干货！好的材质取决于什么？
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本文转自CG枢纽网公众号
原作者：Ayi Sanchez
重新校对：panpan
第三节
好的材质取决于什么？纹理的概念
好问题：）我仍在努力理解是什么让某些物体在材质方面脱颖而出，但在过去的几年里我发现了一些东西。在我看来，好的材质需要具备以下几点：
①良好参考，不仅仅需要对参照物视觉上良好的选择以及对图像的理解，而且要有创意地应用它们。
②视觉兴趣点，通过丰富现实来创作能抓住眼球的东西。
③可读性，确保最终结果是被观众，无论从远到近都能可见，并且理解的。
④层次性，大、中、小元素之间的关系。（宏观贴图）
⑤材质定义，材质特性的真实体现。（微观贴图）
⑥故事性，给表面上普通的物体增添意义。
⑦基础性，游戏整体背景框架下的纹理。
在这篇文章里我会涵盖这个金字塔的每一点，尽可能用最好的方法去解释图像和实践性的例子。不过在开始之前，让我们先弄清楚好的材质取决于什么，来定义几个概念。
什么是纹理？
纹理是电脑图形对材质的视觉展示。这意味着重新创建细节，品鉴一个物体物理和视觉上的特性，以便方便识别。就好像你看着某样东西就能很快的认出来它是木头的还是抛光的金属一样。但当你去了解材质背后的原理时而又是那样的复杂。这是游戏艺术过程中非常重要的一部分，加强了玩家良好的沉浸感，对讲故事至关重要。
当然它也有艺术层面上的一点，它要求艺术家通过元素去创造视觉趣味和设计。制作纹理是一种技能，可以通过观察现实生活和理解艺术原理来学习。提升的唯一方法就是积累经验（试错）。你可以看看某人的工程文件去了解他们的流程，但在制作新内容时你一定要自己亲自上手做一遍。只有这样，你的脑子才会豁然开朗，发现什么可行什么不可行。对我来说这是最重要的，因为在这个过程中所有的想法都发生在你头脑中，会随着时间的积累而浓缩成精华，慢慢地让你的工作效率更快。
我喜欢以某种方式把它比作手工艺品，因为手工艺在艺术层面上和它有很多相似之处，也包含了一个只能够通过日积月累悟出的特定能力。这是一门独立于任何软件的学科，你可以在任何程序中制作出相同的效果，尽管某些软件提供了比其他软件更好的功能。
在这点上，每个方法都是合理的。打开你的思路去思考任何不同可能性和来源。我都是尽量利用每个软件的优势做出最好的效果。有人可能会问了，为什么会有那么多不同？我想说的是我关心的只有最终效果，如果某种方法奏效，为什么不用呢？为了进行说明，这里我列举了一些我日常进行贴图的要点：
◆摄影测量元素用于法线贴图和高度高频细节，这个过程也是研究有趣反照率以及现实生活中为啥存在夸张颜色变化的一种方式。
◆Zbrush/Modo 用于漂亮且写实的大中型形状，我认为，这是以可信的方式实现中等尺寸细节的唯一方法。
◆Substance Designer用来制作基础材质和生成器，之后在Substance Painter用。比如布料和木头的微小图案，画笔描边或是褪掉的颜色，只简单说几个例子。
◆Photoshop用来制作反射率相同的基底，但我也会从自己的图片库里制作很多alpha，之后在Substance Painter里用。
◆Substance Painter是我的主要工具，它实现了与Designer相连接的各种可能性，同时也是因为这些工具真的非常直观和有效。我很喜欢alphas和笔刷给我带来的便利，让我能在各个层级刻画细节而不会影响到生成器，当然我也把它作为基础。
摄影测量、程序性、手动创作 → 纹理
所有方法和来源都是用来合理地构建纹理的，你可以试着把它们各自的优点组合在一起。
当然这是我自己的方法，不一定适合你。想想你喜欢哪个软件，为什么喜欢。如何整合到你的流程里。这就像吃自助餐一样，你应该选你喜欢的东西。用户从软件里获得的满足感在整个过程中是非常重要的。再强调一次，只要你专注效果，有着批判性的眼光，至于你是怎么做出来的不重要。
