深入解析从建模到Marmoset Toolbag 4实时渲染的技术流程

项目与目标

作为期末作业，我被要求创作一个完全符合“雇佣兵藏身处”主题的、可用于游戏的真实且逼真的资产。我没有专注于藏身处中可能出现的一个具体物品，而是决定更多地去设想这个藏身处可能的样子，因为这样能赋予故事叙述更大的自由度，并能更好地传达给观众。由于之前未曾在一个场景中同时处理多个物体，这本身就是一个挑战。我的目标是保持模型相对简单，以便我可以专注于纹理、叙事元素以及如何使整个场景感觉协调统一。

设想背景

我构想了一个反乌托邦的未来世界，在2006年左右发生了一场灾难性的事件，导致了末日后的世界景象，在这个世界中，这位雇佣兵用搜集到的各种废旧家具和电子产品构建了他的小小藏身处。冰箱上的磁铁、照片、便签、贴纸等物既包括他发现冰箱时原有的物件，也包括他自己后来添加的内容。

工作流程

寻找参考文献、概念及灵感
使用3ds Max中的ProBoolean工具创建精细模型
在ZBrush中创建高精度模型
在3ds Max中创建低精度模型
在3ds Max中进行UV拆解
在Marmoset Toolbag 4中烘焙贴图
在Substance Painter中制作纹理
在Marmoset Toolbag 4中进行实时渲染

参考文献、概念与灵感

我的概念灵感来源于Alexander Pavlenko的设计，我以他的作品为基础，但最终偏离了不少，绘制出了更符合故事情境的版本。我要对他的启发表示衷心感谢。

我的参考板分为真实生活参照和许多激发灵感的艺术作品两部分。我喜欢不断欣赏他人出色的作品，将这些作品放在参考板上，便于随时查看，我认为这极大地提升了我的作品质量。

我在创作不同模型类型及其所需材质时都有单独的参考资料。例如，我在参考中找到的冰箱大多为蓝色，而我知道自己想要的是白色冰箱，因为它提供了更多展现褪色、污渍、油腻、锈迹等细节的机会。电视则是光亮的灰色，这种中性颜色更容易与其他物体搭配。如果使用亮蓝色冰箱、银色闪亮电视和黑色VHS播放器，并在上面加上各种鲜艳色彩的贴纸、磁铁和照片，会显得过于杂乱。

主要参考艺术作品：

Krishna Babu, 《旧冰箱》
Jonjo Hemmens, 80年代冰箱
Jonjo Hemmens, 老式电视
Alex Bouhabén, TV/VHS设备设置
Digital Forms –《地铁：离去》道具
Florian De Gesincourt –《头号玩家》
Alex Beddows – 安全屋
Chris B –《家园：革命》安全屋
Hamish Ames – 生还者安全屋

向以上所有创造出如此令人振奋作品的杰出艺术家们致以特别的谢意。

使用3ds Max中的ProBoolean创建详细模型

这一阶段非常迭代且非线性（实际上整个过程都是如此，我会不断地在各个阶段之间来回调整）。尽管我有一个创作想法，但尚未充分细化，因此在设计过程中也仍在不断探索。首先创建大致形状，开始尝试组合和布局，并考虑加入如玉米片盒或其他道具来增强场景表现力。

在确定某一特定构图并深入细节之前，我的视口经常展示出4至5种不同的场景布局可能性。

接下来，为了节省时间，我没有采用细分建模来达到高精度模型，而是采用了ProBoolean-Dynamesh工作流程。通过布尔运算切割模型部分，可以迅速得到精细模型，无需担心线框问题，因为最终它会被导出到ZBrush中进行Dynamesh处理、抛光和简化，这一过程本身就消除了线框问题。

鉴于我只是需要高精度模型用于烘焙目的，选择ProBoolean-Dynamesh方式似乎更为高效。使用此流程时，关键在于采取非破坏性工作方法。起初，对于我个人来说，适应这一点需要一些时间，因为我习惯于直接转换成可编辑多边形并在编辑几何面板中进行建模。

