案例学习——创建你的第一个Substance Designer材质球

Posted 2023-02-23 清清！

案例学习——创建你的第一个Substance Designer材质球

• 1-01: 什么是SD What is Substance Designer
• • 1 软件简介
  • 2 SD文件联动
• 1-02: 什么是节点 What is a node?
• • 1 Package&Graph&Node
  • 2 初始节点
• 1-03: 理解材质工作流 Understanding the material workflow
• 2-01: 创建Substance package与项目设置 Creating a Substance package and project setup
• • 1 文件创建
  • 2 3d预览窗
  • • 2.1 操作
  • 2.2 材质/灯光/相机/环境
• 2-02: 设置base material节点 Setting up the base material node
• 2-03: 从大结构开始 Working on large form shapes
• • 1 噪声
  • 2 分辨率继承
  • 3 自定义输入与基本效果
• 2-04: 创建中小结构1 Working on small shapes part one
• 2-05: 创建中小结构2 Creating small shapes part two
• 2-06: 创建散布结构 Creating spatter shapes
• 2-07 使用结构散布—中小结构 Using the Shape Splatter node to create medium dirt mounds
• 2-08 使用结构散布—小泥土 Using the Shape Splatter node to create small dirt mounds
• 2-09 鹅卵石 Creating rocks/pebbles

本案例学习资料来源
原版：Substance Academy Series:Getting Started with Substance Designer
翻译：创建你的第一个SD材质球
对操作过程做一个记录

1-01: 什么是SD What is Substance Designer

1 软件简介

简要来说，SD是一个用来制作贴图的软件，其工作模式以图形化节点为基础

使用SD的人更像是使用一款数字化合成软件，可以用一些对于艺术家来说非常友好的节点（比如noises，wraps，blends等等）去创造多种多样的的图案，来构建我们的贴图

在使用时，SD可以提供3D和2D的渲染预览

2 SD文件联动

最终我们导出的贴图可以导入各种建模软件和游戏引擎（直接导入贴图，或者可以使用sd的插件导入）


可以暴露参数，在引擎中实时调整

也可以导入到SP作为基础材质进一步使用

SD作为一个功能强大的材质工具，可以用来创建基础材质，可以程序化批量处理扫描贴图，也可以创建各种程序化的工具节点

1-02: 什么是节点 What is a node?

1 Package&Graph&Node

左边的Package代表一个sd文件，内有Graph

右边的工作区就是Graph里的内容，容纳包括了所有节点

左侧的library是所有节点的目录

以文件夹中的噪声节点为例，我们拖住一个图案拉到工作区
也就是在graph中实例化了这么一个节点
右边显示了这个节点在2d情况下的样子，如图是一个噪声

对于我们操作的graph来说，其内部的节点里面可能还有graph

当我们选择打开这个节点的时候，就会导入这个节点的sbs文件，可以看到内部又有graph以及很多节点，我们也可以创造我们自己的sbs文件和节点

2 初始节点

回到最初的graph，当我们在graph界面按下空格，我们可以获得初始节点列表，其是硬编码写成的节点，不是可以点开的graph，这些节点经过了优化，是我们平时会经常用到的工具

在上边栏同样有这些节点

1-03: 理解材质工作流 Understanding the material workflow

本节来了解一下材质的工作流程

• 我们首先构建高度数据（灰度Grayscale），然后基于此创建其他的贴图（比如Normal，AO，Roughness），然后基于此创建Albedo，再之后合并所有贴图到一个Material Node，再进行后续复杂的操作
• 在这一工作流中，我们从高度开始，从灰度Grayscale→Color
  这么做我们可以从物体表面的总体特征开始构建，逐步制作细节
  
• 使用灰度来进行工作是一种比较好的工作方式
  它能让我们为之后的工作存下更多复杂的RGB信息
  同时它也让我们对正在制作的细节保持专注，不会轻易受到其他颜色的感染
  
• 当我们创作高度数据的图案时，这一过程非常像建模和雕刻的过程
  建模和雕刻的时候，我们会从基本形状开始，创建大体的形状，然后细分网格来处理中等级别的细节，再细分来处理更精细的细节
  这在SD中也是类似的处理思路
  

基于材质工作流程，我们提前看一看本教学案例的步骤
首先一切的根基起源于一个基础图像

接着对它进行一系列操作，制作细节

而后制作各种map，制作albedo，混合材质输出

2-01: 创建Substance package与项目设置 Creating a Substance package and project setup

1 文件创建

本节学习创建Substance package以及3D窗口的设置
点击File→NewSubstance，在创建面板选择Relative To Parent可以达到参数继承的作用

创建以后可以看到在左边的Explore栏出现了Unsaved Package，底下有我们建立dirt_ground

• 什么是Package？Package=source porject file（.sbs file），sbs文件可以类比Photoshop中的psd
• Package中有graph，可以有很多个graph，可以添加删除
  
  
  

