最终渲染:帆布工具包摊放在石板上,里面插着扳手、钳子与缠着胶带的螺丝刀

大家好!我叫 Vitaliy Kovalchuk,是 GSC Game World 的 3D 艺术家,在游戏行业有 5 年以上经验,主要方向是道具与环境。我有幸参与过《S.T.A.L.K.E.R. 2:切尔诺贝利之心》,以及它即将推出的剧情扩展包 Cost of Hope。

引言

我的 3D 之路始于 2012 年玩初代《死亡空间》(2008)的时候。我记得自己把游戏暂停,真心在想:「他们是怎么做到的?这些画面、细节和可交互的世界,是怎么从零开始搭出来的?」那份好奇变成了对游戏开发的真正热情。当时的学习资料和今天相比极其匮乏,但我开始一点点扎进这个领域,能拿到什么就读什么。

短暂中断之后,我下定决心把 3D 艺术家当作职业来走。2016 年,Wargaming 的 Pavlo Ponomarenko 邀请我加入一个独立项目——一款太空科幻题材的蚂蚁农场基地建造游戏,名叫 SpaceLab,气质上类似《辐射:避难所》。由于家庭原因,项目不得不搁置,但它给了我第一段、也是极其宝贵的实战开发经验。

2016 年独立项目 Spacelab 的开发画面,深色科幻界面截图拼接

为了把知识系统化,我在 ARTCLUB Academy 完成了两门专业课:

  • 材质课(2017):讲师 Maksym Shcherbin 非常详细地讲解了游戏开发管线和处理材质的关键阶段。
  • 专业建模课(2018):在 Vadym Popenko 的指导下,我深入掌握了几何体创建、优化,以及加速工作流的技巧与窍门。

打磨完作品集后,我在 2021 年初向 GSC Game World 投递了申请,并顺利通过了美术测试。我先以自由职业者身份做了一年半,之后被邀请全职加入工作室,继续在各类制作管线中制作精细的道具与环境元素。

参与 S.T.A.L.K.E.R. 的世界,是我职业生涯里最自豪的成就!

在本文中,我准备了一份关于自己管线与关键技术决策的详细拆解。它梳理了帮我达到预期结果的核心阶段、技法与心得。

起步准备

在开始做任何模型之前,我都会先彻底搜集有说服力的参考资料——建模和贴图阶段都要用。对这件工具包资产,我整理了一块精挑细选的参考板,里面有真实世界帆布收纳包的照片、工具腰带、磨损的皮革带,以及各种作业装备。

除了照片,还有一个巨大的优势:我家里就有真实的工具——螺丝刀、钳子和金属紧固件。在建模与贴图阶段,它们就是我最直接的上手参考:我可以握着它们、感受重量、观察光在磨损金属上如何反射,并分析污垢是如何自然堆积在难以触及的角落与缝隙里的。

分为 Modeling 与 Texturing 两栏的参考图板,密集排列着实拍工具与帆布包的图片

把所有这些信息收集并仔细分析之后,我清楚地规划出后续的每个流程阶段,然后很有底气地开始制作这件道具。

建模

几何体创建——白模

完成参考资料调研阶段后,我进入白模阶段。我从模拟帆布包的布料元素开始创建几何体。为了加快进度、同时对最终形状保持最大控制,我遵循了几个关键步骤:

  • 使用冻结的辅助型板:做基础形状时,我先创建了一个简化的辅助型板并把它临时冻结在空间中。这提供了一个刚性框架,让我能轻松调整褶皱与包体的整体体积,而不会产生多余的形变。
  • 最终模拟:在达到想要的体积与布料垂坠感之后,我移除辅助型板,直接在表面上模拟主体材质,以捕捉它在自重下形成的自然褶皱。
几组白色布料白模,展示放置与折叠状态的基础型板

