使用 Maya、Substance 3D 和 UE5 制作逼真的贫民窟立体模型

Jean Pierre Vargas 分享了 Favela Diorama 项目的全面分解，解释了场景道具的建模和纹理，并展示了环境逼真的视觉风格是如何实现的。

大家好，我叫 Jean Pierre Vargas，是来自西班牙的自由 3D 环境艺术家，目前居住在英国，正在寻找内部职位。我在巴斯克自治区大学学习美术，后来，我在同一所大学攻读了艺术与技术硕士学位。该计划非常注重当代艺术实践和理论，而不是非常注重创造 3D 艺术。因此，我在学习期间主要是靠自己学习 3D，但我的教育很有用，因为它为我提供了良好的分析视觉技能，并且我学到了很多不同形式的艺术及其背景。

对于我最新的作品集，我想构建一些更有机的东西，一个在形状、材料等方面形成鲜明对比的环境。符合这些标准的一种环境是贫民窟环境，由于时间限制，该项目是缩小为西洋镜。

该项目也是育碧 Massive 首席环境艺术家 Jeremy Estrellado 的 Dinusty Empire 环境艺术指导的一部分。在整个过程中得到 Jeremy 的反馈和指导是一次很棒的经历。

封锁和规模
该项目的第一步是从贫民窟的照片中收集一些参考资料，但我也使用了谷歌街景并试图在巴西的贫民窟社区中导航。通过这种方式，我能够收集更多通常仅通过搜索图片无法找到的有趣参考资料，这些启发了我环境中的关键细节，比如在建筑物的每个公寓之间生长的植物、某些道具、顶部的混凝土层砖块等。我也参考了其他艺术家的作品，比如Máté Válent的 As Favelas environment。

收集了大量参考资料后，我开始在 Maya 中绘制建筑物。我决定在山崖边建一座四层楼的贫民窟，楼层越高，似乎越没完工。这会给人一种印象，即环境是一代又一代建造起来的，也许就像一个家庭成员不断增加并随着时间的推移扩大建筑物。最重要的是，我决定添加一个木屋，这是我从一些参考资料中注意到的东西，它会进一步强调这个想法。

起初，我想采用模块化的方法，但我在项目上的工作和对参考图像的分析越多，我就越意识到这种方法不是很合适。贫民窟有时建在陡峭的山梯上，通常上层公寓被挤压或侵入到下层公寓之上。这是我想表达的东西。

因此，我没有采用模块化方法，而是将每个平面构建为一个单独的网格，然后将其导入到虚幻引擎中。我使用 UE 人体模型测量了比例，经过一些迭代和调整后，我认为它们已完成。我还想在环境中包含一些自然元素，因此我添加了一些 Megascans 悬崖岩石和 Megascans 植被，并将它们放置在 Unreal 的植被工具集中。

纹理和着色器
基层材料

环境通过 Megascans 表面和我使用 Quixel Mixer 或 Substance 3D Painter 创建的创作表面进行纹理化。Quixel 是一个很好的工具，可以结合 Megascans 库中的表面创建逼真的可平铺材料。我以这种方式创建了两种彩绘墙面材料变体——一种平滑的版本和一种更凹凸不平的版本。

我为建筑物创建的着色器使用材质函数，这样我可以通过更改不同的纹理轻松地进行迭代。

对于底层地板的油漆颜色，我使用了辅助 UV 通道，然后我在 Substance 3D Painter 中绘制了一个 RGB 遮罩。这将允许我在模型的不同区域应用不同的油漆颜色，以及分离一层裸露的混凝土。下一步是处理着色器并设置参数，这样我就可以选择特定的油漆颜色。

着色器还有一个遮罩来添加污垢的一般通道，并且通过顶点颜色控制凹凸不平的油漆材料和模具材料。

上层着色器

贫民窟通常是用砖和混凝土建造的，大多数时候，砖被排除在外，没有任何类型的混凝土饰面，其他混凝土块出现在上面。这使得贫民窟看起来像是未完成的样子。为了实现这一点，我创建了一个比基础地板简单得多的顶点绘制着色器，它使用高度 lerp 节点在基础砖和粗糙的混凝土、更干净的混凝土和模具之间混合。

我向砖块和粗糙的混凝土层添加了一些混合角校正法线节点，因为我希望这些层彼此更多地交互，并向模具层添加更多控件，因为我想进一步了解模具的衰减。

我使用道路着色器的方法非常相似，只是一系列通过高度 lerps 组合的材质函数。它基本上可以分为两种不同的沥青类型。

木屋是我真正感兴趣的东西。下图是其中一种材质，水坑的液体层和设置为 0 的不透明层。着色器模式设置为 Masked，通过顶点绘制，我可以混合沥青，绘制水坑，并创建一个看起来有机的透明边缘，符合我主要灵感的整体环境美学，看起来每一块木板都是从不同的地方抓取的，或者是从以前的建筑或木制品的废料中抓取的。

