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技术文库 SUBSTANCE PBR工作流 | 基于物理规则实现游戏场景和角色设计的现实主义感

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 楼主| 发表于 2020-10-15 21:38:35
技术文章
技术文章类型: 开发·规范文档 游戏设计·文案 其他技术 

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本帖最后由 依旧心 于 2020-10-20 01:15 编辑

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SUBSTANCE PBR工作流 | 基于物理规则实现游戏场景和角色设计的现实主义感
Substance3D on September 1 2020 | Game,Interview,Substance Painter,Substance Source

《最终幻想7(Final Fantasy VII )》最初在1997年发布于PlayStation,可以说是有史以来最伟大的电子游戏之一。当Square Enix(https : // www . square - enix . com /)在几年前开始开发其重制版时,他们所面临的挑战是如何更新原版游戏,包括其图像,同时还保持90年代原版审美的平衡。让我们一起看看团队如何完成他们的部分目标,其中包括通过使用 Substance Painter 和 Substance Source 几乎纹理了游戏中所有的场景和角色。

Square Enix
https://www.square-enix.com/

简介

Miyake:我是Takako Miyake,担任FFVIIR项目的场景主管。在场景部分主要负责创建背景,将概念艺术与场景带到生活中,同时加强游戏的可玩性。有很多才华横溢的艺术家致力于FFVIIR项目,所以我很依赖他们的创作,同时也为各部分的交流提供支持与帮助。而且我大部分的工作是协调创作内容以防止任何概念或世界设置产生差异。

Kazeno:我是Masaaki Kazeno,担任FFVIIR项目的角色建模总监。我负责所有3D玩家角色和怪兽的建模,并确保角色设计的创作顺利进行。更具体一点的话,我主要负责思考如何将FFVIIR世界中许多独特的角色生动形象的呈现出来,同时确保这样做的方式可以在整个游戏中保持一致性。此外,我还与法律和职业准则团队共同检查每项资产,以便所有玩家都能尽情享受这款游戏。

Suzuki:大家好,我是Dai Suzuki,担任主要的角色建模师和首席角色美术师。对于FFVIIR项目,我致力于为主要角色创建模型,如Cloud,Aerith,Tifa,Barret和Red XIII。同时还为角色团队的前期准备开发场景,制定游戏规范和工作流程,提供脚本,以及和程序员共同研究并应用各种着色器。最后,负责审核外包的工作内容。

Nakamura:大家好,我是Hiroyuki Nakamura,一名怪兽创作艺术家。特别关注于细节方面,例如残破肢体的机制,并且通过不断的尝试和错误,一直确信自己能够创造出令人信服的怪兽,并且可以让玩家沉浸于游戏之中。此外,我还为怪兽和召唤功能制作专有特效并提供相应的说明和工作流指南。


对世界各地的玩家来说,《最终幻想7(Final Fantasy VII)》是一款标志性的游戏,关于其重制版本的工作感想如何?

Miyake:我感受到很大的压力,因为原版受到世界各地人们的喜爱,但与此同时,能够参与到这样一个令人充满期待的主题中,真的很令人兴奋。整个团队都接受了挑战,进而创造一种超越玩家对记忆中原版游戏的体验,并且在整个游戏的开发过程中一直对这种体验保持热情。同时又能与如此多的高水平艺术家在同一个团队中工作,这也是一次非常令人兴奋且难得的机会。

Kazeno:我是原版FFVII游戏的一名粉丝,所以当我知道即将参与这个项目时感到特别高兴。与此同时,我也很担心能否达到玩家的期望。除了所需的细节水平,这个项目最困难的事情就是尽快将游戏交付给玩家。为了做到这一点,我们必须同时生产大量的资产。该项目涉及到很多与我曾经共事的人,这让追踪创建资产的过程变得有些困难。并不是每件事都会进行的很顺利,有时需要花费相当长的时间来解决一些长久以来嵌入在开发过程中的问题。尽管如此,我还是很高兴我们可以克服这些困难,使用户能够亲自体验到FFVIIR。

