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介绍

我叫丹尼尔·费伯（Daniel Faber），是一名自学3D环境艺术的学生，来自澳大利亚悉尼。在悉尼理工大学完成音频工程学位之后，我意识到音乐和声音设计不是我完全热衷的职业道路。所以在澳大利亚的新冠疫情期间，我有了很多空闲时间来拓宽我的创作视野，这最终让我爱上了3D艺术，更具体地说，是游戏的实时环境创作。我喜欢这样的挑战：既要创作出伟大的艺术作品，又要以智能高效的方式摆设场景和组织资产，以最大限度地提高性能。

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Forlorn项目

在开始Forlorn项目之前，我对维多利亚时代有着浓厚的兴趣。从那个时代开始，室内设计的美学有一定的优雅，我知道这将是一个完美的3D主题。在ArtStation中寻找灵感时，我发现了安德烈·沙菲托夫的一幅哑光画，名为遗忘图书馆，它体现了我想寻找的维多利亚哥特式绅士书房的类型。

这幅作品为我自己的改编提供了充分的空间，并为视觉故事讲述提供了坚实的框架。如果你对环境艺术比较陌生，我建议你从一个可以启发你的概念出发，因为借鉴伟大的艺术可以帮助你想清楚它成功的原因。

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模块化

在选择这个概念之后，我开始计划如何将场景分解成不同的部分，决定在哪里可以使用重复资源，并进行模块化工作来节省时间和内存。然后，我列出来了一个独特资源列表和一个模块化资源列表，这些资源需要在Maya中建模，并在Substance Painter中进行纹理处理。

因为场景中的书架相当大，所以使用四方连续纹理对这些元素进行纹理处理是实现并保证足够纹理密度的最实用方法，同时可以将内存使用保持在最低限度。这是因为与在0到1 UV空间中包含具有唯一纹理集的较小网格相比，为约30平方米的场景资源使用一个2k贴图要理想得多。在这个阶段，我还计划了书架的哪些元素需要在以后的修改纹理中得到展示。

我开始使用标准的从高到低的多边形工作流创建在0到1 UV空间中具有纹理集的独特资源。尽管绝大多数道具都是我自己制作的，但我最终还是用了一个地球仪、一把椅子、爱子·新原图书馆的一支笔以及Megascans中的硬纸盒。合理使用一些现有资源去实现场景是一个很不错的方法。

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布料模拟

我在Maya中完成了所有建模，除了地毯和窗帘，它们是使用Blender的布料模拟完成的。虽然它可能没有Maya的nCloth那么结实，但我发现它更直观，而且它可以完美地满足我的需要。为了创建窗帘，我创建了一个平面，对其进行了大量细分，并将顶部一行顶点钩住一个钩子对象。然后，我将这些钩状顶点添加到“顶点”组，并将该组添加到“cloth”设置中的“pin”组。这使我可以在模拟运行时缩小挂钩对象的比例，以绘制打开的窗帘。然后，我在下面设置了一个碰撞平面的动画，在窗帘与地板接触的地方创造出一种更自然的蜷缩外观。我还使用了一个带有碰撞的圆环，可以在帘子的X和Y方向缩小碰撞，以将其挤压闭合。

我想让地毯看起来像是有人在房间里疯狂地跑来跑去，然后把上面的家具搬走了的感觉。我可以通过使它的一部分皱缩起来，将角落翻转过来来实现这种外观。我尝试使用力场对象，以及在模拟运行时手动移动网格，但这些技术最终效果都不是很理想。我通过导入低多边形表格网格，向其添加碰撞，并沿Z轴向上移动网格所在的地板平面，实现了最终结果。这会迫使网格与桌子碰撞，并随机地落回到下面的平面上。我认为最后一件作品的构图确实增加了褶皱图案，因为它能吸引眼球，并为一个没有它就不会有太多视觉趣味的地方增添了细节。在制作过程中一定要对你的模拟具有耐心，它们通常需要大量的摆弄和调整才能得到你想要的结果。

然后，我在窗帘和地毯上都添加了一个固化修改器，以提供一定的厚度，这将允许我创建包含网格两侧UV的光照贴图。如果我将这些网格保持为单面显示，我将无法为地毯的底面指定不同的材质，或在光照贴图中显示背面，该光照贴图稍后可能会包含灯光烘焙。虽然这会让polycount翻了一番，但在这种情况下，这是一种必要的成本。最后，我在两个网格上都使用了抽取修改器，在保持整体形状不变的同时，大幅降低了多边形计数。它通过去除网格中不需要的区域的顶点密度，同时在需要的区域保留顶点密度来实现这一点。

不要忘记在模拟之前对网格进行UV的展开，如果你等到模拟完成后，要获得足够的UV，这将是一个巨大的工作量。

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书籍

为了让书中的纹理有足够的变化，我需要使用纹理图集和一系列不同的19世纪书籍进行扫描。这意味着我需要创建一组“高”多边形书籍，并将其分配给我在网上找到的一系列19世纪书籍进行贴合（我使用引号，因为多边形计数没有任何差异）然后，我复制了这些“高”多边形书本，创建了“低”多边形网格，并将它们的UV组合成一张整体的UV。以便在烘焙过程中用作“低”多边形网格。然后，我将“高”和“低”多边形导入Blender，并使用共享UV集将漫反射颜色从“高”多边形网格烘焙到“低”多边形。这为我的书提供了一个很棒的2k纹理图集，也为我在Photoshop中创建法线和粗糙度贴图提供了一个基础。