在艺术创作过程中纹理为什么如此重要？
如果我们去看游戏中整体创作构成，它是这样的：
· 高多边/雕塑建模
· 低多边建模
· Uvs
· 烘焙
· 贴图
· 导入引擎建立材质
有些人会说纹理只占了六分之一啊，其实我想说纹理占60%。为什么？因为这是一个瓶颈，也就是说它可以毁掉之前你所做的一切。好好想想你在做高模、雕刻建模、重拓扑和展UV上所花的时间，如果我们做了一个很烂纹理，有多少努力都被纹理覆盖掉了，而根本就看不见。简单来说就是如下这些状况：
· 好的建模+烂的贴图=烂的效果
· 普通的建模+普通的贴图=普通的效果
· 普通的建模+好的贴图=不错的效果
· 好的建模+好的贴图=最理想的情况
所以说好的纹理是可以拯救一个平平无奇的模型，但好的模型没有办法拯救一个平平无奇的纹理。
宏观&微观纹理
我认为纹理有两层，宏观和微观贴图
宏观贴图：
它包括了处理道具、布景、平铺、修剪的视觉层次和大图的所有部分，也就是说，使用所有的工具引导我们的眼睛以一定的顺序穿过物体，同时整合不同的元素。这是通过将元素分解成大、中、小的细节来实现的，而且还涉及到颜色分布和有趣调色板的使用。在广角镜头中这一点是相当好用的，有助于使整个构图更具可读性。
在这个例子中我们可以看到风化是如何将Horten的每个部分分开的。效果就是可以很清晰地看到独立元素的同时模型又有着协调的整体性。这可能算是个夸张的例子，不过这就是我为了添加细节而经常参考的东西，以便后续接着细化。右侧是缩小时看到的样子。
上面的图是一些在宏观纹理上做的很好的案例。左图由Aitor Fius作品，右图由Natalia Galantseva作品。在通过风化和有趣的颜色突出层次结构的同时，各个部分都得到了很好的定义。
微观贴图：
包括所有把表面定义为特定材质的小东西。有的人喜欢把这叫作材质或者是定义为表面，意思就是技术性着色通过物理模型来达到艺术性的目的。这起到很重要的影响，尤其是当我们凑近去看它的表面，仔细观察它对光源和反射反应的时候。
这两者的平衡一般都很脆弱，通常更容易实现。说到底，材质定义（微观纹理）是赋予材质真实感的PBR模型中的数值组合，不过我觉得，宏观贴图要重要得多，因为大量反射率和有趣的层次与仅仅占10%光泽度差的微观纹理相比，更能在视觉上满足我们的要求。而且因为游戏引擎的渲染还不是100%完美的，尤其是表面没有光线直接照射的时候，材质的定义和法线贴图不会以最大的亮度显示。尽管如此，理想状态下我们应该尽可能将两者都做到完美。
在这点上，有一个夯实的基础材质库是一个好习惯，这样微纹理做起来很快。一般我做纹理，首先确保它是我所需要材质的干净版本，在物理层面上要准确，且在使用的PBR模型上的数值应该是正确的。大多软件已经自带了一些基础材质，如果我们不想花时间自己做，那么这些基础材质会很有用，不过，我建议你还是自己创建为好，尤其是不使用Spec/Gloss或是Metal/Rough的情况下。
Substance Painter附带了一些默认的基础材质库，制作微纹理时，可能是个很好的起点。
分层：
纹理不单单点一下移动，把智能材质（拥有特定图案的层数集合）放在一起就万事大吉的过程，这是一个需要手动输入来达到更好效果的更加复杂过程。如果我们过分依赖生成器或自动遮罩，效果就会看起来过于平淡无趣。所以需要用你艺术的眼光和常识来打磨纹理。
我所理解的分层，是一种用非常简单的元素建立表面复杂纹理的方法。这就是和现实生活一样，通过层层叠加的方式。为此，我们要理解材质是怎么构成的，以及我们如何将材质分离成可用的层，将它们连接起来并有效地对其元素进行分层。
为了更好理解我的意思，我们看下接下来这个例子。为了看得更清楚，我尽量简化了层数。
组成它的不同层是什么？
它的风化与哪些因素有关？
我们如何在一层到另一层之间过渡？这些过渡如何？
过渡图案（材质遮罩）：
