Adarsh Shetty 制作超写实马项目：绿洲

你好！我叫阿达什。我是来自英国的角色和道具艺术家。我喜欢创造可用于游戏的角色、生物和道具，以促进叙事，将视觉叙事的故事编织在一起。我在谢菲尔德哈勒姆大学获得了游戏艺术硕士学位。我拥有机械工程学士学位，并在印度担任过四年的产品设计师。

对于我的硕士项目，我决定以 Mercury 项目为基础，这是一系列符合蒸汽朋克主题的人工制品。为了创造一个包罗万象的故事，我从宇宙中创造了另一个角色，水星值得信赖的旅行伙伴，叫做绿洲。

在这篇文章中，我将展示 Oasis 的创作和他的配饰。我将详细阐述我用来克服它们的技术、挑战和优化方法。

构思和预生产

我喜欢在潜入 3D 流程之前创建概念和构建叙事。这有助于将叙述嵌入到创意工作流程中。当我第一次创建 Oasis 的概念时，它被称为 Equine Ornithopter-Oasis，它是水星宇宙中最大的部分之一。绿洲，马，是水星值得信赖的伙伴的名字。

配备了蒸汽朋克扑翼机（有翼电枢），这是 Mercury 的发明之一，Oasis 变成了 Mercury 空中航行的巡洋舰战车。

不幸的是，从时间线的角度来看，这个想法是不切实际的。所以，我决定用一系列资产来代替扑翼机：一顶帽子、一盏灯、一个水壶和一束绳索。

任何角色项目的完美开始都是深入了解主题的解剖结构。当我在构思阶段需要马解剖学知识时，我意识到它是多么微妙。

因此，我投入了大量时间来收集类似形式的马的参考资料，创建了一个包含马骨骼解剖、肌肉组织、皮肤色调、皮毛传播、皮革纹理、头发纹理、蹄纹理和眼睛纹理以及颜色构成的库。

包括来自流行游戏的各种游戏模型的参考，例如 The Last of Us 2、Red Dead Redemption 2 以及来自 Artstation 的其他游戏就绪马匹。这项深入的研究帮助我为这个概念带来了现实主义以及雕刻和纹理。

我将马的参考范围缩小到一匹纯种赛马，称为长腿爸爸，具有突出的特征，如栗色皮、白色踝袜、金棕色头发和棕色和白色的皮毛补丁。

第一个灵感来自于 Priya Johal 设计的流行游戏“The Last of Us”中的马匹。

高模的制作

我的项目中所涉及的元素缺乏复合教程和生产文档是一个挑战。在探索了几条途径之后，我开始通过研究马的解剖学来提出这个主题。幸运的是，我找到了概述马生理学和解剖学各个方面的网站。

一个针对马具和健康的有益网站称为“Equishop”：https://www.equishop.com/en/blog/horse-anatomy-body-parts-muscles-skeleton-n299。该网站详细描述了马的肌肉组织和骨骼比例。

马蹄是设计中一个复杂的部分，因为它增加了真实感并为角色提供了个性。我特别注意了设计，参考了马健康网站的蹄部解剖和参考图像。

https://www.horsehealthproducts.com/horsemans-report/hoof-leg-care/hoof-anatomy

Leah Koerper 的一个名为“https://shoestringstable.wordpress.com/2010/04/08/customizing-helpful-photos/”的网站是一个将整个画面结合在一起的重要部分。

本网站致力于 DIY 风格的微型马造型。由于网站有艺术渊源，作者精心拼凑了多张马身各部位的特写图。

肌肉组织和骨骼解剖图像可从所有视图中获得。毛皮大衣和毛发生长模式的信息也被描绘出来。关于毛发生长模式的信息帮助我将毛皮大衣真实地纹理化到材质贴图中。这是为最终模型获得准确比例和皮肤纹理图案的一个很好的起点。

