学习如何在UE5和Maya中创建带有霓虹灯的雨景
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发布于 2024-9-26 13:09:53

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Hello,大家好
今天给大家带来“霓虹街头餐厅”项目的详细分解我是麦狗

Alena Tikhomirova和Boris Otkhmezuri分享了他们关于“霓虹街头餐厅”项目的详细分解,解释了他们如何填充场景以使其看起来详细而不会过载,并在Maya、Unreal Engine 5和Substance 3D Painter中可视化霓虹灯和雨水。
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1介绍
大家好!我们是Alena Tikhomirova和Boris Otkhmezuri,我们共同创作了“霓虹城”场景,所以我们将分别介绍自己。
我的名字叫Alena Tikhomirova,从小我就喜欢玩电脑游戏。在某个时候,当我还是个青少年的时候,我开始好奇游戏是如何制作的,是否可以学习如何制作游戏。然而,当时我没有认真考虑这个想法。当我进入大学学习平面设计时,我们有学习3ds Max中的3D建模的课程。就在那时,我又想起了自己的梦想。随着时间的推移,我开始转移到Autodesk Maya,来继续自己研究的3D图形。这是一个相当孤独的旅程,我想有更多志同道合的人,并从中得到支持,所以我决定加入在线学校-Retry。从那时起,我大大提高了我的建模和贴图技能。我甚至为我的作品集创作了一幅相当成功的作品。在学校里,我们会有突击测试,就是模拟生产的环境。一组拥有不同技能的学生设计并创造了一个场景。每个人都有自己的角色:建模师,组长,甚至是艺术总监。我作为一名3D建模师和纹理美术师的身份参与了第一批测试。在那里我遇见了鲍里斯,我和他一起创造了这个场景。我目前作为3D和纹理美工参与了一个未公开的独立团队项目。这将是一款以后世界末日为背景的平台游戏。游戏的演示版应该很快就会在Steam上发布。
大家好!我的名字是Boris Otkhmezuri。在大学里,我学习了CAD(计算机辅助设计),重点是编程,在那里我还参加了一个月的短期3D建模课程。这个课题让我着迷,我决定深入研究这个领域。由于我的许多家庭成员都以这样或那样的方式在建筑行业工作,所以我选择了一个将我对数字技术的热爱与建筑行业相结合的硕士项目——建筑可视化。那是我第一次熟悉3D建模,在3Ds Max中工作,并首次尝试VR技术的地方。当时,它是Oculus Rift DK 2和虚幻引擎4的第一个版本。我决定把我在编程、建筑可视化建模和学术追求方面的知识结合起来,于是我进入了博士课程。我的研究课题是虚拟现实在心理干预中的应用设计。由于建筑可视化通常涉及创建预渲染的静态图像,而不是实时渲染,我开始独立研究创建游戏就绪3D资产的过程,以及慢慢地从3ds Max切换到Autodesk Maya。最初,我自己寻找和研究信息,这足以满足我在博士期间的需求。然而,毕业后,我想更深入地研究创造游戏就绪的3D资产和环境的过程。在寻找培训的过程中,我发现了Retry学校,在那里我遇到了Alena。目前,我在学术界工作。然而,我想在这个行业中尝试一下,努力准备我的作品集。2灵感与参考
在我们Retry的学习过程中,我们去年开始在Anton Ageev的指导下,为虚幻引擎5创建一个分层着色器。完成后,Anton建议在实际项目中进行测试。这激发了合作和创造场景的想法。起初,它应该是一个立体模型,这标志着我们在环境创造方面的第一次经验。最初,我们在室内和室外环境之间进行选择。在确定了户外拍摄地点后,我们开始考虑风格。我们还从游戏《Stray》中汲取了灵感,主要是游戏的氛围和灯光。在寻找参考资料时,我们考虑了多个方案,最终确定了我们的最终选择。然而,当我们开始制作这个项目时,我们逐渐意识到,我们要制作的是一个静态镜头的渲染,而不是一个透视图。不过,制作透视画的想法并没有离开我们,我们可能会继续朝这个方向努力。

