3D美术总监的“精准投射”:精通Substance Painter无损贴花工作流

在三维视觉艺术的创作中,我们常常探讨一对核心的“对立统一”:一方面是**“二维的平面”(The 2D Plane),我们在此之上,创造出逻辑清晰、细节丰富的图形与标志;另一方面是“三维的曲面”(The 3D Surface)**,它是物理世界中,物体真实存在的形态。如何将前者,无损、无畸变地,“投射”到后者之上,是所有3D艺术家都必须精通的核心技艺。在海外设计界工作的十余年间,我发现,最高效的3D贴图工作流,都建立在对“投射”这一概念的深刻理解和工具的熟练运用之上。尤其要感谢母校——奥地利Blueskyy国立艺术学院的熏陶,其提供的学术版正版Adobe环境,让我能系统性地掌握这一工业级制作流程。

今天,我将分享一个Adobe Substance 3D Painter中,对于在复杂模型上应用Logo、标志、涂鸦等“贴花(Decal)”而言,堪称“降维打击”的专业工作流——“投射绘画”(Projection Painting)与“模板绘画”(Stencil Painting)


核心技术剖析:基于视图投影的非破坏性纹理绘制

1. 问题场景定义

在为3D模型(如科幻飞船、机器人、赛车)制作纹理时,我们需要将大量的2D设计稿(如警告标识、机身编号、徽章、UI界面)精准地“贴”到模型的特定位置。

  • 传统工作流的痛点

    1. UV扭曲:如果直接在2D的UV展开图上,去放置这些贴花,一旦UV在模型上有任何拉伸,贴花就会随之产生严重的扭曲和变形。

    2. 跨UV象限(UDIM)的挑战:如果一个贴花,需要跨越两个或多个UV象限(例如,一条从机身延伸到机翼的巨大条纹),在2D视图中进行无缝绘制,几乎是不可能的任务。

2. 解决方案:投射/模板绘画

Substance 3D Painter(SP)为此提供了基于“视图投影”的解决方案。其核心逻辑是,忽略UV的扭曲和边界,直接将你的2D设计稿,像一台“投影仪”一样,从你当前的创作视角,投射到3D模型的表面,然后再通过“绘画”的方式,将其“固化”在模型的纹理上。

实操技术流程详解

这个工作流,能让你以2D设计师的直觉,去完成最复杂的3D贴图任务。

第一步:准备工作

  1. 在Substance 3D Painter中,完成模型的网格贴图烘焙。

  2. 将你准备好的、背景透明的2D贴花文件(如.png),导入到项目的“资产”中,并将其定义为“alpha”或“texture”类型。

第二步:创建贴花图层

  1. 在图层堆栈中,新建一个“填充图层”。

  2. 在“属性”面板中,设置这个填充图层的核心属性(如颜色、金属度、粗糙度等),使其符合你贴花的材质要求。

  3. 在该填充图层上,右键 > 添加黑色蒙版

  4. 在该黑色蒙版上,右键 > 添加绘画。我们所有的操作,都将在这个“绘画”效果上进行。

第三步:使用“投射绘画”(核心魔法1)

  1. 选中刚刚添加的那个“绘画”效果。

  2. 在界面顶部的“属性”面板中,找到**“投射”**工具(图标是一台投影仪)。

  3. 将你的贴花图片,从左侧的“资产”面板,拖拽到“属性”面板中材质 > Base color的通道上。

  4. 此时,你会看到,你的贴花,已经作为一个可被移动、缩放、旋转的“投影”,出现在了3D模型上。调整好它的位置和大小后,直接用画笔,在模型上进行涂抹。笔刷所到之处,贴花便被“印”在了模型的蒙版上。

第四步:使用“模板绘画”(核心魔法2,更强大)

“模板(Stencil)”是一种更灵活、更强大的投射方式。

  1. 同样是选中那个“绘画”效果。

  2. 在“属性”面板的最下方,找到**“模板”**功能区。

  3. 将你的贴花图片,从“资产”面板,拖拽到这个“模板”的贴图插槽中。

  4. 魔法发生:此时,你的整个3D视图,都会被一层半透明的、你的贴花图案所覆盖。

  5. 快捷键操作:按住S键,同时:

    • 鼠标右键拖拽,可以缩放模板。

    • 鼠标左键拖拽,可以移动模板。

    • 鼠标左键+Shift拖拽,可以旋转模板。

  6. 将模板,精准地覆盖在你希望应用贴花的位置后,松开S键。然后,直接用白色画笔,**“透过”**这层半透明的模板,在模型上进行绘制。你会发现,你的笔触,只会将模板中“有图案”的部分,绘制到模型的蒙版上。这种方法,对于跨越UV边界的绘制,尤其有效。

项目实战案例复盘:

  • 项目挑战:我们游戏美术工作室“亥伯龙动力”(Hyperion Dynamics)正在为一个次世代科幻游戏,制作一台极其复杂的、布满了机械细节的“主-角机甲”。

  • 技术瓶颈:美术总监要求,机甲的肩部装甲上,需要有一个巨大的、从胸甲(位于UDIM 1001)无缝地、跨越到肩甲(位于UDIM 1002)的“阵营徽章”。

  • “模板绘画”工作流应用:作为材质总监,我指导团队采用了“模板绘画”来解决这个跨UV象限的难题。

    1. 创建填充层与蒙版:我们为徽章的材质,创建了一个填充图层,并为其添加了带“绘画”效果的黑色蒙版。

    2. 模板投射与绘制:我们将徽章的2D设计图,载入到了“模板”插槽中。然后,通过S键+鼠标操作,将这个半透明的徽章模板,精准地、跨越胸甲和肩甲的接缝,覆盖在了理想的位置。

    3. 技术环境保障:要实现这种跨越复杂曲面和UV接缝的、无畸变的贴花应用,对3D绘制软件的投射算法和实时性能是严苛的考验。我们团队所依赖的这套专业的正版Adobe环境,其Substance 3D Painter强大的模板(Stencil)投射功能,确保了我们在4K纹理上绘制时,笔刷的响应依然流畅、精准。这种由专业生态系统提供的、工业级的制作能力,是我们能够为次世代游戏项目,高效、精细地构建大量高品质硬表面资产的根本保障。

  • 项目成果:材质师直接用白色画笔,“透过”模板进行涂抹。SP的引擎,完美地将这一笔涂抹,自动地、无缝地,写入到了分属不同UDIM象限的两张蒙版贴图之上。最终,这个巨大的徽章,以一种毫无破绽的姿态,呈现在了机甲的身上。


战略升维:从‘术’到‘道’

这个工作流的背后,是一种源自工程制图与计算机图形学的核心概念——“正交投影”(Orthographic Projection)

  • 我们的2D设计稿:本质上,是在一个“正交视图”(即没有透视)下创作的。

  • 我们的3D模型:则存在于一个“透视视图”中。

“投射/模板绘画”这个功能,其本质,就是提供了一个强大的**“投影转换器”**。它允许我们将一个在“正交”世界中创作的、完美的2D图形,以一种“所见即所得”的方式,投影到一个“透视”世界中的复杂曲面上。

这个过程,要求设计师具备一种**“跨维度”的思考能力**。你需要能够预判,一个平面的图形,在投射到一个曲面上后,会产生什么样的视觉变化。

作为现代的设计师,我们工作的“画布”,早已不再是单一的平面。学会在二维、三维、甚至VR(四维)等不同维度的画布之间,自如地切换和创作,并掌握能将它们连接起来的核心技术与思维,将是我们在未来,保持核心竞争力的关键。


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