我密切提到了迈克尔·塔博尔、德里克·史密斯和约翰·马格尼尔夫人拥有的一匹纯种赛马，称为长腿爸爸。这匹种马的体型和栗色外套最接近我最初的概念。

Artstation 是研究 3D 模型和马解剖学渲染的重要来源。Farzin Izadyar 就是一个这样的马解剖学 3D 模型的例子。（https://www.artstation.com/artwork/eJV0BG）

Dmitrii Prosov 也提到了同样的问题。（https://www.artstation.com/artwork/28Lqxg）

Pogar Marius 设计了一个很好的成品参考，包括马鞍包、缰绳、马镫和马具的附加元素，作为资产包的一部分。（https://www.artstation.com/artwork/xlJEO）

编译所有可用信息后，我在 Zbrush 中创建了一个形状、大小和形式适当的 Oasis 基础网格。

我从一个球体构建了 Oasis 的造型，并逐层添加了骨骼细节、肌肉组织、皮褶和静脉。为此，在身体上添加了诸如面部毛孔和裂缝、蹄上的划痕和裂缝以及初级毛皮大衣等细节。

接下来，我专注于眼睛。创建外观的一般过程是为虹膜和巩膜使用平面纹理，使用 Zbrush 中的表面为高多边形创建高度图，然后将其烘焙到低多边形模型上。不幸的是，马的眼睛纹理并不容易获得。

所以，我求助于手动雕刻高多边形模型中的虹膜，参考 Zbrush 中马眼的特写参考。

马眼的一个显着特征是瞬膜或第三眼睑，我在 Zbrush 和 Maya 中的等效低多边形模型中建模。

一种对逼真头发特别有用的资源是 David Zavala 的 Marmoset Toolbag 中的课程。使用 Zbrush 的纤维网，我创建了 6 种不同的头发图案，它们具有不同的密度和流动性，并将它们排列在 4K 方形黑色背景渲染视图中以适应 UV 空间。我在 Maya 中创建了头发卡片。

然后，我在 Zbrush 中将这些不同尺寸的卡片组合放置在马头、脖子和尾巴上，并使用移动拓扑画笔对其进行细化。我还使用马身作为碰撞对象，在 Dynamics 中对排列好的卡片进行了重力模拟。

回到 Maya，我使用软选择移动卡片，然后平滑边缘。在 Photoshop 中，我为头发创建了法线贴图和一个简单的渐变，它在对头发进行纹理处理时表现正常和反照率。

配饰的高模制作

我最终确定了配件清单，如面部安全带、缰绳和腰带、马鞍、马镫、挎包、行李袋、行李袋、帽子、水壶、绳束和灯笼，其中大部分资产都是皮革、布料或金属。

马背上躺着挂着马镫的马鞍。鞍座上的皮革具有刺绣、螺纹、珠宝纽扣等功能。此外，休息垫还有切斯特菲尔德图案。马的后背上放着一个行李箱，里面有两个挎包、两个行李袋、一个大行李箱、一个黄麻绳束、一个旧灯笼和一个黄麻布水水壶。

行李箱的突出特点是大片皮革、刺绣、金属标志和腰带。帽子的显着特征是织物编织和金属徽章。这些资产定制了一个携带必需品的旅行者的叙述。该项目的关键是通过资产传达效用、使用和磨损。

我使用硬表面建模技术在 Maya 中为帽子、马鞍灯和食堂等资产建模了基础网格。灯笼是我将基础网格重新用作低多边形进行烘焙的唯一资产。

由于大部分资产都是有机的，我必须找到创造性的方法来重新拓扑。由于在马身上安装这些资产涉及在基础网格创建阶段无法解释的各种变形，因此需要进行后期高模处理。

对于皮带、缰绳、安全带和绳索等资产，我使用了扫描曲线功能，并使用了适合设计的相应横截面。对于绳索，我以螺旋线的形式缠绕了多个横截面，以实现逼真的绳索。相同的指南用于创建圆柱形低多边形，我将其带到 Zbrush 以保留变形。