我有意让所有型板尽可能简单直接。这样省下了大量制作时间,也帮助我在早期阶段避开了多余的几何挤压。

平铺的布料型板,中央是冻结在空间中的方形辅助型板
单块帆布沿辅助型板下坠模拟,顶部边缘带有标记
帆布包的三个角度粗模,表面带有徽标与褶皱

雕刻与工具

白模达到高质量、基础形状清晰且后续易于处理之后,我进入雕刻阶段并进一步细化细节。白模就绪后,我决定立刻把所有需要的工具建模出来,放到各自的位置上。这样我就能精确地调整并让包体贴合这些工具。

灰色的帆布包粗模,正面带有圆形徽标与明显的褶皱
四组视角展示螺丝刀与缠在其上的橙色绝缘胶带

我还模拟了缠绕在螺丝刀上的电工胶带,这给这件资产增添了一层额外的叙事。

螺丝刀手柄特写,橙色胶带缠绕其上,末端翘起
扳手、螺丝刀、钳子等工具的高模,以及一小块方形卡面

在确定工具的高模几何体之后,我把注意力放在材质以及包体表面的细节上。

高模状态下的帆布包,内部插着工具,外侧挂着金属环

做完工具之后,我转向雕刻包体本身,先从包边上的皮革元素开始。我用一支自定义的皮革笔刷并开启 Lazy Mouse,以确保线条尽可能干净顺滑。

三个角度的帆布包,皮革包边已经雕刻出磨损与线迹

接下来,我着手制作布料上的磨损与撕裂。我用了「遮罩—提取—布尔」的流程,它能让我快速而精确地在包上做出真实的破洞与破损。

帆布包角落的特写,褶皱与边缘的纤维磨损都已雕刻出来
四个角度的帆布包,表面已叠加布料纹理与细微起伏

接着我转向制作布料纹理与微观起伏。首先我应用 Store Morph Target,这样就能用 Morph Brush 按需调整变化或清除噪点,让这件资产有更多视觉叙事。随后我用各种 alpha 细化表面。通过应用遮罩,我保护住皮革元素,再通过 Surface Noise 引入布料纹理并应用上去。

一开始我用 Morph Brush 稍微平滑了布料褶皱处的纹理。之后,我借助一个辅助插件加快做出破口内部的散落线头与磨散纤维,事后再手动微调几何体。完成这一阶段后,我转入重拓扑。

帆布包表面加入破损与褶皱后的高模效果
帆布包侧面,绿色高亮区域标出用遮罩抠出的破洞范围

重拓扑

我用 3D 软件自带的工具包做重拓扑,事实证明这是非常方便高效的方案。

帆布包上的黄色高亮遮罩,用来标定需要磨损的区域
全部表面细节完成后的帆布包高模

接下来我完成了工具的重拓扑,并为线头 alpha 贴图添加了卡面(card plane)。

帆布包高模中插着工具,内部还带有露出的线头
左侧是 130 万面的高模,箭头指向右侧 4 万面的游戏模型

对于游戏内资产,我进一步优化几何体、减少多余的面;而在我个人的作品集渲染里,我保留了更密的网格,甚至在某些区域加了额外细节。

三维软件中的 Uv 排布,各块岛屿按材质分区并以颜色标注

下一阶段是 UV 展开。这里的重点不是用什么工具,而是严格遵守游戏开发的技术要求:一致的纹素密度、UV 空间的充分利用,以及零贴图拉伸。你可以用任何你喜欢的软件,因为最终的评判标准完全是资产本身的质量。

重拓扑后的帆布包低模,工具与线头都已整理为可用网格

之后我转向烘焙核心贴图。我的管线包括一份 Y 轴翻转的法线贴图、一张用于线头卡面的透明贴图,以及两种 AO:一种带有物体之间紧密的自阴影,另一种是更柔和、不含自阴影的 AO 图,这对生成器能否正确工作非常关键。

