# Substance 3D Designer 瓢虫材质：用 SDF 管线做出一群写实的瓢虫

> Substance 3D Designer 瓢虫材质拆解：高级材质艺术家 Romain Lemaire 用 SDF 管线搭建瓢虫模型，以 Shape Splatter V2 与泊松圆盘分布完成散布，再通过 shape.id 取模实现四套随机配色，最后在 Marmoset Toolbag 中渲染出水滴、涟漪与水面张力。

- 原文：https://www.interestcreator.com/ladybug-material-substance-3d-designer/
- 站点：https://www.interestcreator.com/
- 发布：2026-10-25
- 更新：2026-10-25
- 分类：图文教程、材质制作、案例教程
- 标签：Marmoset Toolbag、PBR材质、Substance 3D、Substance Designer

## 概要

用 Substance 3D Designer 的 SDF 管线做瓢虫材质：分三段搭模型、Shape Splatter 散布、自写投影函数上色。

## 正文

![成片的红色瓢虫铺满画面，深色背景衬托出湿润的甲壳高光与黑色斑点，为 Substance 3D Designer 制作的瓢虫材质最终渲染](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394bf6e7711.webp)

### 引言

大家好！我是 Romain Lemaire，游戏行业的高级材质艺术家。和前几次一样，我目前仍是自由职业者。不过我也在 Arrowhead Game Studios 工作了三年，参与《地狱潜者 2》，另外还在 Omeda Studios 做过一段时间的《Predecessor》。所以说，我比上次又多了一些经验。

![《地狱潜者 2》（Helldivers 2）游戏截图：落日余晖洒在连绵沙丘上，一名士兵的剪影站在沙脊顶端](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a39439cc5bf0.webp)

![《地狱潜者 2》（Helldivers 2）游戏截图：阳光穿过茂密林木，一名士兵行走在绿意浓重的丛林里](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3943ab07aae.webp)

### 瓢虫项目

其实早在 2021 年我启动「颜色」项目时，瓢虫材质就已经在我的待办清单上了。那个项目是为我选定的每一种颜色做一套材质。此后它长期搁置，也发生过变化，主要是调整了部分材质和整体范围。

![Substance 3D Designer 中按颜色分类的材质清单截图，多组色块与材质缩略图分列排布](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a39443fd5787.webp)

那个项目的目标主要是练习在 Substance 3D 里驾驭颜色，而这正是我之前比较吃力的地方。《地狱潜者 2》的经历在这方面帮了我不少。不过我还是想把这个项目做完，至少把绿色和红色两部分完成！而新版本的 Substance 3D Designer，尤其是新的有符号距离场（Signed Distance Field，SDF）管线，看起来正是终于可以动手做瓢虫的好机会！

![深青色背景上一颗被密密麻麻的小瓢虫完全包住的球体，瓢虫甲壳呈湿润的红色、带黑色斑点](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a39449b82bf3.webp)

所以这套材质的首要目标，就是多试验 SDF 管线。当然，第一步还是要先做出一个像样的瓢虫 SDF 模型。

### Substance 3D 工作流

当我做出来的东西开始隐约有点像昆虫时，我就进入了每套材质都会走的第一个环节：我称之为概念验证——一张只用极其基础的形状、颜色、位置搭起来的完整节点图。

![Substance 3D Designer 的三维视口中，一只红色瓢虫模型立在灰色网格地面上](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394552e9efb.webp)

这一步的目的是检验想法能不能成立，同时也把我在寻找的所有细节都试验一遍：基础形状本身，还有排布、构图以及材质的整体观感。因为这套材质是作品集项目，我用的是 Marmoset Toolbag；即便在项目环境里，我也会用引擎内的情境场景做同样的事。

![俯视视角下成片瓢虫停在黑色湿滑的水面上，水珠附着在甲壳表面并留下倒影](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394592619ae.webp)

这一步通常要花我 1 到 4 个小时，取决于材质类型。它很关键，因为它给了我一个还不错的最终效果预览，既能确认结果接近我的设想，也能让我只关注真正重要的细节，避免把时间耗在最终几乎看不见的地方。

做完这一步，我就能回到材质本身上，从整体上改进、把每个部分再打磨一遍。重点不是死磕某一个环节，而是让整套材质的质量逐步提升。

![瓢虫材质迭代动画：黑色水面上的瓢虫群从标注 01、02、03 的版本逐版推进到最终版本](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3945df8eca5.gif)

每达到一个视觉上的「里程碑」，我就会把其他地方也各打磨一点，尽量不让某个部分过度打磨而拖累整体。这让我保持专注，也因为它是作品集项目，能在有限的时间里拿到最好的结果。

就材质本身来说，它可以拆成几个部分：SDF、形状散布、颜色，还有水滴。先来看看瓢虫最终的 SDF 图：

![Substance 3D Designer 中瓢虫完整的 SDF 节点图，右侧为瓢虫模型的三维预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394612db231.webp)

