停车楼雨天场景表现

文/爱恨情仇

使用软件:SketchUp,Rhino,Grasshopper,3ds Max,V-Ray for 3ds Max,Photoshop,Substance Painter

编者按:非常感谢爱恨情仇的投稿,这篇帖子很有点意思,是我的平台上第一次收到关于Substance Painter软件的分享帖。这是一款专业的贴图绘制软件,老韩一直对它很感兴趣,但还没上手研究,希望这篇文章能给大家带来启发,感谢爱恨情仇的无私分享。

大家好,我是爱恨情仇,建筑学四年级学生。和很多人一样也是被老韩带进了表现的大坑(误),感谢韩总~

这篇长文写了一点我自己对表现的理解,和我自己的工作流程。

如何做到“写实”?

很多同学都喜欢写实表现的效果,但同时对“写实”的理解有着偏差。很多同学对“写实”表现的理解是:给每个材质一个非常准确的并适用于任何环境的参数,使得它能渲染出非常真实的效果。在我的理解中,写实表现=根据你自己的视觉经验,控制参数,使成图符合你的预想。

这两种理解的区别在于,前者对最终的结果并没有把控和期望,是以“参数正确”为主导的思路,后者对“参数正确”没有执念,是以“最终效果”为主导的思路。

前者的作图流程:建模>上网找参数>定视角>赋予材质>打光>渲染

后者的作图流程:建模>上网找参考图>定视角>打光>赋予材质>雕刻细节>渲染

建模

Grasshopper做表皮(感谢对铺的学霸),导入SU建出建筑主体,之后再导入3ds Max渲染。没什么需要细说的地方,唯一的忠告就是分好图层,可以出现一个组件里多个材质的情况,但不要出现一个组件里套着一个组件的情况。不然导入到3ds Max里会比较难办。

参考图

找参考图的意义在于,对最后的成图有一个把握,包括:光影,氛围,构图,哪些材质可以简单处理,哪些材质需要重点处理。

下图是我为了这张图找的参考图,强烈地建议大家,找完参考图,一定要把它们拼成一张图版,这么多信息量,绝对会给你很多想法。

因为这次的作业的要求是,在老城区新建一栋停车楼,为了表现老城区静谧、安静,或者说有点破败的感觉,选择了一个比较暗的,下着雨的天气,另外像立面图一样的构图,也能给人一种静谧的感觉。同时,也观察到了,在这种场景中,建筑上的细节不是很多,真实感的来源在于光的氛围和地面部分的处理:丰富的反射或者活动的人群。

基本上,找完参考图,视角和打光的方式也都想好了,视角是一个简单的低点透视,尽可能多的露出地面材质,为了让画面有还算OK的明暗关系,还把构图拉高了一些,露出更大范围的天空。

打光也非常简单,除了建筑里打了几盏简单的ies灯以外,就只有domelight灯了,手头没有合适的hdr,所以只给了非常基本的亮度,贴图部分是简单的jpg。

材质

建筑主体离镜头比较远,所以材质给的非常基础,上个贴图也只是为了找准固有色而已。以表皮材质为例,其余的建筑材质就不贴了,做的非常基础。

人行道铺装和路檐:室内的混凝土贴图包,因为在室外场景,所以免不了有很多污垢,于是把混凝土的贴图和dirt的贴图混合了一下,近景中面积比较小,所以重复的问题不算严重。由于是雨天场景,所以粗糙给的很低。

顺便说一句,建议大家,建筑主体可以在SU里建模再导入3ds Max,周边环境最好用3ds Max来建立,因为SU模型导入3ds Max会有一些比较麻烦的问题,比如UV乱了之类的(最常见的一个情况是:明明是一个体,导进来之后UV是一个面……会导致和UV面垂直的面贴图显示不正确)处理起来很烦人。

表现细节(Substance Painter绘制部分贴图)