当两种材质在现实生活和天气中共存时，它们有一种特定的方式显现。这种过渡是如此的自然，以至于我们根本注意不到，也已经习以为常。但它是表面视觉可信度的重要组成部分。想象一下像木板和水这样简单的东西。水是如何通过它传播的？随着时间的推移，它对木材有什么影响？两者之间是如何过渡的？我们什么时候能感觉到木头是湿的，什么时候是干的？为什么？如果木头涂上油漆了会怎样？
这又和纹理有什么关系呢？其实，非常简单，它叫做遮罩。遮罩看上去很简单，但是了解两种材质是如何相互作用的以及使用什么样的视觉技巧，这在一定程度上是使纹理感觉自然或不自然的原因。
关于这一点，我们还需要问自己几件事：
■微表面细节是什么样的？它如何影响过渡？
■当过渡到另一种材质时，这是软过渡还是硬过渡？
■它如何影响不同的贴图（反照率、光泽度、法线贴图…）？
■它会通过裂缝过渡吗？还是通过浮雕？
■是否有任何化学或物理过程？比如脱色，氧化或者破损？
■有哪些外部因素影响？太阳？人为因素？湿度？
回答这些问题并且作出选择就是在讲述一个小故事。它会给到我们很多关于物件纹理里面的信息。这些过渡就是我们为了把不同材质绑定在一起展现一块纹理所需要的关联性，寻找视觉理由去解释它们，这就是纹理艺术家应该具备的最重要的能力之一。出于这个目的，利用好的参考物、笔刷和alpha都会起到很大的影响，我们会在之后的几章谈到。
笔刷和alphas对材质转换有着很重要的影响
第一节
简介
你好呀！谢谢你来阅读这篇教程。
这是我就环境艺术设计写的文章里的第一篇，以建立游戏中纹理的基础知识来展开。内容涵盖了为做好创作素材而遵守的日常准则。有些可能是你们公认的一些技巧，有些可能不是，不过希望大家明白这只是我的个人观点，所以内容会比较主观。
文章会被分成好几个不同章节，我觉得这样对完成高质量建模很有帮助。我会尽可能循序渐进地更新这些内容，这样新的章节在我写别的部分时候会被加上，整体内容会比较完整。
这样对于那些刚入游戏行业或者之前忽视创建材质重要性的那些人可能是很有帮助。这么说吧，创建材质的重要性就像是派上的奶油那样重要（奇妙比喻）。它在于如何在基础层面上分析和再现现实场景的同时，又去保证如何充实扩大它们。
我会尽量避免写一些硬核技术性的东西（比如怎么做这个那个，一步一步教你）或者是工具具体使用方法（软件），而是更多关注在理论层面上的东西。我坚信好的作品不仅仅取决于作画引擎、软件或者是着色程序，而是更多地取决于画师扎实到位的画功。现环境下，这方面的内容缺失是我为什么要写下这篇文章的原因。
这也是我这么久一直以来向3D和游戏美术线上社区回报的一种方式吧。我花了过去整整十年在网上查东西，为的就是成为一个更好的画师，在工作上做得更好。所以谢谢一直在线分享自己知识的你们，让我有兴趣继续学下去。在这段时间里我也从各种人才济济的合作公司（Mercury Steam、Splash Damage、MachineGames...）学到了很多，帮助我提升技巧。所以这也汇集了我一路上遇到的所有人才的知识。
我信奉义务教育和信息自由，所以各位可以随意推荐分享这篇教程你觉得有用的任何部分，随意享用，不过请标注一下我为原作者就行。
我接下来写的内容都是我对于如何以工艺角度理解创建材质的个人观点。这些都是我在这段时间里学到的东西，但它们也不是做游戏艺术的唯一方法或者教条，每个人都有自己的方法， 很多只是从不同来源拼凑到一起的绘画小技法和小窍门。不过从绘画基础开始着手是个不错的选择。一个好的环境画师应该要有同时追求效率和质量的目标。希望对于这而言，这能帮到你们。
第二节
屏幕里的现实
在进入构建纹理的基础知识以前，让我们试着通过故事设计和这一游戏世界阶段的重要性构成的框架来理解一下游戏本身。
游戏，对我来说是这个时代最强大的媒体。它们集以下所有东西于一身：
· 书（叙述故事）
· 剧院（角色之间的演出与互动）
· 影院和电视（将故事设计搬运到屏幕前）
· 音乐（通过播放音乐给故事增添情感）