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参考资料搜索分两个阶段进行。第一阶段,我们在Pinterest、Google Photos 和 Yandex Images等平台上搜索主要参考资料,最终在Pinterest上找到了它。我们被它的氛围和明亮的霓虹灯所吸引。起初,我们以为所选的参考资料有作者,但仔细一看,才发现这是一张人工智能生成的图片。选定主要参考资料后,我们开始为店铺的室内设计和道具寻找更详细的参考资料。我们把重点放在了亚洲街头美食上。朋友们也提供了帮助,他们找到了参考资料并拍摄了店内真实亚洲食品的照片,我们后来用这些照片作为创建模型和纹理的指导。我们为商店的照明、氛围和内容提供了更多参考:

由于主要参考资料没有准确描绘物品的形状,我们不得不寻找类似的物品照片来正确建模。3协作
准备阶段结束后,我们面临着如何划分场景工作职责的问题。我们都有兴趣担任所有角色(三维艺术家、纹理艺术家、关卡艺术家、灯光艺术家),因此我们按照商店的楼层进行了分工。Boris负责一楼的所有内容,而Alena负责二楼,并处理建筑物的全部建模工作。
我们选择了虚幻引擎 5,因为我们都想尝试使用这个引擎,因为它是行业标准之一。为了便于协作和跟踪所有阶段,我们使用了Retry在Figma中开发的方案,而在引擎中工作时,我们使用了Git和Sourcetree。在单个项目上进行团队合作时,这些工具非常有用。在Figma中,我们有一个共享的参考资料包、所有重要的项目链接和一个跟踪所有阶段进度的表格。当您调用Sourcetree时,您电脑上虚幻引擎 5中的场景会自动更新,并且您会收到您的合作伙伴所制作的所有网格和材料,这些网格和材料都已经放置在正确的位置上。我们几乎每周都会在Discord上进行通话,讨论我们的工作以及下一步需要做什么。Sourcetree中的样子:

Figma中的样子:

4构图和分块
由于我们最初计划制作的是一个透视模型,所以我们用眼睛对场景的块面进行了建模,甚至对商店的背面也进行了建模。为了使建筑看起来相对逼真,而不是像玩具一样,我们需要按比例制作。因此,我们使用人体模型来确定场景中的尺寸与人体模型相比是否准确。
在Maya中进行第一次分块:



但后来,根据Anton Ageev的建议,我们决定为特定的摄像机镜头创建场景,因此不得不放弃商店的背面。主要的挑战在于设置摄像机,以便我们的遮挡在尺寸和网格定位方面与参照物相匹配。我们无法在Maya中正确设置摄像机。我们找到了一种方法,使用名为fSpy的程序和相应的Blender附加组件来实现这一目标。虽然在Maya中也有使用该程序的选项,但相机无法正确导出,这导致我们的遮挡与参照物不符。fSpy截图:

我们决定在Blender中继续主要的分块阶段。一旦我们确定了基本形状,并对正确的尺寸有了信心,我们就转回Maya,因为我们都习惯在Maya中工作,这样工作起来会更方便快捷。在完善草稿和用网格填充场景的过程中,我们定期将项目转回Blender,以检查一切是否与参考相匹配。使用fSpy大大简化了建模过程,从那时起,工作进展得更快了。通过fSpy设置的摄像机和参照物:

5建模
整个场景的起点是商店主楼。我们从它开始。由于我们要为一个特定的镜头制作静态渲染,因此我们决定放弃模块化结构,将其制作成一个单一的网格。为了在引擎中进一步绘制顶点纹理,Alina使用Maya中的刀具工具将其切成大致相等的50厘米长的部分。为此,她创建了一个1m x 1m的立方体,将其切成相等的两半,并以此为参考。




