春天到了，要来研究下CG渲染的树叶么？总结好了来拿吧

树叶研究

你是否像许多艺术家一样为创造树叶而苦苦挣扎？那么这篇文章就是为您准备的！Sven 与我们一起撰写了这篇植被丰富的文章，其中我们介绍了他创建令人惊叹的植被资产的完整工作流程。从在 ZBrush 中雕刻，在 Substance Painter 中制作纹理，在 Blender 中构建和组装树叶网格，以及照明和演示技巧，Sven 都能满足您的要求，因此您再也不用担心创建树叶了！

树叶研究

介绍

嘿，我叫Sven Mrđen，我是一名自由道具/环境艺术家和外包经理。我来自克罗地亚的萨格勒布，我进入这个行业大多是偶然的。我的研究并不专注于 3D，这只是我有一段时间喜欢做的事情，直到一件事导致另一件事，我发现自己处于今天的位置。我家里有视觉艺术家，但我有更多的音乐背景，所以我接触视觉艺术的世界主要是在大学时代开始的，当时我也接触了 3D 图形。

在这篇文章中，我将向您展示我是如何从正在进行的树叶研究项目中制作一些植物的，以及我在这个过程中学到的东西。我将为此使用的工具是 ZBrush（用于雕刻高多边形元素和创建纹理图集）、Substance Painter（用于纹理）、Blender（用于组装植物）和 Unreal Engine（用于渲染和最终呈现）。因此，请加入我的分析，希望您能从中找到适合自己的东西。

树叶研究

收集参考资料

在此阶段，目标是通过多角度分析来了解特定植物的生长方式。注意尽可能多的参数，并将它们应用到工厂的各个方面，从微观到宏观。例如，查看生长模式并记下树枝和脉络如何从下到上弯曲和分裂。分析植物中每个元素的方向和旋转，分析比例变化及其发生的方向，查看颜色和老化以及发生颜色变化的区域。研究植物的密度和叶脉/叶/茎之间的距离。收集特写参考以更好地查看损坏区域并查看可以在纹理中添加哪些其他类型的小细节。以多种不同的方式看待主题，并将相同的镜头应用于每个元素 - 静脉，树叶，树枝，  

在 Internet 上搜索参考资料时，按科学植物名称甚至当地语言的名称进行搜索会很有用。有时我什至会使用 YouTube，因为有些视频可以从多个角度提供不错的视角。如果很难看到植物的生长模式或经常被树叶覆盖时靠近底部的样子，您可以查看植物插图。它们也可以作为手绘纹理的良好参考。

但通常情况下，最好的参考是我自己拍摄的那些，因为我可以将相机聚焦在更小的隐藏事物上，这些事物在互联网上很难找到，而仅仅通过在现实生活中观察它有助于真正理解事物的本质植物或任何其他物体。

之后，我收集了一些 3D 参考资料，看看我是否能找到其他艺术家是如何接近植物的。如果我知道我在视频游戏中看到了一个很好的例子，我喜欢在关卡中检查它，如果有选项的话，我会使用照片模式。我认为这是最好的学习资源之一，至少对我来说是这样。最后，我建议浏览 Megascans 图书馆，看看你是否能在那里找到这种植物，或者至少找到类似的东西。能够分析扫描的模型和纹理是非常宝贵的，它们可以作为纹理基准有很大帮助，不仅对于植物创建，而且在一般情况下。

引用类型

雕刻

说到高模，我在 ZBrush 中雕刻所有东西。如何为树叶和花瓣创建遮挡网格并不重要。它们可以是在另一个 3D 包中制作的简单的 sub-d 模型，或者您可以立即开始在 ZBrush 中从一个球体开始雕刻并四处移动它的部分直到您匹配参考，但我喜欢使用基本的快速绘制黑白图像通过在照片参考上绘制剪影并将其用作蒙版，我将从中生成 ZBrush 中的起始几何体。这只是一种快速制作基本形状并确保每次比例完美的简单方法。