看了参考图之后,我的感觉是,对这张图的氛围起决定性影响的是这条路面了。于是把这个路面单独导入到Substance里绘制贴图。

Substance Painter是一款画贴图用的软件,可以理解为一个带实时渲染的PS,其实Substance Painter能完成的事,PS都能完成,不过Substance Painter更直观,更有效率。

在3ds Max里选中需要单独绘制贴图的物体,左上角“文件>导出>导出选定对象”,格式一般选择obj或3ds。其余保持默认,直接导出。

打开Substance Painter 把需要绘制贴图的mesh文件(刚刚导出的那个)导入Substance:

别看参数挺多,其实挺简单的。第一个是模板,因为大多数人都是用Vray的,所以我建议你就用我现在选择的这个pbr-metal-roughess的模板,第二个mesh那里是导入需要单独绘制贴图的物体的。 第三栏,法线贴图烘培方式,一共两种:一个是openGL,另一个是directX,如果导入的模型为3ds Max模型,选OpenGL,如果是Maya模型,则选directX。第四栏是让你选绘制的贴图的分辨率,一般来说 2k(2048×2048)足够。第五栏比较复杂,如果你之前有烘培过法线贴图,可以导进来,直接附在模型上。因为我们建筑学的模型都相对比较简单,而且目的和游戏行业也不同,估计都用不上,就(wo)不(ye)讲(bu)了(hui)。


导进来之后就是这样一穷二白的样子了。

Substance Painter的主要用法是用画笔在模型表面绘制贴图,主要就四大块:绘图区、图层区、工具区、货架区。

最大的那一块就是绘图区,我们可以用画笔工具在上面刷刷刷。绘图区右边是图层区,和PS一样,各图层单独编辑。再向右是工具区,这个软件里的画笔是三个部分组成的:笔刷、样式、材质。

先说简单的:

材质,材质和Vray材质差不多,固有色,粗糙度,高度(bump),金属度,法线凹凸(normalbump),除了金属度以外,都是比较好理解的,但和Vray相比,少了个菲涅尔反射颜色(就是反射颜色),这里不展开说了, 简单的说,在pbr流程里,除了金属以外,反射颜色都是白色。想看详细的请移步戴老师的知乎专栏:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/22385564

样式,这个玩意用不到,默认也是关闭的。就不用看它了。

笔刷,这个是相对比较难理解的,笔刷由两个部分组成,一个是笔刷1,另一个是alpha通道。笔刷1是由参数控制的,还有一些自带粒子效果,比如你选择了一个污渍的笔刷,那么你画出来一条线,笔迹会自动从线的边缘渗出来。而alpha通道,就和PS笔刷一样的,是一张贴图,白色部分表示显示,黑色部分表示不显示。

绘图区下方是货架区,我们可以在这里选择一些系统预制的笔刷、贴图、材质。

好了介绍完了,开始愉悦的画贴图吧。对于固有色的部分,我相信大家都是有收藏一些贴图的,所以我们可以用图片映射来绘制固有色的部分。

首先把自己想要用到的贴图拖进Substance Painter的texture货架区,然后打开图片映射,在你需要使用图片映射的通道上加上贴图,绘图区的背景就会变成你需要映射的图片,按住S键可以调整贴图的大小和角度。

然后就是机械化的工作了,几张贴图叠起来涂抹几下就能得到一个比较合适的固有色贴图了,记得在绘制固有色贴图的时候把除了固有色以外的通道关掉。

绘制完固有色贴图,新建一个图层,绘制粗糙度和高度(bump)(其实如果你对自己很有自信,完全可以在一个图层上绘制所有通道。我个人的习惯是:不同的通道分开在不同的图层上绘制,关联的通道在一个图层上绘制,因为这样方便后续调整。)