接下来,我们开始对房屋周围的小型资产进行建模,如标志、人行道和店铺周围的沥青路。在店内,我们首先创建大型资产,然后添加较小的细节。草图场景的工作结束时,它看起来是这样的(Blender 截图):

总的来说,这是场景制作中最简单的部分,因为我们使用一套标准工具在Maya中为所有资产建模,并根据参考资料放置它们。6用道具填充空间
在创建任何空间时,总会出现如何填充空间的问题。您可以创建一个美丽的空间,但使其生动、有趣和引人注目的是细节和填充。例如,你可以有一张空桌子,但只要你用简单的形状和原始元素填充它,空间就会立即变得更加引人入胜,让你想去探索桌子上的东西(Boris Otkhmezuri在 Retry School 的作品):


我们在这里也采用了同样的方法。最重要的是不要在细节上做得太多,要留出一些开放的空间,让眼睛可以休息。在图块/草图阶段,街角小店的填充工作从摆放大型物品(如雪泥机、榨汁机、椅子等)开始,然后Boris开始摆放碗碟和货架上的物品等小型物品。为了让场景更加生动,我们增加了一些混乱,并改变了物品摆放的节奏。例如,可能有人走过时撞到了椅子,或者把瓶子或调料瓶不均匀地放回了架子上(见下图)。在选择道具时,我们主要以亚洲街头小吃店为参考。大部分道具都是从零开始制作的,但也有一些是从Quixel Megascans中提取的,比如橙子。
最有趣的道具可能是雪泥机、椅套和商店屋顶。在制作这些物品时,Boris第一次接触到流体和布料模拟。他在Maya中进行了所有这些模拟。在制作椅套时,他主要关注我们主要参考资料中的视觉感知。椅套看起来很重,而且不是很光滑,因此他尝试为材料模拟选择合适的参数。他对流体模拟也采用了同样的方法。第一次模拟是用玻璃杯进行的;他想表达的是水龙头开得太大,导致液体溅出玻璃杯的感觉。然后,他为泥浆容器创建了另外三个模拟,使它们都略有不同。屋顶用布模拟:

7拓扑和Unwrapping
在创建场景时,我们选择了中多边形建模管道,以避免重拓扑和道具烘焙,从而加快工作进度。所有UV贴图均在Maya中完成。我们为房屋和所有周边资产创建了2K纹理。由于我们在房屋上使用了分层着色器,因此我们制作了两个UV贴图。其中一个UV贴图是在虚幻引擎 5中使用顶点绘制而制作的,其像素密度为10.24。
这是一个在Maya中进行独特解包的道具示例:

UV:

8纹理
所有物体分为三种材质类型:贴花、玻璃物体和标准材质。使用Substance 3D Painter对独特的物体进行贴图。在Painter中制作纹理时,视口被设置为代表虚幻引擎 5的色调映射,以便在制作纹理时与引擎的颜色相匹配。为此,我们调整了Substance 3D Painter中的一些参数。首先,在显示摄像机设置中,打开“主动后期特效”,并选择“对数功能”。然后,下载虚幻引擎 5颜色配置文件并将其附加到颜色配置文件部分。您可以在此处找到Substance 3D Painter的ACES LUT颜色配置文件。
Substance 3D Painter中的相机设置:

我们在虚幻引擎 5中为每种类型的对象创建了主材质,并为顶点绘制沥青和主建筑立面创建了单独的多层材质。对于大多数道具,我们制作了一种相当灵活的材质,使我们能够实现各种视觉效果,从而简化了道具贴图过程。例如,使用一组纹理,我们可以通过添加/改变基色的亮度、对比度、色调和饱和度,赋予它们不同的色调,从而制作出多变的表面。道具主材质:

底色调整:

该着色器还允许通过控制其最小值和最大值来操作粗糙度。如果我们想在粗糙度上添加额外的变化,或者完全改变粗糙度,而不需要返回Substance 3D Painter来获得独特的资产,该材质就可以做到这一点。着色器中还为瑕疵提供了一个额外的分支。这样我们就可以将其他贴图混合到粗糙度通道中,或者通过调整混合值来完全改变粗糙度。粗糙度调整:

瑕疵调整:

我们可以与之交互的另一个通道是正常通道。在这里,我们可以调整其强度。法线调整:

接下来,我们就有了一个自发光,在这里我们可以附加我们的“自发光贴图”并控制其强度。自发光调整:

最后,我们为着色器添加的工具是UV调整。为了方便使用,我们创建了一个材质函数。它包括五个标量参数,可用于:a) 旋转;b) 按U和V分别平铺;c) 按U和V偏移。



我们创建的另一种母版材料是用于玻璃表面的,参数集相当小,但足以正确显示玻璃表面。它包括颜色、粗糙度、不透明度和折射率(IOR)。

我们在工作中尝试的下一种技术是顶点绘制。我们将其应用于建筑物的主立面和沥青路面。为此,我们创建了一个可以绘制水坑的分层着色器。沥青材料本身取自Quixel Megascans。我们选择了两种材料:一种是带有小裂缝的标准沥青,另一种是带有碎屑的沥青。

当您使用内置的Quixel Bridge将材质从Quixel导入到虚幻引擎5中时,您可以根据以前获得的材质设置分层材质。但是,在创建此类材质时,您可能会遇到一个在虚幻5.3中尚未修复的问题。要解决这个问题,您需要选择其中一个材质,并仅基于它创建一个混合材质。然后,您可以将其余材质连接到新创建的混合材质。

创建这种材质的好处是可以创建湿表面和水坑,因为这种功能已经内置。通过控制“顶点绘制”画笔的力度,可以创建湿表面或水坑。不过,这样做也有缺点,因为如果要使用水坑,在这种设置中只能混合两种材质。这是因为水坑使用的是顶点油漆的蓝色通道,而不是第三种材质。9最终场景设置与构图
我们在一开始就为渲染设置了主摄像机和构图,以监控场景的外观及其与参照物的相似性。正如我们之前提到的,fSpy在遮挡阶段帮助我们完成了这项工作,但是它并没有将摄像机转移到虚幻引擎 5中。因此,为了将摄像机移动到虚幻引擎中,我们在Blender中的3D场景中放置了一个小立方体,然后将其转移到UE5中。这样我们就可以知道摄像机的准确位置,但是我们仍然需要通过实验来调整摄像机的设置(例如视场角)。虽然我们无法完全匹配参照物,但最终拍摄的效果非常接近。所有其他用于渲染的镜头都是最后合成的,并根据需要调整了构图和角度。
人物模型的选择与参考资料相似。我们从虚幻市场中的Posed Humans Winter Pack 1中获取了该模型。在主镜头中的其他资产中,您可以看到一个复活节彩蛋,暗示了Boris Otkhmezuri未来的作品。由于我们依赖于参考资料,因此我们的独立构图选择主要体现在一些小细节上,例如沥青路面上的垃圾和散落在路面上的树叶,我们使用了 “落叶模式”。我们希望通过这些元素来引导观众的视线转向主要焦点--商店。10照明和渲染
在制作纹理的同时,我们还专注于场景中的霓虹灯和照明。我们做的第一件事就是设置夜间照明。我们没有使用标准的SkyLight,而是在场景中添加了一个BP_Sky_Sphere,它可以创建逼真的天空和照明。要使用这种设置,您需要启用引擎的内容显示并将BP_Sky_Sphere拖入场景。


我们的场景看起来是这样的,只有夜空照明和一些资产应用的自发光材质:

之后,我们使用点光源和区域光源为环境添加了基础照明。由于商店建筑位于城市中,其他标志、路灯和各种街道照明光源会从不同角度对其进行照明。我们还在店内增加了照明。在这一阶段,除了遵循参考资料外,我们还希望利用灯光将前景与背景分开,突出建筑物本身,使其看起来不那么平淡,并确保灯光能突出标志的金属部分。