叶雕

设置厚度并平滑边缘后，我开始处理内部体积。我有时会在初学者叶雕上注意到的一件事是，叶脉是通过用宽大的软刷直接雕刻到叶子上而制成的，而其间的区域保持完好。如果我们应用法线贴图 matcap，则在任何地方都看不到渐变，因此叶子最终看起来是平坦的。我的方法是首先通过在表面上轻轻绘制来定义静脉的位置，然后雕刻静脉周围的体积。刷子的选择看个人喜好，很多都可以做类似的事情，只是口味不同而已。一个简单的 Standard 或 Inflate 笔刷就足以完成大部分造型，然后使用像 Clay Buildup 这样的笔刷可以帮助在表面引入一些不规则性。所以，

我被问了很多关于如何获得叶子的“肉质”外观的问题。我认为厚度是这种体积定义和边缘修改的产物，所以它们也有明显的梯度，因为当你只有一片叶子的平面图像时，这将是表明多少的主要因素之一它的深度。这是一个叶子特别厚的例子——注意表面弯曲边缘的光值变化。不是每片叶子都会这么厚，但我喜欢让我的叶子比平时更厚，出于同样的原因，斜角在硬表面模型上经常被夸大。实现此目的的一种方法是使用“移动”笔刷并将几何体推向边缘。

雕刻厚度

我通常会在纹理阶段留下所有的微细节和损坏区域。这样我就可以更好地控制最终结果，并且更容易随时迭代和更改损坏量。最后，我使用移动画笔细化叶子的整体形状，然后从头开始对其他叶子重复该过程，或者如果我想更快地完成它，我将复制叶子并调整它以获得变化。

到目前为止，这些植物中的大多数都没有木枝，但我仍然会提到我在其他项目中是如何做到的——在 ZBrush 中，在使用 ZSpheres 绘制形状后，我重新网格化它们以获得干净的拓扑结构。然后，我在 Blender 中导出并打开它们，使用可平铺的树皮纹理进行预览。之后，在 Substance Painter 中，我使用树皮纹理为整个树枝创建了一个置换贴图，我最终用它获得了一个高多边形树枝，只需要在 ZBrush 中进行一些额外的清理。

雕刻完成后，我会导出法线贴图和不透明度贴图，以及一些额外的贴图，例如环境遮挡和空腔，这在纹理化过程中也很有用。此时要考虑的一件事是，要达到预期的结果，工厂的每个部分需要多少个单独的部分。我认为这取决于植物的复杂性以及单个纹理中需要多少元素，植物通常具有多少视觉多样性（这可能需要更多的叶子来覆盖所有情况，或者几片叶子可能就足够了，因为它们看起来几乎都一样），还有我想展示 leaf 生命周期的多少个阶段。

一开始我并没有在纹理中包含很多变化，但在最近的例子中，在可能的情况下，我试图创造健康绿叶的平衡（将用于构建植物的大部分），过渡叶（有一些互补色），部分棕色和完全棕色和腐烂的叶子。

卑尔根属

当我在研究 Bergenia 并收集参考资料时，我注意到一些叶子被旋转了，在它们下面显示出更亮的不饱和颜色。我认为这是一个细节，可以很好地补充植物的整体调色板，所以我也将其中一个包含在纹理中。但是后来，我看到有叶子被切成两半，这也是我很感兴趣的，而且总数又增加了2个，总共9个。另一方面，我在 Dasylirion 的纹理上只有 3 个版本的叶子（在本例中为簇），因为各个叶子之间的差异可以忽略不计，而且由于它们的形状，没有足够的分辨率来展示它们的细节，所以不管怎样都没有关系。因此，纹理表的组织取决于具体情况。

说到 Dasylirion，我想强调在雕刻时提前计划和考虑单个元素的比例的重要性，因为如果在完成的模型上看不到细节，添加细节可能不值得。Dasylirion 的叶子纤细，有细直的纤维穿过它们，末端是刷状的苞片。一束微小的金色刺沿着它们的边缘散布。只有在我雕刻了整个东西之后，我才意识到我将很难以某种方式安装叶子，这样这些元素就会占据足够的纹理空间——它们实在是太小了。在返回进行一些更改并稍微放大它们之后，我设法获得了足够好的烘焙效果，但代价是总体上群集变化较少。这就是为什么提前把纹理图集挡出来是件好事，特别是对于更复杂的植物。它可以是一幅简单的图画，专注于轮廓。这样您就可以尽快看到这些细节如何在组装好的模型上读取。