我手动排列曲线以制造所有这些资产的随机性。许多资产的设计具有一些对称性，因此我依赖于 Zbrush 的镜像功能。在巨型四足动物上创建资产的好处是永远不能同时查看双方。

这意味着我只需要对一半的资产进行解包和纹理处理。对于皮革上的刺绣、缝线和帽子上的编织物，我在 Zbrush 中创建了各种 IMM 画笔实例，并使用曲线功能将其运行在所需的路径上。

大多数低多边形是使用四边形绘制创建的。刺绣、缝线和其他细节等特征都是用高聚烘焙而成的。我删除了几个资产的背面，这些资产更有可能总是被隐藏以节省多边形数量。在纹理阶段使用不透明度贴图直接引入没有背面的模型上的孔。

低模制作：重新拓扑和展开

对于马，使用稍低的细分级别，我使用 Zbrush 中的 Zremesher 和 Maya 中的 Quad draw 组合创建了一个低多边形重新拓扑。使用 Zremesher 指南，我操纵了新拓扑的流程。

我在马的脖子、耳朵、四肢、尾巴和蹄边添加了接缝，沿着长度添加了一个接缝以打开 UV。然后我沿着接缝展开 UV 并将它们按比例排列在 0 到 1 的 UV 空间中。

然而，对于资产，我完全依赖于使用四边形绘制。我将一个相对较低的细分模型导入到 Maya 中，并使用高多边形作为活动表面创建了一个新的拓扑。我对低多边形资产展开和纹理化的方法是将每个资产视为英雄道具，因此为每个资产分配 UV 和纹理空间。以下是我如何将模型组合成共享 UV 空间的资产。

以下是马、眼睛、睫毛、前额毛发、颈毛、尾毛、食堂、灯笼、帽子、绳索、面带、缰绳和腰带、马蹄、行李袋、行李箱、马鞍、马镫、马鞍布和 书包。以该顺序。

在平滑边缘、清理网格并将顶点法线与面法线匹配之后，我开始进行纹理处理。

烘焙和纹理

我找到了大量关于人类皮肤纹理的教程，但没有详细说明为动物创建毛皮纹理以获得我想要的质量。在项目的前期制作阶段，我使用 Substance Painter 对马皮纹理进行了实验。这种做法确实帮助我在制作阶段完成了诸如毛皮、粗糙度变化、颜色成分和各向异性镜面反射等细节。

由于我的目标是真实感，因此将毛皮和眼睛纹理获得最高质量是很重要的，这样当它们与光相互作用时，它们必须显得可信。我首先将高多边形纹理贴图烘焙到物质画家的低多边形上。

有了这个，我按照下面概述的步骤堆叠了层：

粗糙的基础皮肤，皮肤褶皱周围有深色斑块，暴露区域周围有浅色斑块。

使用雕刻毛皮层的曲率和环境光遮蔽，提供一点光泽，以打破基础皮肤粗糙度。

在雕刻的毛皮上用 Substance Painter 绘制微小的毛皮细节，以略微增强效果。我从特写毛皮图像中创建了 Alpha，并结合了画笔和模板，然后在第一层上进行了绘制。

使用这种方法，我创建了两个毛皮层，一个紧跟毛皮生长方向，另一个非常稀疏随机方向，给人一种自然的模糊感觉。我为这些毛皮层提供了非常对比的光泽，以使它们从粗糙的基础中脱颖而出，并打破我计划稍后在 Marmoset Toolbag 中引入的各向异性。