除此之外，最重要的是，它们包含了互动性。它们能够把一个旁观者转变成主角。这是其他任何一种媒体所做不到的一点。它扩大了成为玩家对于故事和故事世界观的含义。它所呈现出来的图像和我们的头脑读完一些文字所呈现出来的图像并不一样，我们可以任意探索这个世界，决定我们该如何和这个屏幕前的现实世界进行互动。在玩家和环境之间的关系里，视觉效果在给予玩家对故事可信性这方面起到相当重的一个比重；这一点是玩家们的注意力和游戏作者的制作表现之间的不成文规定。
在这点上，环境起到了不同作用：
· 它们给了故事一个框架， 把角色们放进了这样的设定里。它符合所有对话和动作的场景，用更多信息丰富了规矩和虚构神话。
· 它也是游戏视觉识别的一部分，设定我们造访宇宙的叙事基调。
· 这也是众多能够唤起情感因素中的其中一个。比如我到特定的一个地方，欣赏它的细节，动态场景运动的时候听听歌，这真是无法解释的一种感觉。
Camposanto的游戏是一个沉浸式世界很好的例子
为了达到这种沉浸式体验，去销售一个令人信服的世界是至关重要的，而这些都是从一些极小的元素开始的。要记住每一块多边形，每一块材质都有机会去讲述一个故事。把屏幕想象成我们的画布，多边形标记游戏世界的边界时材质就是给它上色的涂料绘画。光线和视觉效果对于创造动感和环境都会起到很大影响。所有这些细节组成了一个更大的画面，整体的连贯性能帮助玩家去接受这个虚构世界。和我口头说的那样理想浪漫，这个复杂过程几乎是无意识地走进了每个玩家的内心世界，但它是真实存在的。所以请大家不要低估创建世界这块工作。
材质的重要性：
所以为什么材质在游戏中如此关键呢？
· 它是讲述故事的最小单位
· 它能让玩家沉浸在故事宇宙中，通过增加更多细节来维持构建世界的连贯性。
· 往道具里加入整个故事；通过观察就可以得到很多整体情况的浓缩信息。
· 对作图过程方面很有用；材质为了能够设计并且引导玩家的视线到合适的地方，展现出很多效果。
创建材质时在脑中思考的因素
屏幕空间里的环境元素
当我们想到第三人称游戏时，比如角色和游戏世界大小的比率很重要。如果我们在就第一人称游戏进行联系，角色就减少到双手，（一般来说）一把枪，给游戏世界留下了很大的空间。
可以说在《神秘海域》系列当中游戏内的环境才是主导亮点。
如果是这样的话，为什么不把更多的爱投入到环境中去呢？为什么不试着像学习解剖学一样理解自然和建筑构成呢？为什么不致力于纹理瓷砖，模块和道具作为模型去创建人物身体结构呢？环境和纹理艺术家应该意识到他们工作的重要性，尽管大多数时候这是理所当然的。在这项任务中，对理论的理解和良好的执行同样重要。
镜头类型（第一人称、第三人称、等角、广角）：
游戏里，玩家和镜头的距离限制着玩家可以感知游戏细节的最大最小距离。这是一个需要我们处理的比较纠结的问题。给等角游戏和第一人称游戏做材质有一个很大的差别，通常遵循着这样的原理，镜头拉得越远，细节就越夸张。第三人称游戏往往会在现实和材质比例之间有个很好的平衡。
步调和体裁：
另外一个要记住很重要的方面就是给游戏做材质就像是踱步。快节奏，类似于射击、劈砍类型的，需要更高的材质可读性，为的就是不打扰游戏体验。通常这是取决于细节出现的频率，避免粗略的设计有利于完成更大更清晰的形状。主色调也很重要，为了保证清晰，使用均匀色区内的颜色。这些我们以后都会提到。艺术性和游戏性应该相辅相成，最终目的都是为了尽可能营造出最佳游戏体验。
艺术风格以及大众化：
艺术创作方向很大程度地影响了材质。给游戏寻找合理的视觉选择给予游戏一定的特征，同时还要遵循游戏性所需。并且，游戏也可能收到工作量大小和时间的影响。实际上全手绘工作和用摄像方式来做是不一样的。每种方法和风格都有优缺点，总有技术上的解决方式和捷径可以用来克服时间上的问题。最后，谈到大众的艺术导向问题，风格还是需要潜移默化地迎合大众的审美。想想Candy Crush和堡垒之夜的画风和使命召唤或者屈辱的区别。
以上就是这章的全部内容了。
—全文完—
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