大西里昂

纹理

有了明确定义的基础造型和烘焙蒙版，纹理应该有一个良好的开端。我在 Substance Painter 中对植物进行纹理处理。它使我能够结合程序和手绘纹理工作流程，所以在这种情况下我更喜欢它。

我决定通过手动绘制纹理来创建纹理的原因是我对这种情况下的纯照片写实主义不感兴趣。我一直很欣赏具有手工制作外观的树叶，即使它们倾向于现实主义。某些元素的真实感和风格化之间的平衡是我想要继续努力的事情，所以即使在纹理化过程中我确实试图接近我的照片参考，仅凭工作流程的性质，纹理永远不会完美如照片般真实. 当然，只要投入足够的时间，现实主义总是可以被推得更远，但这不是重点。最后，我发现我只是喜欢手绘的过程，而过去我并没有做过很多。正是这一点首先激发了我对 3D 树叶的兴趣。

我处理着色的方式每次都不同，因为它很大程度上取决于植物，但基本想法是相同的，所以我将解释我如何为早期作品之一玉簪属植物的叶子制作纹理。此方法不适用于所有植物，但您应该了解一些线索，了解在为自己的叶子制作纹理时应该考虑的事项。

玉簪

我首先应用深绿色底色。最重要的是，我将添加更亮的细节，使雕刻的空腔上的东西突出，并添加更暗的线条，以增加叶子的视觉深度。将此视为在着色中添加一些烘焙光照信息。由于我在雕刻阶段没有添加任何微观细节，在继续反照率之前，我会确保叶子用简单的颜色读起来很好，所以我专注于我认为与反照率 - 正常和粗糙度信息。这是一个带有简单单色反照率的 2 片叶子的示例 - 其中一片没有任何法线和粗糙度变化，而另一片有。

表面细节

如您所见，法线贴图和粗糙度贴图也会影响颜色的视觉感知，因此即使反照率完全平坦，植物的表面仍然看起来很细腻，同时它也会对光照做出反应。以我的经验，添加这些信息是将纹理推向新水平的关键步骤，一开始当我弄清楚这些东西时，总觉得缺少一些东西，直到我将这种微观细节添加到混音中.

在研究过程中，我尝试了各种工作流程，以不同的方式实现了这一点。尝试找到具有相似图案的材质，并且只使用它的高度贴图。第一次，我用大理石垃圾纹理制作它，然后是皮革材料，还有一次是根据照片用模板投影预制的叶子图案面具。

荷花

回到反照率，有时我可能会添加一些颜色变化，用一些垃圾贴图掩盖，只是为了从一开始就打破表面。该层也会影响粗糙度通道。在此之后，事情可以向多个方向发展，这同样取决于叶子的形状和位置。它可能会使靠近主干和中间的底部变暗，以模拟由于曲率引起的一些遮挡，或者寻找其他方法来创建一些色调变化和渐变。我还可以在叶子周围的边界处添加亮度，以模拟在对象改变角度时捕捉到的对象边缘的光照。

另一种创建这些细节的方法是使用 ZBrush 中烘焙的一些纹理，如空腔和环境遮挡。例如，您可以做的一个技巧是首先使用 AO 贴图来突出明亮区域，然后在另一层上使用相同的 AO 贴图，但倒置，以在相反的地方添加较暗的区域。根据需要编辑级别和模糊。在您可能无法通过手绘获得良好效果的情况下，我建议您熟悉来自照片源的模板和纹理投影。如果需要，合并工作流程。最后，由于 Painter 可以导入 Photoshop 笔刷，您可以使用它们，您可能会发现一种特殊的纹理，可以轻松绘制某些细节并为每个笔触带来额外的视觉趣味。