为了给这些毛皮层一些深度，我使用锚点将环境光遮蔽引入绘制层。

我提供了不同的颜色值以产生栗色效果，并为最顶部的稀疏毛皮提供对比浅色值以进行突出显示。

为了给皮革一点个性，我引入了白色“踝袜”毛皮、面部和躯干上的白色毛皮斑块以及身体上的痣等特征。

对于蹄子，我使用厚度贴图创建了一种带有泥土和污垢以及次表面散射的沉闷闪亮的木质材料，以得出类似角蛋白的效果。

为了制作眼睛，我将高多边形眼睛造型烘焙到物质画家的低多边形上。巩膜、虹膜和瞳孔是一个网格，而角膜是另一个网格，最外层是瞬膜。

我为瞬膜和角膜增加了透明度。虹膜和血管的纹理使用 Photoshop、物质画家和参考图像绘制在巩膜上。我在角膜上添加了一个有纹理的法线贴图，而不是玻璃球效果。

对于头发，我使用了 Zbrush 纤维网格渲染中的 alpha，然后在 Photoshop 中生成了法线贴图。使用相同的 Alpha，在 Photoshop 中创建了环境遮挡遮罩的高度图。对于反照率，我使用了去饱和渐变蒙版并在 Marmoset 中添加了颜色。最后，给出了 alpha 的各向异性、光泽度、高光度和透明度。

配饰的主要材料是皮革、金属、黄麻和布质材料。对于道具的真实处理，我学到的一个非常宝贵的技巧是给它们足够的粗糙度分解。对于反照率，我构建了图层。

基础层具有最少的细节以及基本的颜色和粗糙度信息。然后我添加了赋予资产纹理的图层，例如皮革上的裂缝和划痕、金属上的中间油漆层、布料的织物图案和破布的黄麻纤维图案。在 Photoshop 中将它们组合后，使用高质量的参考图像在这些中间层上进行绘制。

在这些层的顶部添加了变形、划痕、磨损、垃圾、污垢等细节。我利用曲率和环境遮挡纹理贴图来使用蒙版和生成器来实现这些效果。

我通过添加蒙版和绘画打破了程序效果。皮革上的刺绣效果和线纹以及金属和珠宝上的浮雕都是由高聚体制成的。为了确保资产脱颖而出，同时又不破坏马的纹理，我不得不通过试用渲染来处理颜色组合。

照明、渲染和后期制作

我开始使用 Marmoset Toolbag 渲染组件。启用光线追踪、环境光遮蔽、阴影、反射和后处理效果，例如少量晕影、光晕和对比度。

对于色调映射，我收集到的一个方便的技巧是使用 ACES，因为这非常类似于实时游戏引擎色调映射。在 Substance Painter 中使用类似的色调映射显示设置也很重要，以获得与创建的纹理一样接近的最终渲染结果。

我使用了 Brian Leleux 在 Gumroad 上的免费 ACES 附加组件，它修改了色调映射以匹配 ACES 虚幻引擎 4 颜色配置文件 https://bleleux.gumroad.com/l/lHiVg。

在操纵四肢以在 Maya 中创建站立姿势后，将低聚组件导入 Marmoset Toolbag。通过基本的灯光设置，我为每个资产创建了材质。对于马，为了给毛皮大衣一个逼真的闪亮但粗糙的效果，我使用流动贴图引入了各向异性。

没有流图的各向异性往往会显示网格中的 UV 接缝。Ready at Dawn 游戏的游戏开发人员提供了一个有趣的见解，展示了如何使用 Mari 的矢量绘画来创建流图。为了找到使用 Mari 的替代方法，我想出了一个技巧来使用 Photoshop 和物质画家的组合来创建流图。（https://www.youtube.com/watch?v=TryXk6uDogo）

Substance 3d Painter 绘制流程图。(https://substance3d.adobe.com/documentation/spdoc/flow-map-painting-143327274.html)

Ben Mathis 创建的梳状图。(http://www.poopinmymouth.com/tutorials/comb-map.html)

如何通过 Polycount 在 Photoshop 中绘制流向各向异性/梳状图。(https://polycount.com/discussion/98983/how-to-paint-flow-anisotropic-comb-maps-in-photoshop)