但在使用布尔运算时，希望操作数尽可能灵活，所以应避免转换，转而更多地使用修改器。这样一来，在创建低精度模型时，只需调整几个滑块就能快速降低多边形数量。

确保中精度模型具有足够的段数和平滑曲线，以避免在ZBrush中出现面片化现象，并利用Turbosmooth修改器处理按钮、屏幕等较易部分。这是模型在导出至ZBrush前的样子。

在ZBrush中创建高精度模型

总的来说，我希望将不同的对象尽量保持在一起，以免陷入细枝末节，始终保持整体视角。但在创建高精度模型时，我把资产分割成了各自独立的部分，比如电视、VHS播放机和冰箱各为独立部件，这样做有助于保持清晰的概览，确保在简化时不会丢失细节，同时也便于管理。在此过程中，需要注意哪些部分应该连接起来，哪些部分应该分开。

例如，我不希望文件和磁铁粘连在冰箱上，因为Dynamesh会导致它们融合在一起，从而在后期纹理处理时出现问题。

导入ZBrush后，组织好哪些部分可以一起进行Dynamesh处理，哪些不能。然后在相当高的分辨率下进行Dynamesh处理。每个部分的要求可能有所不同，但关键是确保看起来效果良好，因为之后会进行简化处理。完成dynamesh处理后就是抛光阶段，这是一个至关重要的步骤，不应草率对待。要确保所有部分都平滑弯曲，但不至于显得过分圆润。

最后，进行简化处理以降低多边形数量，这将减少烘焙时间，减轻电脑负担（尤其是我使用的老旧笔记本电脑）。

在3ds Max中创建低精度模型

创建低精度模型相对直接。复制之前导出至ZBrush的相同中精度模型，然后开始删除边缘。去除那些不贡献轮廓的所有内容。重要的是要考虑哪些部分可以通过烘焙实现，哪些可以通过纹理处理实现，哪些必须通过建模实现。

根据对象用途的不同，优化的程度可能会有很大差异。如果是实际游戏用途，我可能会进一步优化，但由于我希望创建一些精美的渲染和特写镜头，所以我选择了稍微宽松一些的方法。在这个优化过程中，ProBoolean工作流程也非常有用。如果确信已使用基本网格和修改器提取部分，则降低多边形数量就像调整几个滑块并将所有内容连接起来一样简单。

在某些情况下，可以使用Turn to Poly修改器，并设置Limit Polygon Size为Max Size: 4，这对于直线型几何体（如我的例子中的VHS播放器）尤其适用。而对于更复杂的几何体，通常需要手动清理。

最终，我得到了以下低精度模型的结果：冰箱5,694个多边形，电视6,870个多边形，VHS播放机2,020个多边形，最复杂的部分是电线、烤架和冰箱细节，共11,056个多边形，因为它们不属于任何直接物体，我想为它们创建单独的纹理。

UV拆解在3ds Max中

关于如何拆分纹理，我曾纠结了一段时间，但最终决定保持逻辑性和灵活性，按对象进行拆分。每件物品分配一个UV集：电视一个UV集，冰箱一个UV集，VHS播放机一个UV集，还有一个额外的UV集用于细节部分。

这样，如果出于某种原因需要将这些对象拆分或在环境中重复使用，就不会浪费纹理空间，并且它们也可以作为独立资产使用。

首先使用Smooth修改器预估我的光滑组划分情况。然后在UV编辑器中，使用按光滑组展平选项获取初始UV岛。接着逐个检查每个UV岛是否正确，如有必要则进行调整。一般来说，任何45度角处都需要有一条接缝。如果需要调整，我使用QuickPeel，并始终松弛UV岛。当所有内容都校正无误后，我会将其拉直，因为这样可以得到干净的烘焙结果。

然后，我使用Pack Normalize按钮紧密排列所有内容，我发现通常将填充设为尽可能小的效果最佳。最后运行一个小脚本（TexTools SG->UV），该脚本根据UV岛应用光滑组，从而完成这一过程。

我决定使用4K纹理集用于单个资产，而2K纹理集用于细节部分。