乍看有点吓人，但说实话，它比看上去简单。很多节点只是其他区块的复制品，主要是因为 SDF 系统的一个限制：你没法创建一个形状、然后在图里重复使用它。比如我做了一条腿，就必须复制整段图再做一个，而不能把输出接到另一个变换节点上复用。

这让节点图比本该有的复杂得多，但就目前而言，这就是使用 SDF 时必须记住的一点。我先做的是身体部分，瓢虫的身体分成三段：

- 底层躯干：

![瓢虫底层躯干部分的 SDF 节点图，右侧为对应的白色模型预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394666631ea.webp)

- 前胸背板：

![瓢虫前胸背板（pronotum）的 SDF 节点图，右侧为对应的白色模型预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a39468ec2704.webp)

- 头部：

![瓢虫头部的 SDF 节点图，右侧为对应的白色模型预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3946a9a03d9.webp)

如你所见，这些部件的节点图看上去每次都极其相似，原因就是我前面提到的：我没办法复制一个形状再复用。之后我处理的是翅膀——大概是整张图里最麻烦的部分，因为我想在某些边上做出倒角。这迫使我只要需要更复杂的形态，就得加入小小的切割形状。

![标题为 Wings 的节点图，右侧视口中是白色的瓢虫鞘翅模型](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3946e198bce.webp)

图里最后、也是看上去最唬人的部分，其实是最简单的：腿。它们只是三个球体，压扁后并排摆放，假装成更复杂的东西——因为我早就知道不需要更多细节，可以直接快速导出来，用前面那个概念验证场景看效果。

我把这个流程重复了四次，每次都复制整段腿部节点图，改几个数值来摆正位置，最后用对称完成整个结果。

![瓢虫腿部节点图动画，节点图被逐次复制，右侧视口中的瓢虫模型随之补全](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a39472ad6f4c.gif)

剩下的就是分配颜色信息供后续使用、给翅膀做遮罩，并加上一些位置与尺寸控制。SDF 系统有一个最大包围范围，我创建瓢虫时并没有留意到这一点，所以最后不得不调整它的尺寸。

![瓢虫节点图中接入颜色信息、翅膀遮罩与位置尺寸控制后的节点图，右侧为红色瓢虫预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394751050e6.webp)

做完这些，下一步就是把虫子摆上去。设置很简单。我用了 Shape Splatter V2 节点，这样可以沿用刚才看过的 SDF 功能，但更重要的是能利用新的分布系统和强大的泊松圆盘（Poisson Disc）分布——它在填充画布时会自动避免形状互相重叠，对任何 Substance 3D 用户来说都是梦想成真！

![Shape Splatter V2 节点图，右侧为白色球体的散布预览，用于以泊松圆盘分布排布瓢虫](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a39478e1ff80.webp)

我在第一个 Shape Splatter 上用了随机遮罩，让第一层分布出现空洞，然后把这些空洞以及它们之间的空隙遮掉。这样我就能用第二个 Shape Splatter V2 和非常好用的 Slope Rotation 功能，营造出第二层瓢虫压在第一层之上的感觉。

![两层 Shape Splatter V2 的节点图，右侧为两组球体互相叠加的预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3947c5c71c9.webp)

分层做完，我开始处理配色，首先要确定的是用哪种思路。

![标题为 Ladybug Color 的大幅节点图，包含 Shape Splatter Mapper 与多组颜色遮罩](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3947eaac4b1.webp)

最初的想法很简单：用 Shape Splatter Mapper，因为它能原生处理 Shape Splatter V2 的输出，然后做一张俯视视角的瓢虫颜色贴图，这样更好画。但第一次尝试时很快就出现了几个问题。

用 Shape Splatter Mapper 投影贴图有三种模式：

- 三平面（Triplanar）模式，顾名思义是沿着每个轴向投影贴图。它非常适合给高频细节的资产上贴图，但会让精确贴图变得困难得多，尤其是这种圆润的形状。

![瓢虫群渲染画面，左下角面板显示 Projection mode 为 Triplanar（三平面投影）](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3948449c008.webp)

- 第二种是「From Splatter UVs」，使用 SDF 系统原生生成的 UV。遗憾的是，这些 UV 完全是坏掉的，修复它们所需的工作量太大，甚至可能根本修不好。

![橙红色瓢虫群渲染画面，左下角面板显示 Projection mode 为 From splatter UVs](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a39489214901.webp)

所以我用了第三种：自己写一个投影函数，其实比听起来简单得多。我知道自己想用俯视视角的虫子来生成颜色贴图，所以要做的就是取到形状的位置，抽出它的 X、Y 轴，把它们当作 UV 去采样颜色贴图。对熟悉 Pixel Processor 节点的人来说，这几乎是小菜一碟。

![自定义函数节点图：Get Float3 取形状位置、Swizzle 拆出 X 与 Y 轴，经乘加运算后采样颜色，右侧为瓢虫渲染](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3948c0ca983.webp)