Suzuki:有些人从未玩过原版游戏,但他们了解衍生游戏。其他人则对每款FFVIIR游戏都了如指掌,包括我们与其他公司合作的游戏。然而,几乎所有玩家都以某种形式接触过该款游戏。因此,每个人对角色形象的见解都有所不同,很难将每个形象编织成一个统一且有凝聚力的形象。特别是在外观方面,很难在现代现实主义和原始的风格设计之间取得平衡,我认为我们每天都感到兴奋与不安,直到发布日期来临,还在纠结人们是否会喜欢我们所创造的东西。然而,我还是很高兴从玩过这款游戏的用户那里听到了很多积极的评论。

Nakamura:关于怪兽,我们能够加入匹配现代分辨率的细节,同时保留90年代原始版本发布时简单而大胆的拼接感。最初的怪物有着较低分辨率的纹理,因此,并不是很详细,但是由于大胆的颜色应用于有趣的设计,使每款都保留其独特性。简单地应用现代逼真的纹理将会削弱原版作品的独特设计和颜色。相反的是,我们强调了每款怪兽的形式并努力保持颜色尽可能的令人印象深刻,同时仍旧使其自身适用于PBR(基于物理规则的渲染)。通过进行这些调整,我想我们能够成功的创造出一种现代化与怀旧的混合感,而且这是FFVIIR游戏所独有的。


请为我们讲解更多关于该款游戏的艺术方向。而且您想要实现什么样的视觉风格?

Miyake:背景的创建基于以下三个主要指导原则。
    ★ 使用各种各样的元素和物体制作有趣且令人兴奋的内容。
    ★ 创造真实世界所存在的内容。
    ★ 创建生动多彩的场景。

毋庸置疑,我们总是试图通过使用模型和布局来提高艺术作品的质量,但尤其是在这个项目中,我们紧密致力于照明部分。例如,我们必须注意模型的纹理从物理规则而言是准确的,否则这个照明就会不真实,也没有办法对生动度和颜色进行后期处理的调整。

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Kazeno:当我们准备开发游戏的时候,想要使用《最终幻想7:降临之子(Final Fantasy VII : Advent Children)》中相同的模型比例,但又意识到如果他们完全相同,那么他们将是FFVIIAC游戏的角色而不是FFVIIR游戏的角色,所以我们决定专注于创造所有角色,而不仅仅只是玩家角色,“新鲜感,吸引力而且具有怀旧感。”秉承这种理念,那些熟悉原版的人在第一次试玩时内心就会被其所唤醒,但同时也会被FFVIIR全新的创意所吸引。此外,新玩家也将会对FFVII宇宙中独特的人物着迷。


即使角色的比例发生变化,我们还是保留了独特的发型和服装,旨在以“怀旧”为主。对于“新鲜感和服装”,他们采用真实模型的形式,这在原版中是根本不可能使用的技术。我们在设计Cloud时参考了芭蕾舞者实际的肌肉组织,每个角色的皮肤甚至都会有毛孔。对于纹理,由于PBR(基于物理规则的渲染)的到来,我们能够将现实的材质应用到所有的角色上,从可玩的角色到敌人。



您为什么会决定将 Substance Painter 用于创作?

我们第一次使用 Substance Painter 是在2014年开发《最终幻想:莫比乌斯(Mobius : Final Fantasy)》的时候,当时这个程序还在测试阶段。在此之前,我们尝试了很多其他的 3D 绘画软件程序,但并没有确定一个正式的工作流程。我记得我们第一次使用 Substance Painter 的时候,特别震惊于其极高的精确度,并且还可以使用它绘制材质。

在那之前,我们曾使用不同的工作流创建不同的纹理。然而,有了 Substance Painter,我们可以立刻实现不同的内容,而且迅速将所想像的内容变成现实。这使我们在提高质量的同时降低了生产成本。正是那个时候,我们决定正式版本一发布就开始使用这款工具。

由于它在莫比乌斯的创作中使用过,我们决定在FFVIIR项目开发一开始时就采用这款工具,并且建立基于其应用的工作流。然而,如果在 Substance Painter 中看到的纹理和在实际游戏中所看到的纹理有所差异,就必须在导出之前对其进行调整,这就很需要时间和精力。为了防止这种情况发生,我们请来工程师,他们能够使两种场景几乎无法区分。从而我们可以轻松地创建纹理,因为这一切都可以使用一款工具完成。

《最终幻想:莫比乌斯(Mobius : Final Fantasy)》游戏中的截图,这是创作团队第一次在之前的游戏中使用 Substance Painter:



您能讲解一下关于如何应用 Substance Source 资源库吗?