尝试为每片叶子赋予自己的色调，这样您就可以在将它们组装成植物时创造出不同的颜色组合，但要小心，因为很容易过度 - 它们仍然需要很好地协同工作。最好在遮挡基础纹理后开始组装植物，然后在对颜色进行细节处理之前将其导入最终渲染引擎，这样您就可以在处理纹理的同时预览场景中的纹理。

完成基础纹理后，此时我正在处理更小的细节，例如黄色、棕色或白色的斑点。这是我最终使用程序垃圾面具自动化的事情之一。

纹理处理

最后，我处理损坏的区域，这是事情开始变得有趣的地方。在将此元素添加到叶子之前，有时我不确定纹理是否有效。

正如我之前所说，我不在 ZBrush 中雕刻损坏，原因是我想保持其放置的控制和灵活性。在 Painter 的单独图层上，我可以直接移除叶子的不透明部分。它只是一个位于图层堆栈顶部的不透明度通道，其不透明度设置为 0，使所有内容完全透明。黑色遮罩被添加到它，有效地关闭它，我可以通过用白色刷子绘制遮罩来让它再次出现在我想要的地方，从而创建被切断的孔和部分。这是绘制损坏的示例，加上一些也会影响其周围区域的程序元素：

纹理损坏

当我从 ZBrush 导出纹理贴图时，有时我会在侧面留出一个空白空间用于我将用于茎的修剪。然后，在 Painter 中，我在该区域绘制一个边到边的矩形并进行快速颜色传递，而其余的微细节已经存在，因为它是由前面提到的应用到各处的程序噪声生成的。SSS 蒙版是通过使用先前烘焙的贴图和来自下方图层的锚点来掩盖静脉、茎、树枝和其他较小的细节。最后，我总是为我的所有纹理添加一些后期处理效果，主要是锐化和对比度滤镜。

常春藤

组装

到目前为止，我在 Blender 中手工组装了所有植物。我一直在避免使用程序工具，部分原因是我不想最终依赖它们，但也因为我刚开始接触这个并制作简单的地被植物时，一开始并没有发现它们是必需的。对于更复杂的植被，组装最终植物确实开始变得更耗时，但在我目前的工作流程中，它仍然是过程中相对较快的一部分。

安吉丽娜景天

在接近更大的植物时，我一直在问自己的一个关键问题是如何在保持体积的同时进行优化，以便即使在特写镜头和所有角度下也能在视觉上保持住。我已经看到了很多方法并尝试了不同的技术，但是这一次，对于 LOD0，我决定选择一种我会“简单地”称之为“倒数第二个 Megascans 植物 LOD 的更优化版本”的东西。也就是说，就在它们成为简单的交叉卡片之前的那一张。工厂的所有主要部分通常都在自己单独的卡上，但在某些情况下有额外的优化通道和与通常的烘焙集群的组合。我在《中土世界：战争之影》和《对马岛之魂》中看到了类似的工作流程，并且有一个很棒的演示文稿详细解释了这种方法，

Megascans 植物示例

话虽这么说，我认为这取决于每种植物，它在场景中的重要性，它会散布多少，它的形状以及叶子的数量和大小，因为每种植物至少需要略有不同的方法。我发现，当植物的形状没有那么多的体积并且叶子组本质上大部分是扁平的，或者它是一簇有很多又薄又小的单件。但是当涉及到每片叶子相对较大并且在水平旋转时指向不同方向的植物时，就很难使它们看起来正确并且它们通常只能从某些角度看起来不错，特别是侧面。

大戟

所以这就是我对 Bergenia 和 Euphorbia 采取的方法，每片叶子和花朵都在自己的卡片上烘烤。在其他一些灌木较厚的情况下，我对突出的叶子和花朵进行了单独的几何组合，同时我使用具有较大烘焙簇的平面来填充它们不会被看得那么清楚的中间。