仅仅连接发射器还不足以与路牌上的发射材料配合使用。这些路牌在现实生活中是如何工作的呢?通常情况下,在塑料盒上贴上一层彩色薄膜,所有文字都是塑料的基色,由灯光从内部照亮。因此,标牌上的所有文字都应该更亮。因此,在发射纹理上,我们只保留了文字,而标志的背景颜色则使用了基色。然而,这最初导致标志的发光效果与我们想要的不同。在对发射颜色进行试验后,我们最终绘制的各种标志的贴图如下所示:



但这仍然不是我们想要的效果。为了在镜头中实现发光效果,我们在标志上添加了RectLights,并在指数高度雾中调整了雾密度。这使得灯光与场景产生了完美的互动,增强了气氛。

场景仍然很暗,有很多黑色区域,因此我们增加了环境照明。我们还照亮了前景的沥青路面,以突出更多细节。

照明工作已接近尾声。为了增加画面的深度和气氛,我们在商店后面和摄像机前面的前景中引入了雾。虚幻引擎 5有自己的本地高度雾,但它不符合我们的需求。在YouTube上搜索后,我们找到了一种解决方案:具有动态纹理的球形网格。这种方法可以方便地调整反照率颜色、风速以获得逼真的效果,以及梯度的透明度和高度。

在最后阶段,我们进行了后期处理,并增加了视觉效果。为了进一步增强镜头中的气氛,我们决定添加灰尘颗粒。为此,我们使用了虚幻引擎 5中的尼亚加拉系统。这是一个功能强大的工具,用于创建不同类型的粒子系统。为了达到我们想要的效果,我们创建了一个自定义尘埃粒子材质,并对发射器进行了相应的配置。

为了增加前景的深度,我们还使用LightBeam资产模拟了类似God Rays的效果,您也可以在引擎内容中找到该资产。该资产本质上是一个圆锥体,上面有一个半透明的可定制材质。使用这种材质,您可以调整光线的长度、透明度和密度,甚至改变它们的外观。

最后,我们添加了一些后期处理效果。我们设置了景深以模糊背景,添加了一些光晕以进一步突出标志,并尝试了曝光设置以加深和加深场景的某些区域。后期处理体积设置:

在渲染方面,我们使用了虚幻引擎 5中的“电影渲染队列”(Movie Render Queue),并利用其光线跟踪(Ray Tracing)和流明(Lumen)等功能来提高视觉质量。为了以相同的色彩空间(即虚幻引擎 5 中的 ACES)渲染图像,我们创建了一个色彩配置文件,将线性空间转换为 ACES。然后,我们添加了一点抗锯齿来平滑光反射和高光。此外,我们还添加了一些渲染和引擎预热帧,以便在捕捉图像之前为粒子发射留出一些时间。最终渲染没有进行任何后期制作。渲染队列设置:

11结论
创建本项目的整个过程(包括休息时间)花费了我们大约四个月的时间。我们所面临的主要挑战包括确保均衡的构图、实现所需的真实感以及解决项目的技术问题,特别是因为这是我们第一次使用虚幻引擎 5来完成项目。
在这次经历中,我们学到了一些宝贵的经验。其中一个重要的收获就是合理规划以及愿意对资产或想法进行修改的重要性。重要的是不要在画面中不显眼的元素上花费太多时间,但也不要草率行事。不断分析和完善您的作品对于确保其符合您的愿景至关重要。对于像我们这样的初学者,我们建议要有耐心和恒心。创作有趣的、看似简单的艺术作品需要时间和努力,因此不要因为挫折而气馁。在项目的每个阶段,都要向更有经验的人请教,征求反馈意见。这将帮助你避免常见的错误,并大大加快你的进度。经验丰富的同事或导师可以提出你可能没有考虑过的新想法。此外,他们的见解还能帮助你提高技能,开阔视野。- End -

   


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