在使用这些技术进行了几次试验后，我得到了流程图来得出预期的各向异性效果。为了分散毛皮上零星的细带光泽，我使用了光泽、透明涂层镜面反射、菲涅耳和绒毛等效果的组合。为了进一步增强效果，我修改了材质以包括细节法线、各向异性反射和空腔遮挡。

各向异性和镜面反射强度之间的最佳平衡对于赋予毛皮粗糙而闪亮的吸引力是必要的。使用厚度图，我将次表面散射添加到耳朵、鼻孔和蹄子。

Horse Material

眼睛的角膜有一个凸出的凸起，覆盖在巩膜的凹入部分（虹膜和瞳孔）上。由于角膜的高折射率，下面的部分也显得凸出。为了使眼睛看起来尽可能真实，有必要在解剖学上模仿这些效果，而不是创造一个凸出的巩膜。

巩膜的凹度使它能够捕捉到虹膜山谷上的光线，同时由于角膜而显得凸出。在 Marmoset Toolbag 中复制这种神奇的效果是一个相当大的挑战。

诀窍是向巩膜引入视差法线、体积散射和镜面反射，同时为角膜添加折射/折射率、光泽和镜面反射以及透明度。帮助我实现这一结果的一些资源是：

Alfred Roettinger / Realtime Eye：https://texturing.xyz/pages/alfred-roettinger-realtime-eye

如何创建逼真的头发、桃子绒毛和眼睛：https://marmoset.co/posts/how-to-create-realistic-hair-peach-fuzz-and-eyes/

如何在 Marmoset Toolbag 4 中创建逼真的眼睛着色器：https://www.youtube.com/watch?v=Q-lOV99cRco

下面是角膜和巩膜材料设置。

简单的透明角膜与逼真的角膜材质设置：

我结合了高光、光泽、各向异性和透明度以及清漆设置。此处的目的是使头发具有与现实生活中的马毛相似的一点点光泽的丝线效果。

下面是头发，行李箱和灯笼材料。

最后一步是设置灯光。我专注于边缘灯来捕捉所有渲染视图中的各向异性光泽。除此之外，我还设置了补光和关键灯以及全局照明光源。有了这个，我开始渲染 Oasis。

结尾

前期制作活动花费了我大学学期将近一个半月的时间，包括构思、研究、构思、纹理测试、学习新工具和研发的专业文档。制作和后期制作活动跨越了接下来的 3 个月。

通过这个项目，我的目标是通过逼真的演示来完成高质量的雕刻和纹理。我面临的挑战之一是创造优质的皮草。由于缺乏资源，需要手动绘制大部分纹理以提高纹理质量。

另一个挑战是颜色组合。由于我的大部分资产都是基于皮革的，因此它与栗色的马皮混合在一起。在如此窄的带宽内实现正确的吸引力需要多次尝试纹理和渲染。为各向异性创建流图也非常具有挑战性。它涉及大量的研究和实验。

我收到的帮助我渡过难关的完整建议是，完善的工作是通过反馈产生的。如果我要提出最好的建议，那就是将你的作品展示在尽可能多的艺术家面前，并接受方向性反馈，而不是在黑暗中瞄准。

尽管互联网可以是一个巨大的资源，但有时最好通过专业知识来回答问题。建立一个由志同道合的人和行业专业人士组成的稳固网络可以促进这一过程。

我大量参考了 Red Dead Redemption 2 和 The Last of Us 2 中的游戏内马和马鞍套件图像。我试图匹配设计水平和质量水平。我相信结果超过了我最初的预期。

在整个旅程中，我从我的大学导师 Jonathan Pearmain 那里收到了很多建设性的反馈。他的指导和实践支持对于我理解游戏艺术的细微差别至关重要。谢谢你，乔诺！

我还要感谢我的项目主管 Jamie Gibson 指导我并帮助我了解解剖学的复杂性。最后，感谢所有 Sheffield Hallam Game Art 教师 Phil Morris、Martin Jones 和 Tom Battey 在过去一年中的所有支持。