更模块化的方法的其他好处是更好的阴影和增加的植物深度，每个植物元素的分辨率更高，更大的灵活性和更少的时间来改进烘焙的簇，因为它很容易随时直接在模型上进行更改 - 但我不我认为它在任何情况下都是可行的，所以在进行如此模块化之前我仍然会三思而后行，或者至少考虑结合这两种工作流程——否则三角形数量可能会猛增。

Bergenia 和 Euphorbia 模型

在 Blender 中导入纹理并设置一个简单的着色器后，我将它们应用到一个平面上并从图集中剪切出所有元素，确保最小化每张卡片上的透明空间并仅在需要的地方添加额外的边缘以便我可以弯曲卡片以获得与参考相匹配的轮廓。

在某些情况下，植物的元素非常扁平，我只使用带有 1 到 2 个三角形的卡片。还可以做的是，减少将被部分隐藏的卡片上的细节，并支持暴露区域的更多几何形状。

在 Blender 中，您可以使用 Decimate 修改器进一步优化卡片。它可以用作建模离开后的常规清理过程。在此示例情况下，在添加边缘以改善轮廓之后，许多保留在中间的几何图形是不必要的。通过使用 Decimate，中间的顶点被焊接在一起，而不会影响叶子的轮廓。此修改器还可以帮助创建 LOD，以及手动移除从远处看不到的较小部分。

精简修改器

由于我在这里没有使用 SpeedTree，因此对植物建模可能会有些耗时，但如果我们考虑到植物的结构是由重复模式构成的事实，我们可以专注于单个构建块，然后尽可能多地重复使用它必要时。我通常做一个由大、中、小形状组成的小组。然后我一遍又一遍地将该组复制到更复杂的组中，同时在顶部进行一些手动调整以避免明显的重复。边缘上的形状是最小的，以实现到地面的更平滑过渡。

组装分组

这里有几件事需要考虑——如果我们使用链接复制方法而不是正常复制，那么可以对将应用于场景中所有链接网格的网格进行编辑，这在我们想要时很有用在组装完植物后调整形状。如果您想引入更多变化并将一些已组装的部件重新映射到图集纹理的不同部分，也可以使用随机选择，然后仅重新定位那些 UV 岛。

链接复制

Bergenia 上的花朵是通过为一朵带茎的花朵建模，然后将其复制成一个小组，将那个小组放在自己的茎上，然后将整个事物复制到主茎上而制成的。为了方便起见，每个模块化部件的枢轴点都位于阀杆底部。然后，通过启用捕捉和变换期间捕捉选项，我们可以确保花朵在四处移动时始终固定在目标茎上。最后，整个完成的杆也可以复制和旋转以获得更多变化。

拼花

组装时注意植物的轮廓。在 Blender 中，启用 Eevee 中的 Diffuse Color 渲染通道将移除模型中的所有阴影和纹理，并以清晰的黑白视图显示它们。您可以使用此视图模式更好地查看植物的形状。尝试打破形状以获得更多的视觉趣味，并使其从不同角度看起来独一无二。这对以后也有帮助，因为只需围绕场景旋转植物，它的每个实例看起来都会略有不同。

轮廓

将元素放在一起时，有时位置和角度的微小差异会对整体外观产生很大影响。在这种情况下，如果叶子与地面的角度太大并且彼此非常靠近，它们将不会产生那么多的阴影区域，从而导致整个簇失去体积并显得平坦。

常春藤模式比较

推介会

到目前为止，我展示的大部分树叶都是在 UE5 中渲染的，使用 Lumen 进行照明。在我解释照明过程之前，我只想提一下，就主材质设置而言，我现在让我的设置非常简单。它只是一个标准的树叶着色器，带有一些对色调、饱和度、粗糙度和法线强度的控制。

设置镜头时我尝试做的主要事情是用光“雕刻”植物的体积并增强其形状。除了通常的定向光和天空光，我在不同的地方使用辅助灯，每个地方都有特定的目的——将植物与背景分开，以使轮廓更具可读性，使焦点变亮，提供来自天空的额外反射光，突出互补色或为周围环境添加一些颜色。在所有这一切之前，我确保植物在默认阳光下通过简单的照明设置工作并且看起来不错。但是为了更好的展示，并且由于我主要是单独展示每株植物，所以我喜欢用一些额外的灯光让事情变得有趣。