贴图

在开始贴图之前,把场景准备好非常关键:在 Substance 3D PAInter 里配置视口,让显示效果尽可能接近游戏引擎中的最终外观。整条流程基于 PBR 管线(金属度—粗糙度)。导入几何体与基础烘焙之后,我直接在 Painter 里烘焙了内部网格贴图:世界空间法线、位置、曲率和厚度。由于这件资产包含半透明元素,我使用了「pbr-metal-rough-with-alpha-blending」着色器。

Substance 3D Painter 的烘焙界面,红色箭头标出需要检查的贴图项

所有必要的烘焙准备好之后,我进入材质构建。我从底向上工作,保持图层栈干净、有条理。我从布料开始贴图,目标是让每种材质都有自己鲜明的性格与视觉深度。我的贴图过程是迭代式的:先把所有元素的基础材质铺好,再把它们整理进结构清晰的文件夹,便于查看和使用。

Substance 3D Painter 中帆布包的基础材质铺底,右侧是图层堆栈

在这个阶段,我确定大致的配色。

铺好基础色后的帆布包,工具与胶带已经带上颜色

只有在整体铺底完成之后,我才会进入每个单独元素的深度细化。

在基础色之上叠加污渍与皮革包边后的效果

下面我会更详细地拆解一部分图层的结构,并指出重要的细节。

布料基础材质:我应用了布料基础材质,并加了一层绿色调的图层(混合模式设为 Darken)来增强它的复杂程度。

边缘处理:我用更亮的色阶强调边缘,以打破色调上的单调。

Substance 3D Painter 的图层截图,红色标注说明边缘提亮与布料底色层的做法

皮革包边:我用深色配合 Metal Edge Wear 生成器和一个 Warp 滤镜,给皮革包边加上磨损。

皮革破损:我通过 Metal Edge Wear 做出破损图层,再用 Warp 滤镜柔化遮罩边缘。随后用 Anchor Point 给皮革边缘加上细微的高度与体积细节。

缝线与接缝:我用 Stitching 工具沿样条做出缝线,之后用 Levels 强化高度细节。

Painter 图层截图,标注皮革磨损、破损与线迹的处理方式

线头卡面:我在卡面上手绘了一根根线。先做一个带透明度的图层,再应用布料基础材质。用渐变调整线的粗细,并建立一个 Anchor Point 用来精确微调高度。

线头细化:我用布料基础材质在遮罩上手绘出额外的线头细节,然后用 Blur 滤镜轻轻柔化边缘。

Painter 图层截图,说明线头卡面的绘制与细节处理

磨损的物理逻辑:所有材质都是带着真实使用场景来处理的:持续受摩擦的区域用更亮的色阶,更暗的色阶则堆积污垢与湿气。灰尘主要留在缝隙与凹陷处。

核心思路:处理金属时,我尽量让图层结构保持干净直接,专注在高质量视觉效果上,而不是把图层栈搞得过于复杂。

变化(颜色与粗糙度):我用生成器搭配 Warp 滤镜来引入色调变化与粗糙度差异,打破遮罩的规律感。

污渍与色彩点缀:我加上局部污点与细微色调差异,让表面看起来更鲜活可信。

油污:最后加上油泥痕迹与滴落的机油,营造出这件工具经常被使用的感觉。

五张钳子手柄渲染并排,右侧附有每一步的图层说明与红色标注

钳子手柄的贴图:

接着我做钳子的贴图。我把手柄的材质制作拆成五个连续的步骤:

  1. 基础色与粗糙度:设定橡胶/塑料涂层的基础颜色与粗糙度数值。
  2. 颜色与粗糙度变化:用细微的斑驳色差与粗糙度差异打破表面的均一感。
  3. 带纹理的握持区:在握持区加上一层明显的彩色覆盖。
  4. 高度/法线细节:在握持覆盖层上做出细小的高度微观细节与压印,形成防滑效果。
  5. 污垢与灰尘:在凹陷处与边缘周围叠加污垢、灰尘与一般磨损。
三个角度的钳子手柄,展示基础色与粗糙度的设定

