材质最终渲染效果:一个球体表面密密麻麻地散布着半透明的小熊软糖,糖体呈现红、黄、绿、橙等颜色,背景为橙色

引言

大家好,我是 AIden,一名贴图艺术家。我曾在育碧成都和育碧蒙特利尔工作多年,参与过《彩虹六号:围攻》和《荣耀战魂》,现在在米哈游担任首席贴图艺术家。

Haribo 小熊软糖

Haribo 小熊软糖是我很早就想做的一个题材,因为它让我想起在蒙特利尔的日子。我想尝试两件事。第一件是 SDF 功能,它非常适合用来散布元素,艺术家可以轻松地用它来做旋转、缩放和定位。所以这个项目里,为了拿到最好的结果,我决定把 SDF 和 ZBrush 两套流程结合起来做这张作品。第二件是,我想试着把渲染和后期调整全部放在 Substance 3D Designer 里完成——这会是一条很好用的程序化管线。

工作流

在 Substance 3D Designer 里,第一步是用 SDF 功能做出小熊的模型。我用了一个 3D Viewer 节点,在 2D 视图里预览结果。

Substance 3D Designer 节点图截图:左侧是 Bitmap 与 3D Viewer 节点预览出的灰色小熊雏形,右侧是 Head 节点组,通过 Flood 与 Offset 参数塑造头部形状

我先做头部、胸部和腰部,从一个椭球开始,然后调整半径和位移,把这些部分摆到正确的位置上。接着用 Union Smooth 节点把它们合并成基本的身体。

Substance 3D Designer 节点图截图:Head、Chest、Waist/Legs 三组节点分别生成椭球,再通过 Union Smooth 合并成一个基本的身体形态,右侧是灰模预览

然后是耳朵、手臂和腿。这一步和雕刻很像,不断细化形状和剪影,直到它看起来更舒服、更圆润。

Substance 3D Designer 节点图截图:Ears、Arms、Legs 三组节点分别生成耳朵与四肢,再与基本身体合并后得到更完整的小熊形状

做出手掌和脚掌,再和上一步合并。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Hands + Feet 的两组节点分别生成手掌与脚掌,并在右侧的 3D Viewer 中与之前的身体合并

我用球体和圆柱体做出眼睛和嘴巴,再用 Subtraction Smooth 把它们加到小熊脸上。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Eyes + Mouth 的两组节点用球体与圆柱生成眼睛和嘴巴,再通过 Subtraction Smooth 从熊脸上去掉这部分体积

胸口的颗粒以 Rock 节点为基础。Randomness 对形状变化很有用,所以不同的颗粒我只要复制这组节点、给 Randomness 换一个值,形状就会随机改变。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 The Detail Dots On The Chest 的 Detail 节点组以 Rock 节点为基础,通过 Randomness 产生不同形状,最终在熊的胸口生成凸起颗粒

保险起见,也为了更好的效果,我还在 ZBrush 里做了一版模型,并生成几张 Height 贴图,作为材质的基础。

示意图:左侧标有 Modeling In Zbrush 的小图标经箭头指向右侧标有 Height Map 的区域,展示两张 2048X2048 的 Bitmap 灰度高度图,上面是小熊正反两面的浮雕轮廓

到这里小熊的基本型就完成了,接下来只要像平时那样用 Shape Splatter 来做带小熊元素的材质。这次的区别在于,因为用到了 SDF,我用的是 Shape Splatter V2。Shape Splatter V2 有很多新特性,配合 SDF 功能帮助很大。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Shape Splatter V2 + Shape Splatter 的节点组合把散布的小熊形状逐步合成为一张 4096X4096 的灰度图案,右侧是合成结果

然后我开始为这个材质搭建颜色。我的目标是让它看起来像一块好的软糖材质,但由于它只是一张平面,做出真正的半透明效果很难。所以我在调色上花了更多时间,去营造一种可信的伪半透明效果。我先把颜色铺成底色。

