部分和装饰表之间切换，并且所有这些开关都连接到图块Maker 节点，其输出路由到最终图的输出。我通过从图块数据节点和图块制作器节点提升我需要的任何参数来完成该过程。

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灯光与渲染                                
[size=1.13]对于最终渲染，我在 Houdini 中快速构建了一个简单的平面图网格、踢脚线和墙壁。我添加了一些门道和一扇窗户，以便室外照明进入场景。
[size=1.13]平面图必须以特定方式建模，以确保材料可以正确映射到几何形状。为了实现这一目标，我根据之前的测量创建了一个网格平面，该网格平面被划分为精确的正方形，每个正方形的大小与边框的一个角部分的大小相同。我选择并删除了不属于平面图的面。[size=1.13]然后，我将沿着边缘和角落的所有面映射到装饰板的适当部分，确保它们正确定向。为了创建踢脚线，我绘制了贝塞尔曲线踢脚线轮廓，并使用转换线从平面图网格的边界边缘选择中提取踢脚线路径。[size=1.13]我使用平面图和转换线的结果来创建墙壁，并使用了一些 PolyExtrudes 和 PolyBevels。

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灯光                                
[size=1.13]然后我将此场景导入 Marmoset Toolbag 4，设置并应用材质，并开始设置照明。我的目的是创建温暖的室内和凉爽的室外照明的混合，并使用室外光的相对亮度来创建一些漂亮的镜面高光，以展示粗糙度贴图中的细节。[size=1.13]对于天窗，我选择了具有充足明亮阳光、建筑物和一些树木的 HDRI。基本上，是街道场景，因为这在场景的上下文中有意义，并且不会包含任何不适合场景的颜色或灯光。[size=1.13]我在太阳所在的位置放置了一盏儿童灯，然后在“区域/形状”选项卡下调整其直径，直到我对阴影的柔和度感到满意为止。

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然后我放置了一些室内灯来照亮黑暗区域。走廊另一端与前门的一盏聚光灯，还有一盏全向灯，我想象是角落里一张小桌子上的一盏灯。再次，我设置它们的直径以实现所需的阴影柔和度，然后启用“光”选项卡下的“温度”复选框，并将°Kelvin调整为温暖范围内的值，因为这给人的印象是它们是人造光源。我使用 3000°（橙色）作为灯光，使用 5125°（淡黄色）作为聚光灯。

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相机                                
[size=1.13]我创建了一些相机并将它们放置在场景周围，寻找能够很好地展示材料属性并说明边框图案的不同部分的镜头。[size=1.13]使用明亮光源的低角度拍摄最适合突出镜面细节。在此过程中，我不断调整光线值和相机设置，试图找到合适的平衡。我选择了 ACES 色调映射并调整设置，直到获得我想要的外观。每个相机的具体设置都不同，但我通常首先找到正确的曝光，然后调整暗色调和亮色调以创建良好的对比度和细节清晰度，最后调整中间色调。[size=1.13]任何增加对比度的调整也会增加饱和度，因此我也稍微减少了饱和度以进行补偿。

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[size=1.13]相机设置的最后一步是添加一些微妙的锐化。这可以帮助显示一些更精细的细节，但最好不要做得太过分。[size=1.13]少即是多。其他真正可以增加真实感的东西是景深和胶片颗粒。对于颗粒，我选择了胶片模式并将其保留为默认值。我使用光线追踪作为景深方法，并使用聚焦工具（位于“焦距”滑块旁边）来选择我最想要聚焦的感兴趣区域。然后我左右调整焦距滑块，直到我喜欢的结果。[size=1.13]这里的关键是创造足够的深度感，而不会过度模糊和丢失太多你辛辛苦苦创造的细节。这是一个非常好的效果，所以很容易得意忘形，但请记住，它应该增强您的工作，而不是掩盖它。[size=1.13]

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渲染设置                                
[size=1.13]对于渲染，我使用光线追踪，启用高级光线采样，并将反弹次数增加到 7，以将室外光线尽可能远地传播到场景中。场景中没有透射材质，因此我将透射设置为 0。[size=1.13]我得到了一些萤火虫，因此我稍微降低了直接和间接辐射钳位值，并将每像素光线增加到 2。我以 4K 分辨率输出，有 1024 个样本。[size=1.13]较高的样本数量显着增加了渲染时间，但我认为对于额外的质量来说这是值得的。就是这样！

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建议                                
[size=1.13]对于任何开始学习 Substance Designer 的人，我的建议是享受其中的乐趣！这可能是一个非常愉快的过程，充满了有趣和有趣的挑战，如果你喜欢它，那么这往往会在最终材料中体现出来。[size=1.13]继续练习和尝试，如果你尝试的东西没有成功，不要灰心，因为这都是学习过程的一部分。更仔细地观察你周围的世界，因为我们被材料包围，你会惊讶地发现，即使是最平凡的事物，你也能从中汲取多少灵感。[size=1.13]准备好拿出你的相机或手机拍照，因为你永远不知道当地酒吧厕所里的那些瓷砖是否会是你的下一件艺术品！（不好的例子。请不要听从我的建议在公共厕所里拍照！） 跟随别人的工作。向他们学习，让他们激励你，但不要试图完全模仿他们。[size=1.13]你的过程应该是你自己的，没有什么可以替代实验和从你自己的错误中学习。您正在阅读这篇文章的事实表明您渴望向他人学习，这对您很有帮助。[size=1.13]我知道我的过程并不适合所有人，但它是我的，我喜欢它！非常感谢游戏艺术家邀请我分享我的流程，并感谢您的阅读。[size=1.13]我希望您能够从中学到一些有用的东西，并受到启发去探索您的技术方面。[size=1.13]

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END

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创意不错 ！！

不错  感谢感谢！！~

不错不错，楼主您辛苦了。。。

SD 已经 出神入化了！

不错不错，楼主您辛苦了。。。

学习了

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这才叫技术

很有技术含量.

Designer ! 制