不过还有个小问题。只映射一张贴图，瓢虫的颜色就没有变化。我想要至少四种变化，也就是四个采样器，而且希望这些变化在所有瓢虫之间随机分布。

我用每个形状的 Shape ID 配合取模运算，基本上是每四个形状选一组，把每一种变化分离出来，再用这些分离出来的 ID 在四个采样器之间做线性插值。

![节点图展示 shape.id 取模 4 后分别采样四张颜色贴图并做 Lerp 混合，右侧为瓢虫渲染](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a3948f0c2767.webp)

做好这些，剩下的就是画出那四张平面贴图。设置相当基础，我就不把整个过程拆开讲了。只需要知道我用了一个带单个 SDF 形状的 Shape Splatter 作为基础：

![俯视角度的瓢虫颜色贴图绘制动画：从白色剪影开始，逐步叠上红色、黑斑与头部](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394a41e9d3b.gif)

配色搞定后，就只剩水了。先是水滴，同样是简单的设置——基本上就是两个 Shape Splatter V2 节点，用来散布球体形状。

一个生成较大的水滴，另一个生成大量细小的水滴。把这两层合并，叠加在已有的高度贴图上，再加上很高的光泽度数值，效果就出来了。

有一个我觉得值得说明的小细节：我利用形状散布新的密度参数给水滴数量加入变化，让结果更自然、更接近参考。

![画面左右为黑底白点的水滴遮罩，中间为 Shape Splatter V2 节点及其密度、高度贴图参数](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394af4a0dc7.webp)

最后就只剩下制作水面背景，并加上涟漪，让瓢虫看起来像是与水发生了互动。

![标题为 Water Ripple 的节点图，右侧为带水滴的灰色瓢虫模型预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394b193509a.webp)

以及几只虫子周围的水面张力。

![包含 Water Background Tension 与 Water Ripple Composite 两组节点的节点图，右侧为灰色瓢虫模型预览](https://www.interestcreator.com/wp-content/uploads/2026/10/6a394b3e74dbb.webp)

到这儿，材质就完成了，只剩下在 Marmoset Toolbag 里配一套好的渲染设置。

### 结语

最终这件材质花了大约一周，每天工作 1 到 3 小时，基本上是一个小型个人项目。最大的挑战无疑是 SDF 部分，因为它还非常新。我虽然理解它的运作方式，但还没有像用 Substance 3D Designer 其他部分那样形成本能和习惯。

至于做吸引人的材质，我的建议是：先把需要的参考收集起来，仔细研究，理解它们所有的微妙之处。我作品里许多讨喜的细节都直接来自参考——水滴、翅膀轻微的透明度、饱和度很高的红色，等等。

而一个很好的提升方式，就是尽可能贴近地复刻参考，以此训练眼力。我认为这是学习如何为材质加入可信细节最好的练习之一。到这里，这次拆解就讲完了。

更多材质制作拆解可以查看 [案例教程](https://www.interestcreator.com/case-tutorial/) 分类；

想了解这套 SDF 管线的来龙去脉，可以看 [Substance 3D Designer 16.0 发布：3D 散布 + SDF 建模 + OpenPBR](https://www.interestcreator.com/substance-3d-designer-16-sdf-openpbr/)，需要现成材质的话 [Substance 智能材质](https://www.interestcreator.com/excellent-materials/texture/smart-materials/) 专区里有不少可以直接复用的方案。

## 常见问题

### 这套瓢虫材质的制作思路是什么？

每套材质都先做一轮「概念验证」：用极基础的形状、颜色和位置搭出一张完整的节点图，花 1 到 4 小时确认想法成立并预览最终观感；之后按 SDF、形状散布、颜色、水滴四部分逐个打磨，让整体质量逐步提升，而不是死磕某一个环节。

### 为什么用 SDF 管线做瓢虫？

作者早就想把瓢虫列进他的「颜色」材质项目，而新版 Substance 3D Designer 的有符号距离场（Signed Distance Field，SDF）管线让这件事终于可做，这套材质的首要目标就是多试验 SDF 管线。

### Substance 3D Designer 的 SDF 管线有什么限制？

最大的限制是不能创建一个形状后在节点图里重复使用。比如做了一条腿，就必须把整段图复制一遍再做一条，不能把输出接到另一个变换节点上复用，所以节点图会比想象中复杂得多。

### 瓢虫的颜色是怎么贴上去的？

三平面（Triplanar）投影不适合这种圆润形状的精确贴图，而 SDF 原生的 From Splatter UVs 完全坏掉、修复成本过高，作者于是自写投影函数：取形状位置、抽出 X 与 Y 轴当作 UV 去采样颜色贴图；再用每个形状的 Shape ID 取模 4，在四张颜色贴图之间做线性插值，让颜色变化随机分布。

### 最终渲染用什么软件？

用 Marmoset Toolbag 完成渲染。作者也提到，即便在项目环境里，他也会用引擎内的情境场景做同样的效果验证。