我把完全相同的做法与逻辑应用到了这套工具里的其他每一件上。

蓝绿色的螺丝刀手柄,标注为基础色与粗糙度阶段
螺丝刀金属杆的渲染,标注为基础金属阶段
缠着胶带的螺丝刀,展示胶带的颜色与粗糙度

下面以螺丝刀为例,更仔细地看这些阶段。

螺丝刀的贴图(基础与破损)

  • 基础与色调:设定初始的基础色与粗糙度数值,然后引入略暗的色阶来做主要的表面变化。
  • 凹陷与边缘:用更暗的色调加深缝隙,并在边缘加上缺口与划痕。
  • 裂缝:在表面加上高度裂缝,打破连续的形态,强调材质的老化与磨损。

污垢、污痕与电工胶带

  • 污垢与指纹:在螺丝刀的缝隙里加上堆积的污垢与油性指纹,然后建立一个专门的图层组来隔离电工胶带。
  • 电工胶带:配置胶带的基础色与粗糙度,用遮罩映射一张高度图以做出真实的褶皱,并用透明度做出磨散的边缘与细微的色彩变化。
Painter 图层截图,三张螺丝刀状态并标注脏污、指纹与胶带的处理
Painter 图层截图,标注螺丝刀裂缝与破损的处理步骤

最后,在最上面应用一套通用的校正图层——我称之为后期效果:它增强视觉深度、提升对比、锐化边缘,并用最后一道干净利落的处理把所有细节统一起来。

Painter 图层截图,标注统一使用的后期校正图层组

这就是最终的贴图结果。你可以看到,并不需要把图层栈堆上几十遍才能得到出众的视觉效果。干净、直接的结构更省时间,能让你对修改保持完全的控制,同时交出打磨到位的 AAA 级完成度。

Substance 3D Painter 中完成贴图后的帆布包与工具

灯光与渲染

灯光设置包括一盏背景光、一盏主天光,以及若干轮廓光,用来强调模型上关键的亮点区域。主要目标是制造深邃的阴影并突出镜面高光。为了得到带有复古相机味道的画面,我使用了非常窄的视场角(FOV 10°),配合浅景深、色差以及细微的胶片颗粒。

低视角的帆布包渲染,带有浅景深与色散,画面偏复古胶片感

此外,我始终会加入体积雾,用来柔化过于生硬的对比,让画面更有氛围、更立体,也更接近真实。

同一机位关闭景深后的渲染,用于对比

最后的调整在 Photoshop 里完成:我用一张景深通道设定视觉焦点,并用一个 Color Balance 调整图层微调整体色调,让结果更有表现力。

在最终渲染时,我还从 Substance 3D Painter 里导出了置换贴图(Displacement),它为接缝、布料纹理和一根根线头的细节增添了明显的表面起伏与体积。

帆布包摊放在石板上,工具与红色杆件散落其间,画面带有景深
帆布包上徽标贴片的特写,皮革与帆布的磨损细节清晰可见

结语

这个项目总共花了大约 8 到 10 天(不含渲染,因为我在打光和构图取景上多花了一些时间)。

最难的部分是让这件资产真正有趣、可信——让人一看就立刻相信它——同时还要严格遵守游戏可用的优化要求。我在布料材质上花了大量时间、反复迭代,才做到完全自然的效果。

最享受的阶段是处理皮革、线头和织物。我很喜欢传达它们在使用中的磨损,并给材质注入视觉叙事。

这个项目带来了非常宝贵的经验:我掌握了新的布料雕刻技巧,渲染能力也明显上了一个台阶。特别是在相机构图与最终后期处理上,我发现了许多有用的技巧。

我非常推荐大家去看关于织物雕刻、接缝结构与磨损效果的教程——它们让我正确理解了该怎样处理布料的细节。

感谢各位花时间阅读!希望这份拆解有所启发,也能带动你自己的贴图实验。

更多同类拆解可以查看 案例教程 分类,做旧与磨损材质可以参考 写实核桃材质流程 与 Substance 3D Designer 裂纹技巧。

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