画完了是这样的。

然后我们可以绘制一些道路两旁的积水。新建图层,添加一个遮罩。和PS里蒙版的图片是一样的,在layer那里。

绘制方式很多,我比较喜欢的方式是给一个材质一个很平整的高度,然后用一个比较碎的dirt的笔刷反复涂上几遍,可以得到一个比较好的随机效果。(相反,用平涂的笔刷,给材质的高度信息上一个黑白的图片,则会得到一个非常恶心以及不自然的效果)

画图的常识:如果道路两边有积水,说明道路中间高,两边低,有积水的地方低一些。反正刚才也画了一张蒙版了,把这张蒙版导出,反相,作为一个新图层的蒙版。然后平涂一定的高度信息。


画完这个图是这样的了。不过我们要做的是雨天场景,这个路面的反光和积水部分的反光差的太多了,没有潮湿的感觉。说明路面的粗糙度给高了。所以我们要调整一下roughness图层的色阶。

C键可以在绘图区Solo显示某一通道。我们单独显示粗糙度通道。如下图:

色阶调整按钮在这里。


右边可以选择需要调整的通道(比如单独调整roughness)


调整了一下,道路中间的部分暗了一些。

反复调整了几次之后,得到了较为满意的结果,可以导出了。

导出没什么需要注意的,最上边选择导出的文件夹。然后选择导出Vray的模式就行了,格式可以选tiff(毕竟32位图,储存信息多),不过一般来说16位的png就够了。

导出的贴图长这个德行,边缘有拉伸,其实完全不用管。是UV的缘故(不知道UV概念的去补下课)。

然后就是把这几张贴图导回Vray for 3ds Max了。

长这样。

有几个通道压根没画,不过还是导入了。导出的文件命名非常规则,一一对应即可。有一点需要注意,如果你想要得到和在Substance Painter里一致的效果,在导入贴图的时候,模糊调整到0.2。需要更锐利的效果就调的更低一些。另外,导入的贴图gamma需要注意一下,固有色的贴图gamma选自动,其余的一律1.0。

(只有固有色贴图是的gamma选自动,其余都为1.0 不然渲染出来的结果会很恶心)

最后就是比较简单的收尾工作了,从Evermotion的模型库找几个配景,丰富一下中距离的丰富度。加了两辆小汽车。

开始渲染 ,之后PS调整一下图面,就可以了。很多前辈写过了,而且我做的很一般,就不写了。

最后聊几句有的没的:

1.Substance的材质系统主要有两个,一个是Substance Painter,简称SP,另一个是Substance Designer,简称SD。SP的用法就如我上文所讲,是一个画贴图的软件。SD则是生成贴图的软件,是用程序控制的,电池图那种模式的。SP适合雕刻细节,SD适合做平铺的无缝贴图。这两个软件用于游戏和影视行业比较多,对于我们建筑生,我个人感觉SD没有学习的必要,一般的平铺贴图都可以在网络上找到,而且如果没有很长时间的学习,个人用SD做出来的贴图真的没有自己从网上找的好。而SP我个人觉得图片映射功能非常nice,可以把一个材质完完整整的导进来,增加细节,进行调整,比PS要直观很多。

2.软件只是工具,实现一种效果绝不只有一种途径,甚至可以用多个软件来实现同一个效果。就表现来说,一切以眼睛为准。

3.说”软件只是工具”的有两种人,一种是自己都不会用,拿这话麻痹自己的。另外一种是会用的,而且可以用得很活,他们用这话告诫自己和他人,不要被软件限制。 希望大家不要被第一种人忽悠了。

4.知乎ID:爱恨情仇欢迎可爱的学妹来撩我欢迎大家找我玩,最后祝大家生活愉快~

爱恨情仇
2016.11.26

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韩世麟

韩世麟

站长,天津大学研究生毕业,天津人
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5 条评论

  1. CG的朋友玩这个,正琢磨Substance Painter怎么能为渲染效果图所用,跟MAX结合这方面资料很少,(玩MAYA的用的多)不错!先学习一下SP教程,返回来再看可能收益更多!支持!

    文章这块:“只有固有色贴图是的gamma选自动,其余都为1.0 不然渲染出来的结果会很恶心”这个暂时搞不明白!