2 3d预览窗

2.1 操作

对于底下的3d预览窗，我们可以点击scene，修改它的模型
这些模型相当于本身就装载在SD上的FBX

我们也可以导入自己的模型

不过该案例，我们并不会导入特定的模型，因为我们创造的是完全程序化可调整的材质，所以用默认模型展示就好了（我们选择Plane(hi-res)）

在3d视图中按住左键进行旋转，中键进行平移，右键前后进行缩放

如果右键缩放的前后感觉反了，那么可以打开Edit→Preference，在红框处进行反转

2.2 材质/灯光/相机/环境

点击预览窗的Material按钮，可以进入材质选择，默认有一个default，我们可以这么选

选了这个以后，右边的属性栏就会出现该选择的对应属性，我们先不怎么研究，

灯光不做多介绍，在做PBR材质是也推荐尽量不使用灯光
相机会在后续小节介绍

环境（Enviroment）我们可以进行编辑，右边可以控制是否显示，曝光程度，以及旋转
关于环境HDR图的旋转也可以用 shift+ctrl+右键

我们也可以选择一个图，直接拖进去进行替换

左边的library栏，我们可以选择缩放大小以及文件名显示

2-02: 设置base material节点 Setting up the base material node

我们有很多方式可以在SD中创建节点，比如按下空格或者TAB然后找到节点单击，或者在library中搜索后拖入graph，都可以建立base material

节点上方的图标含义如下图，分别代表属性和2dview
双击节点即可在右下角的2dView展示，单击节点即可在属性面板显示

两个小图标可以通过display node badges来显示

我们在Graph中建立一个节点，也就是建立一个该节点的Instance，于是属性栏中有Instance Parameters

可以选择上方的图标来展开和收起输出节点（或者按下键盘上的数字 1 2 3 切换节点显示），双击节点即可在2dView展示

调整一下属性，选成电介质，明度居中，粗糙度拉满

右键点击BaseMaterial，拖到3d预览窗口，即可预览

2-03: 从大结构开始 Working on large form shapes

1 噪声

找到PerlinNoise节点拖入，该噪声能创造出大致的地形起伏
调节InstanceParameters内的Scale调节噪声缩放比例
在2dview中，按住alt和右键可以调节显示大小

在2dview中按空格，可以查看tilling情况，默认是四方连续

2 分辨率继承

将每一个graph中的节点看成是一个实例

下图为2048*2048的分辨率，16位灰度级的PerilinNoise
（同时我们可以发现因为是灰度图，所以输出节点也是灰色的）

关于SD中的父子关系，PerilinNoise分辨率继承了parent，也就是继承了我们这个graph的分辨率

我们也可以在BaseParamenters中选择绝对模式

因为分辨率都继承自graph，所以可以直接修改整体的分辨率来控制所有节点

3 自定义输入与基本效果

在BaseMaterial的InstanceParamenters中，打开User-Defined Maps，可以自定义节点的输入。

我们输入height和normal，在调节height强度时，拉杆最高为3，其实可以手动输入数字

我们可以调节shader的细分缩放比例来凸显效果

输入hbao即可查找到AO节点，调节其Heigh Depth调节效果
在BaseMaterial中增加AO输入，但是发现连不上去

因为此时的连接模式为CompactMaterial，软件没法连，选回Standard模式即可

2-04: 创建中小结构1 Working on small shapes part one

点击上方的Frame即可建立一个标记，我们可以用来分组

我们选择cloud2和cloud3的纹理，因为云的纹理很像泥土地的样子，cloud2比较光滑，cloud3边缘清晰具有颗粒感
不止用一种噪声，而是混合多种噪声，可以更具随机性

节点半黄半灰代表灰度和彩色图都行，但是注意要数据类型匹配，节点中心有小黑点代表是主要输入节点

两次都采用multiply的叠加模式进行blend

（在输出节点上 shift+左键 可以拖动所有接入该节点的线）

2-05: 创建中小结构2 Creating small shapes part two

接来下使用dirt4这个噪声，其表面具有一些条纹，有助于泥土外观的构建
（在2dView窗口按下F键，可以快速缩放到窗口大小）

将之前的结果与该纹理用subtract模式叠加

效果太剧烈，于是我们对dirt4后面加入level节点（点击一条线，按空格加入节点可以直接在线上加）
level即重映射，将上方小标的范围映射到下方小标的范围

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接着使用dirt3，该纹理颗粒感比较大，可以用来做土块或者鹅卵石

对其加一个blur

然后level重映射去掉一些不需要的噪声层次

将该结果以 滤色（Screen） 的叠加模式进行混合


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接着用grungeMap，该图具有刮痕和耙子的印记，适合泥土地，使用Screen模式进行blend

2-06: 创建散布结构 Creating spatter shapes

该节来创建一些中等水平的结构，以后可以将其scatter到整个面上
使用shape节点创建形状，指定pattern为抛物面paraboloid，till指定成3

作为一个input输入wrap节点，再选一个perlin noise作为gradient的坡度
再用一个level重映射一下缩小形状

接着使用slop blur gray scale，选择合适的mode来修剪形状

2-07 使用结构散布—中小结构 Using the Shape Splatter node to create medium dirt mounds

使用shape splatter节点进行撒点，将之前的地形连到BackGround Height上

增加pattern数量，让其更有随机感

使用CropGrayscale裁剪出三个pattern（连线时，按一下要连的节点，然后按住中键即可拖动窗口）

设置一下shape splatter里的各种random以及参数

调节shape splatter里的height参数可以调整图案的高度以及与原始高度的契合度

可以接入其他噪声来影响Size内的参数（感觉就是参数多调调）

2-08 使用结构散布—小泥土 Using the Shape Splatter node to create small dirt mounds

将之前level完的pattern重新使用，连到新的slop blur grayscale，将cloud2作为slope，这么做会有点像岩石
（按住shift+alt可以在连线中出现黄点，给连线造成弯折效果）

给它再加个blur，模糊一点，使用crop选出三份图案，使用shape splatter叠加到之前的结果上
这也时shape splatter经常要做的事情：混合各个结构
调整参数

2-09 鹅卵石 Creating rocks/pebbles

拿之前medium dirt mounds的部分，加个level缩小它

想让它变圆就可以把中间的键往黑的拉

然后crop grayscale，选出三种鹅卵石，使用shape splatter撒点

调调撒点的属性，粗细度很影响

这是底层的小鹅卵石，我们可以再做几层

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