Miyake:因为我们的目标是尽可能真实的重建FFVII的世界,首先我们必须要确保纹理符合物理规则上的准确性。问题是,即使我们制作一份手册,列出使用哪些设置,但有太多的艺术家工作于这个项目,很难从真正意义上而言统一每项纹理的外观,那么所有的工作都将是徒劳的。因此,我们决定设置限定条件,只有特定的参数才能更改某些材质。然而,这样的限制需要一个丰富的库。幸运的是,Substance Source 就是一个很广泛的库,可以提供许多极好的PBR材质,所以我们决定使用它。

例如,让我们思考由石头,混凝土,砂浆,砖块等构成的小巷背景。你可以轻松的从 Substance Source 广泛的列表中选择并组合材质,这让我们可以尝试很多不同的材质图案,直到找到最匹配场景的内容。



您是如何跨纹理保持一致性的?

Suzuki:因为现在的游戏通常以PBR(基于物理规则的渲染)为根基,这当然是我们在FFVIIR中用于角色和背景艺术的场景标准之一。对于PBR,我们使用 Substance Painter 指南作为基础,并对 UE4 应用相同的标准。角色和背景同样也使用相同的烘焙参数用于法线贴图和环境光遮蔽贴图,这将有助于他们在游戏中的互相啮合。



您能举例说明一些 Substance 用于标志性的场景和角色吗?

下面所有的资产,包括角色,怪兽,或背景都是使用 Substance Painter 创建的。



您能描述一下在管道中应用了哪些不同的工具,以及 Substance Painter 又是如何集成到管道中的?

Suzuki:对于建模,我们经常使用 Maya,ZBrush 和 Marvelous Designer。我们为游戏准备了低模,并为烘焙准备了高模,然后在 Substance Painter 中烘焙法线贴图和AO贴图,这将确保智能遮罩和智能材质可以工作的很好。最后,创建五种纹理类型:Normal,AO,Albedo,Metallic 和 Roughness。这是一个非常简单的工作流,它最大的优势是任何人都可以立即将其用于大规模的开发。


Nakamura:敌人角色的纹理过程分为以下五个步骤。

(1)烘焙高模


在这个阶段没有详细的凹痕或突起。只有差异5厘米以上才会被烘焙进去。

(2)分类基础纹理


每个部分的遮罩首先被填充,然后在文件夹中进行管理。在这个阶段,确定好基色,粗糙度和金属参数。

(3)遮罩细节纹理


添加填充到遮罩,创建Alpha纹理专门用于分配的平铺,然后使用 Multiply 绘制应用的遮罩。这样做是为了管理所有的纹理细节。

我们大约为平铺创建了40个Alpha纹理,一些自然有机的,有些是机械的并且设计的比常规的更清晰,这样它们在游戏中就能表现的更真实。

(4)添加细节纹理变化,加工边缘和凹痕,然后程序化平铺


污垢的变化通过上述相同的方法进行添加。此外,智能遮罩用于边缘和凹痕上的灰尘,而程序化平铺用于简单的图案。

无法通过上述方法手动绘制独特的纹理。除此之外,所有的纹理都是利用遮罩进行管理,所以很容易改变颜色纹理的活力及其上面的污垢量。

(5)在 UE4 中进行检查


在 UE4 中应用发光设置,然后就完成了。


让我们深入研究一下场景艺术。您是如何应用来自 Substance Source 和 Substance Painter 的材质?