  2. CG的朋友提过这个SP,看过SP软件的介绍,但与max结合的资料太少,(MAYA用的多)不错!准备学习一下SP教程,回来再看可能会更明白!文中提到:只有固有色贴图是的gamma选自动,其余都为1.0 不然渲染出来的结果会很恶心,不太明白,这个图是线性工作流渲染的么?是的话按文中的设置添加贴图,是么?

  3. 昨天做了两个小实验,一个是,只开颜色通道指定颜色为中性灰,然后加个物理天空,之后渲染成32位的图,矫正2.2的伽马值,之后将它转成8位图,结果得到180左右的灰。学的C4D,帮助文档说了内部是用1的伽马值算的,这个结果我完全理解。第二个实验,弄一张8位jpg的中性灰位图,同样的操作,结果和颜色一样都是180左右的灰。做了这两个实验我算是有点明白基于物理的渲染究竟是个什么意思了。今天看你的文章有一个伽马1的那句话,好像又困惑了,于是刚才又去做了一个实验。先弄一张8位中性灰的位图,然后矫正2.2伽马值,很显然,这么做的结果就是图像变亮了,变成了186的灰。接着同样的操作,得到的结果是210左右的灰,并不是128左右的灰,很显然渲染器只看内部值,压根没管你伽马值,伽马值只跟显示器有关系。所以什么才是基于物理的渲染呢?我觉得就是所有的值渲染器都将它当作物理参数来看的,根本不管你显示器针对人眼所做的工作,也就是渲染器只是完全的模拟现实而已,人眼的规律由显示器来弄,跟渲染器没关系。那么问题来了,纹理贴图怎么做呢?渲染器只是将这些参数当作一个物理值来看的,那么指定颜色的时候究竟在指定什么呢?固有色的定义其实上是这样的,所有不同光照强度下的颜色集合叫做固有色,注意了,固有色是个集合,不是某一个具体的颜色,所以当一个人说指定固有色的时候并不是表面的意思,实际指定固有色说的应该是指定这个材质固有的反射率才对,因为不管光照强度怎么变,物体的固有反射率是不变的,正因为如此,所以才可以指定固有色,而固有色实际上是材质的固有反射率。这样现实世界的物理参数就跟渲染系统保持一致了,那么该如何贴图呢?我觉得是这样的,比如现在有一个材质,假设它是百分之二十反射率而且是灰色的(主要是颜色还搞不明白,目前只琢磨了灰度这种简单的情况),那么如果我用照相机给它拍一张照,很显然阴天拍照和晴天拍照所得到的图片的亮度值是不一样的,这样就需要对这个图片做一个亮度值的矫正,使它的亮度值跟他的反射率保持一致,百分之二十的反射率就是大约50的亮度值,这样就可以将现实世界的参数对应给到渲染器。如果渲染结果感觉不正常有可能就是这里的反射率没有跟亮度对应起来,比如明明只有百分之十五的反射率但是却给到了百分之五十的亮度,很显然由于人眼对暗部的信息更加的敏感,如果没有理性的矫正这些值,最后得到的结果很显然就不正确。什么是写实?从前的绘画是写实的,写实绘画的理论核心实际上是透视学,透视学一完善,写实绘画就完结了,之后导致艺术流派像多元化发展。技术发展到现在其实写实的问题还是没解决,以前是二维的现在开始向三维发展了,但基于物理的渲染之前其实都不是一种真正的写实,因为光照系统是基于人眼来运作的,基于物理的渲染也就是这两年流行起来的。所以写实的渲染的核心就是物体的反射率,要是哪天网上能够很方便找到现实中几乎所有材质的物理正确的贴图和设置,估计写实渲染就该走到头了,可能就会和绘画一样进入到一个渲染风格多元化的时代。但是这应该还需要很多年,写实渲染只不过刚开始而已。

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