贴图示意:左侧上下两张分别是红橙色与绿色的散布图案,经箭头合并后得到一张由红、黄、绿、棕等颜色小熊形状交错排列的基础色贴图

添加 AO 颜色。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Add Ao Color 的节点组在基础色上叠加环境光遮蔽,右侧是颜色更饱和、层次更明显的小熊图案

添加颜色变化。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Color Variation 的节点组为每只小熊随机分配颜色,右侧图案的颜色分布比上一步更加随机

添加颜色变化(边缘高光)。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Color Variation(Edge Specular) 的节点组强化小熊边缘的高光颜色,右侧图案的边缘出现明显的亮色描边

添加颜色变化(伪半透明)。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Color Variation(Fake Translucent) 的节点组用蓝色标记的节点驱散颜色,模拟糖果内部的透光感

进一步强化半透明效果。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Extra Translucent 的节点组进一步强化半透明感,右侧的小熊图案呈现出糖果般的透亮质感

接着制作 Roughness。我先把基础色去饱和,然后混合 Noise 贴图和 Grunge 贴图。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Create Roughness 的节点组把基础色去饱和后混入 Noise 与 Grunge 贴图,右侧是得到的灰度粗糙度贴图

在 Roughness 上补充额外细节。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Create Roughness 的节点组继续叠加细节,右侧灰度贴图上出现更细碎的明暗变化

材质完成,接下来是渲染。我决定用 PBR 渲染,并在 Substance 3D Designer 里完成全部后期调整;用这条程序化管线去适配其他材质会很方便。

这套流程里我用了两个 PBR Render 节点。第一个是基础渲染,用来得到一张完整的渲染图;第二个用来叠加一些额外的效果,让最终渲染更好看。这部分会比较棘手。

第一步是先得到基础渲染。

渲染结果:一个表面布满彩色小熊软糖的球体,这是用第一个 Pbr Render 节点得到的完整基础渲染

然后我复制了另一个节点,但把 AO 作为 Base Color 来渲染。这是为后期调整准备的。

渲染结果:同样的小熊软糖球体,但这次以 Ao 作为 Base Color 渲出,整张图呈灰度,用于后续的后期调整

与法线贴图的蓝色通道混合。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Blending With A Blue Channel From Normal Map 的节点组把法线贴图的蓝通道混入渲染结果,右侧是混合后的画面

与复制出的那份渲染结果混合。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Blending With The Render That Is A Duplicate 的节点组将复制出的那份渲染结果混合叠加,右侧是混合后的画面

与 PBR 渲染输出的 Raw Specular 贴图混合。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Blending With The Raw Specular Map From The Pbr Render 的节点组混入 Pbr 渲染输出的 Raw Specular 贴图

再次与 Raw Specular 混合,但换一种混合模式来强化高光效果。

Substance 3D Designer 节点图截图:标有 Blending With Raw Specular Again, But Using A Different Blending Mode 的节点组换用另一种混合模式强化高光,右侧是混合后的画面

最后我按需做了一些额外调整,最终渲染就完成了。

最终渲染结果:球体上密集分布着红黄绿橙各色半透明小熊软糖,糖果表面带有明显的高光与透亮质感,背景为橙色

得益于这条程序化管线,我可以轻松地改变形状,而所有的调整都会自动跟着新形状更新。

三格渲染对比:同一套小熊软糖材质分别应用在圆柱、平面和球体三种形状上,每格上方显示对应的 Shape 参数与 Displacement Intensity 数值

结语

总的来说,这个材质我几个小时就做完了;我认为挑战主要在两部分。第一部分是用 SDF 做出小熊,这是 Substance 3D Designer 的新功能,流程更偏程序化,所以不像绘画或雕刻那样直观。我得不断尝试不同的节点,把它们搭在一起,再从中找出最好的一种。

我平时喜欢找一些特别、有趣的题材来练习,比如这只小熊软糖。它是一种半透明材质,难点在于:在完全不建模、只靠一张平面的前提下,怎么让它看起来、感觉起来像软糖。我觉得这正是它的特别之处——如果你能做到,你的材质或作品就会吸引人得多。

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