在Photoshop中使用我烘焙出来的漫反射贴图后，我需要进行一些调整，以确保图像尽可能平坦。由于拍摄时的光线条件，这些扫描图片通常在脊柱的一侧有阴影。我们不希望这些阴影来自我们的底色贴图，我们应该尽一切努力确保它们最小化。为此，我使用相机原始过滤器来提升阴影并挤压高光。同样重要的是，你要确保图集中每本书的整体曝光或RGB值在相同的范围内，不太亮也不太暗，否则这会破坏UE4中的视觉变化，因为有些书会比其他书更亮。

为了创建法线贴图，我在Photoshop中使用了生成法线贴图过滤器。我不建议在许多其他纹理管道中使用这种方法，但在这些书中，它足以创建一些漂亮的凹凸纹理来打破表面。粗糙度贴图是通过获取漫反射颜色并将饱和度降到正下方以将其转换为灰度来创建的，然后我使用级别调整来确保没有任何东西太粗糙（白色）或太闪亮（黑色）。这是一种制作粗糙度贴图的非常快速的方法，不一定能反映真实的反光区域，但它有助于打破书本表面的反射。

这项技术被用于所有的书籍网格以及信件和纸片。这使我能够在场景周围复制出了同一网格的16种不同变体，同时这也需要最少的纹理集。

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材质

我在这个项目中的材质设置并不复杂，可能除了我在窗帘上使用的天鹅绒着色器。

这个天鹅绒着色器是在Ben Cloward的布料着色教程帮助下创建的。着色器基本上使用摄影机向量来亮显或暗显网格法线面对摄影机的部分。然后，您可以使用1-x节点反转函数，并使网格中不面向摄影机的区域（边缘）变亮或变暗。结合这些功能可以灵活地模拟光线与不同类型布料的交互方式。由于可以控制每个效果的强度和亮度，我调整了参数，直到对结果满意为止。窗帘之前看起来很暗就像塑料一样，直到这个着色器被应用到窗帘上。

我在对这个场景中的许多资源进行纹理处理时使用的另一个技巧是，在主材质中混合了额外的失真法线，以便在需要时添加少量失真效果。我这种扭曲效应是微妙的，但确实有助于打破通常会让人感到临床和无机的死硬效果。我把它用在所有的书、桌面、地板和书架上。

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最终展示

我想让我的作品表明这座图书馆是最近被匆忙遗弃，无论是谁，离开它的人都不顾一切地想找到他们想要的东西。我想在可能的地方匹配参考文献，所以我使用了完全过时且笨重的方法，手动将书放在场景周围，在可能的地方复制成堆的书。我试图通过将物品放在桌子上的方式来进行视觉故事讲述，这种方式表明此人处于压力状态，需要非常迫切地找到一些东西。我认为把打开的书放在不同的配置中，中间夹着松散的纸张，有助于传达这种叙事。

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灯光

对我来说，照明无疑是项目中最有趣的部分，这是将所有东西结合在一起的部分，但也是你意识到你的着色器有很多地方需要调整的时候。

在这个项目中，我使用了静态光之间的组合，因为在具有动态灯光的室内场景中获得好看的全局照明是一个巨大的挑战。天窗提供了从窗户进来的环境光，占据了房间的大部分。我没有对我的HDRI天空球体使用实时捕捉，而是使用了与外部天空球体匹配的环境立方体贴图。我还使用了一个从窗户射进来的固定平行光，将视线引向场景的焦点，那就是古老的哥特式书架。我很快意识到，只有这两盏灯，我无法让房间照到我需要的样子，而且任何表面上几乎没有反射。

然后我意识到，静态照明几乎没有为着色器提供反射，需要放置更多的动态灯光，才能使它们栩栩如生。放置“假”光源不会反射自然光线来源的地方。如果它可以改善了场景效果，请使用它们，但是要小心，不要使用太多阴影投射灯光，如果可以，请将它们设置为非阴影投射。我使用了四个额外的区域灯、两点灯和聚光灯来照亮玻璃后面的书，并为桌上的书增加了一些必要的反射。我还应该补充一点，这个场景使用了光线跟踪的反射和阴影，这使你的工作轻松了整整10倍。

最后在后期处理中，我使用了非常少量的色差、胶片颗粒和光晕。这些效果很微妙，但确实有助于让你的场景栩栩如生。我还使用了指数高度雾，在房间里制造了轻微的尘雾，以及一些使用尼亚加拉的灰尘颗粒效果。

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总结

这个项目花了我大约2个月的时间才完成，我每周工作3天。这是因为大部分时间都花在学习手工艺和理解该领域其他伟大艺术家的方法上。这个项目一开始确实令人望而生畏，但当你超越你认为自己的能力时你会非常的开心。如果你是这个领域的学生，参加稍微超出你舒适区的项目是非常重要的，因为只有这样你才能迫使自己学习、成长并成为一名更好的艺术家。

Daniel Faber, 环境艺术家
由Theodore Nikitin采访