这是我的照明工作流程的示例。这是更复杂的设置之一，您目前看到的大多数渲染都只用 1-2 个额外的灯点亮。您可能会注意到，我从一个几乎完全黑暗的场景开始，以获得更多的工作室设置。那里有足够的阳光来提供一个低调的基础并避免大片的黑色区域。对于这些具有浅景深的相机拍摄，我通常使用更长的焦距，如 70mm。

照明工作流程

表面的粗糙度可以通过光源的大小来控制。较低的光半径会使粗糙度变化变尖锐，而较高的值会使它更平坦。请注意这在以下比较中可能产生的差异 - 左侧的低光半径值和右侧的高光半径值：

光照半径差

重要的是要记住，这也会影响阴影的锐度。您可以组合较小和较大的光源来控制构图并突出表面细节。

光照半径差

学习资源

就个人而言，通过对其他模型和项目进行逆向工程以及分析游戏中的资产，我总体上学到了很多东西。对于教程和课程，我建议在 ArtStation 上查看游戏就绪的植被视频教程，并阅读其他艺术家的有关树叶制作的文章。

希望成为艺术家的领域

我已经考虑这个问题一段时间了，我能说的是，我显然想和其他人一样继续发展和提高我的技术技能，从雕刻到灯光，但我一直觉得有一种强烈的创造需求更有意义的个人艺术，并尝试接触这个行业以外的人。自从我开始专业做这件事以来，我所有的个人项目在某种程度上也变成了“技术研究”，这通常会导致范围缩小，有利于在我想提高特定技能的特定部分投入更多时间。所有这一切仍然是值得的，但以失去最终作品的意义为代价。所以，我想退后一步，重新关注我未来项目的大局，在那里我也可以投入更多我的技能，而不仅仅是 3D 制作。最后，实现独特且可识别的声音和整体艺术方向是我努力的目标，尽管这可能还很遥远，并且会随着时间的推移而到来。在那之前，我会继续尝试。

睡莲场景

灵感

灵感出乎意料地来自各种来源，我想说的是睁大眼睛，让自己接触不同的事物。不要局限于您通常使用的媒体。我很感激 3D 图形让我以新的方式看待世界并注意到我以前没有注意到的事情。

反馈

我认为接触能够提供良好和诚实反馈的人是一个人需要成长的最重要的事情之一，尤其是作为一个初学者。我总是建议每个问我这个问题的人都参与 Experience Points 和 The DiNusty Empire 等社区，因为他们拥有大量乐于助人的才华横溢的艺术家。没有他们的支持，我今天可能不会这样做。就我个人而言，我不能说我真的要求那么多反馈。一般来说，我在社交媒体上不是很活跃，也不经常发帖，所以当我偶尔发布一些正在进行的工作时，我通常可以通过参与度来判断我是否在朝着正确的方向前进。不过，这是有代价的，因为学习之旅有时会让人感到孤独。

大戟

额外的建议

如果我只能说一件事，那就是——不要让别人认为的成功让你失去动力。相反，从他们的工作中寻找灵感，但专注于你自己的旅程。只要您看到个人进步，您就可能做得很好。这是每个人都在一定程度上经历过的事情，我认为它永远不会消失，但是一旦你对自己的技能和知识更有信心，它就会变得更容易处理。当你达到那个点时，保持谦虚。

树叶研究

未来的工作

我还有其他几个正在进行的项目，我计划在完成树叶处理后继续进行。特别是其中一个与我过去的作品和艺术风格有很大不同，我正在使用它作为各种实验，所以我会看看它会导致什么。

蜂斗菜

结局

最后，我希望您从本文中学到了一些东西。感谢 Experience Points 给我这个机会，以及超越纯技术工作流程的重要问题。这个项目还没有结束，我会有更多的东西要分享，所以如果你想继续关注我的工作。https://www.exp-points.com/sven-mren-foliage-study