Miyake:请允许我通过游戏中的例子进行说明:积聚灰尘的塑料膜覆盖的物资箱


我们的纹理制作过程包括以下四个步骤:

(1)准备高模,然后准备低模用于游戏


高模是一个更精细且具有很多细节的物体版本,而低模出现在游戏中,更像一个使用高模作为向导的物体轮廓。

(2)将高模信息烘焙到低模上


将原始模型加载到 Substance Painter 中,然后使用 Bake Mesh Maps 功能进行烘焙。我们对角色和场景使用相同的烘焙参数,以保持一致的照明比例。

(3)分配材质并应用遮罩


在 Substance Source 中查找合适的材质。在这里,我们为塑料膜选择Vinyl Heavy,然后为其上面的污垢选择Forest Ground Needles Roots。


从 Substance Source 分配污垢纹理层并应用遮罩。这里有各种各样的遮罩方式,但是智能遮罩在大多数情况下都很有效。


对所有图层应用遮罩,然后就完成了。Substance Source 使获取材质变得很容易,所以可以根据需要堆叠任意数量的材质,而无需创建太多的图层。这使工作变得更加简单。

(4)检查最终作品


创建资产通常没有问题,因为他们使用来自 Substance Source 的PBR材质。但是,参数变更或图层叠加的错误可能会影响它们的编写方式。在这种情况下,我们使用 Substance Painter PBR向导以检查资产。

对于该项目的开发,视觉开发工作部门(电影制作)首先拍摄IBL图像,然后与我们进行分享,以便于我们可以检查纹理。

旋转IBL,以便于从各种不同的角度照亮资产,然后与IBL图像进行对比,并希望颜色和对比度可以看起来更自然些。

为了更清晰一些,我们使用代表不同情况和位置的各种IBL以检查资产,而且不仅仅是单个IBL。对于这些,我们使用 Substance 所提供的以及由照明团队所创建的内容。



请问有哪些可以与社区分享关于 Substance 应用的提示与技巧吗?

Nakamura:

(1)用于平铺的Alpha纹理自定义:我们在 Photoshop 中基于Alpha纹理线为凸起的裂缝创建衍生纹理,然后使用 Substance Painter 沿着凹槽创建凸起裂缝的外观。如果某项内容看起来有多种用途,我们就将其做成智能材质。


(2)对于Alpha平铺纹理的提示:即使有一个粗糙的Alpha,如下所示,你可以创建一个更精致的纹理,如果添加一个遮罩调整其阴影,但仍旧保留其精髓。


(3)通用污垢特效:首先为平板多边形创建一个细节纹理(见下图)。接下来,将创建的颜色,金属,粗糙度和法线贴图分配到一个填充图层并将其进行遮罩。


(4)管理手绘纹理:当手动绘制区域很难进行平铺时,可以使用一个叠加的遮罩以保存原始的绘制工作,然后轻松地通过调整层次来管理物体。



您是如何看待 Substance 在未来项目中应用的发展呢?

Miyake:

我认为 Substance 的优点在于它允许艺术家直观的设计纹理。我们现在可以改变物体的形状,除了纹理本身,我希望随着时间的推移,该程序能为我们的创作提供更多的自由。

未来我希望看到 Substance 不仅仅用于创建游戏内的数据,还能帮助艺术家从设计过程的开始就激发他们的想象力。

人们通常认为 Substance Painter 是一款工具,它与 Substance Designer 配合使用,但是我相信它是一款强大的程序,即使是单独使用的时候。

能够同时创建多个纹理是非常棒的,并且快速调整模型以及更改分辨率的能力大大加快了绘制过程。此外,该程序使大规模的生产和管理资产变得更加简单,通过使用程序化平铺添加细节亦是如此简单,所以在图层中处理雕塑的细节纹理也是如此。同时,通过将这些物体保存为智能材质并将其进行共享,可以保持一致的质量水平,并将这些材质用作资产。对此,我们非常感谢 Substance 团队开发如此一款伟大的工具。

感谢所有参与《最终幻想7:重制版(Final Fantasy VII Remake)》的场景和角色艺术家。

  1997, 2020 SQUARE ENIX CO., LTD. 版权所有。
角色设计:TETSUYA NOMURA/ROBERTO FERRARI
标志说明:1997 YOSHITAKA AMANO
   2015 – 2020 SQUARE ENIX CO., LTD. 版权所有。

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