实现类似水平的变化对我来说很关键。为了以最有效的方式做到这一点，我创建了一个由 Megascans 表面位组成的修剪垃圾。这些木质表面通常是木地板或由横梁制成，所以我不得不去除接缝。其次，大部分木质表面看起来很新，不适合环境。为了避免这种情况，我对它们进行了编辑，降低了它们的饱和度，使它们看起来就像长时间暴露在阳光下一样，并使用可平铺遮罩添加了一些颜色变化，同时也增加了脏兮兮的感觉。

这个过程为我节省了很多时间，最后，我只需要为木板建立非常简单的几何模型，然后对其进行 UV 处理，使它们大部分与木板饰边相匹配。

使用 Material 实例，我可以快速更改纹理偏移，从而改变木板的外观。

在组装所有部件并应用不同的实例后，我通过重复使用一些波纹金属 Megascans 作为屋顶来完成小屋。同一个物体和门一样有用。最后，我添加了一些贴花以增加磨损。

剪影

当您尝试创建逼真的环境时，剪影是关键。我花时间稍微倾斜边缘上建筑物的大部分几何形状，这样边缘就不会是 100% 直的。

我对底层和一楼有一个有趣的想法是使用边缘贴花，这是我以前从未使用过的技术。我在环境中放置了一些混凝土梁 Megascans，我想我可以使用相同的资产从中烘焙边缘贴花。

我通过在 Megascans 的高分辨率网格上放置一些超级简单的几何体来做到这一点，然后我对它们进行 UV 处理并在 Marmoset Toolbag 中烘焙法线。之后，我在 Photoshop 中绘制了一个简单的不透明蒙版。这是我在边缘取得的结果：

对于砖地板，我在 Maya 中制作了一些简单的砖块模型，并对它们进行了 UV 处理，以匹配我在建筑物中使用的瓷砖。我对它们应用了与砖墙相同的顶点涂料材料，并将它们放置在砖墙的边缘，给人一种更自然的感觉：

道具和布景
在这个过程的第一阶段，我开始使用 Megascans 资产来设置环境。这是向场景的关键部分添加细节和上下文的好方法。然而，有许多我知道我想添加的对象，我必须自己创作，首先在 Maya 中为它们建模。

我决定对道具的纹理和着色器采用两种不同的方法。我处理的第一组资产是主要由生锈的涂漆金属制成的物体。这包括建筑物和阳台的楼梯、窗框和栏杆。

对于这些对象，我采用了材质层方法，在第一个 UV 通道和第二个 UV 贴图通道上使用 tileables 来为它们驱动遮罩。所有对象共享相同的材质层，这些材质层被实例化以向每个资产添加变化。底部是油漆层，然后是铁锈层，然后是一些滴落的铁锈，最后是一些污垢。

RGB 遮罩是在 Substance 3D Painter 中混合使用生成器和手绘细节创建的。

对于其余的道具，我使用了更经典的 PBR 材质，所有纹理都是在 Substance 3D Painter 中完成的。由于有些物体不会被特写看到，所以我没有在它们的纹理上花太多时间，相反，我更专注于让它们符合整个场景的美感。

我还使用 Marvelous Designer 进行挂布模拟和创建一些非常简单的窗帘。

最后润色

创建所有道具后，我必须将它们放置在环境中。我尝试过的是让物体感觉更接地气并与整个场景联系在一起。为了实现这一点，我使用了滴水和污垢贴花。我还在墙上添加了涂鸦、油漆补丁和裂缝。

对于道路，我添加了一些沥青补丁、垃圾和碎片贴花。

我还在建筑物的角落添加了一些 Megascans 植被，这有助于打破几何交叉点。

闪电和后处理
对于灯光，我一开始就知道我想尝试暖色调的日落效果。尝试使用虚幻引擎 5 时，我真正兴奋的是尝试 Lumen。这是一个很棒的工具，可以节省大量时间，因为不再需要烘焙照明。照明设置相当简单，仅由一盏定向灯、一盏有助于全局照明和反射的天窗以及一盏天空气氛组成。

在后期处理过程中，我调整了很少的东西，我通过在 Photoshop 中添加一些曲线调整和较小的颜色校正来创建 LUT。

以下是一些最终渲染图：

最后的想法
创建这个场景在各个层面上都是一个相当大的挑战：艺术上、技术上以及从时间管理的角​​度来看。在我全职工作之后，几乎每天都兼职工作六个月。我知道还有很多地方可以改进，也许将来我会重新审视这个项目。

在整个过程中得到 Jeremy Estrellado 的指导也是一次很棒的经历。它对我做出某些决定和更有效地构建环境有很大帮助。

云桥网络 对我来说是一个重要的CG资源分享站，在这里展示的令人惊叹的项目在我学习环境艺术的这些年里一直激励着我。分解文章是学习新技术的重要资源。在这里发布故障感觉就像回馈这个平台一样，它给了我很多。

非常感谢阅读，我希望这篇文章也能激励人们接受新的创造性挑战。