导语
大家好！我是 Alexander Sheynin，Crytek 的高级硬表面美术师（Senior Hard Surface Artist），在游戏行业有超过 7 年的经验。我曾参与过《猎杀对决》《ILL》《Returnal》《Remnant 2》《The Matrix Awakens》《Miasma Chronicles》《7 Days To Die》等多款游戏的制作。
我一直非常喜欢科幻与恐怖题材，主要是因为这些题材在艺术表现上的完成度极高：如何打造一个物件，并让它显得真实可信。
所以从我职业生涯一开始，我就一直痴迷于事物之所以吸引人眼球的本质——是什么让它们脱颖而出、显得可信。在我的作品中，我非常依赖细节：每一个网格都应当服务于某种功能；每一张纹理都应当为资产注入生命与故事。
但这不只是独特的细节化贴图、复杂的打光或强烈的剪影；人类会把图像感知为一个统一的整体，所以一旦平衡被打破，一切就会显得虚假。在这篇文章里，我将向你展示我为《猎杀对决 1896》制作武器的方法。
Nitro Express Checks and Balances
Nitro Express Checks and Balances 的概念图由我的同事 Ivo Nies 绘制。这把步枪是我们为《猎杀对决 1896》最新「Road To Hell」活动打造的军用奢华套装中的一件武器，套装还包含其他几把武器。
设计方向是打造一把仪式感的军用武器：它应当使用高身份感的材料，如黄金或异域木材，但依然可以略带磨损，带有一些徽记、部队纹章或军衔，使用纹饰装饰，并以绳索系带点缀。
在动手之前，我总会先制作一块参考板，把武器拆解成各个组件，就像真实的枪械由多个部件组合而成那样。它并不局限于某一种特定的武器型号、颜色或材质；通常我会加入一些类似的东西，以便挑选最合适的方案。这里很重要的一点是：我会做笔记，并把参考板整理得井井有条，方便其他美术师跟随。
参考板完成、我对接下来的工作有了一定把握之后，我会在引擎里建立一个武器角色（weapon character），并在 Blender 中搭建场景结构。它包含若干个独立的集合（collection），每个都以制作阶段命名。’From Engine’ 存放原始的武器模型部件（如果我要做它的新变体）或一些网格参考；’Export’ 存放所有要导出到引擎的节点网格；’Blockout/Highpoly/Lowpoly’ 则是实际处理几何体的集合。我们会在下一章近距离观察每一个集合。
白模（Blockout）
于是，我们的工作迎来了第一个与概念相关的特性：概念并不是你需要 100% 照做的蓝图。它的主要作用是作为指引，为你点明主题、定下基调，但某些设计决策的责任落在 3D 美术师身上。这是因为我们的首要目标是为玩家提供尽可能高质量的资产——也就是他们在游戏第一人称视角下看到的那一个。概念美术团队主要在 2D 工作，所以如果我们直接照搬，一些比例或体积可能会失真。我们需要在两者之间保持平衡：调整形状与形态以匹配游戏内完美的视觉效果，同时仍然遵循概念图。
我尽量让所有网格保持相对程序化，方便日后轻松修改：圆柱形物体由多边形线配合 Screw（螺旋）、Solidify（加厚）和 Weld（焊接）修改器生成，而大多数网格都带有布尔操作数（boolean operands）。为此我使用了 Hard Ops，所以我把所有布尔运算都放在一个名为 Cutters 的对应子文件夹里。
要把资产导出到引擎，我们使用一个特殊的内部插件，它作用于一个空物体（empty）以及父级到它的网格。但这里出现了一个问题：我需要能方便地访问网格编辑、材质修改和变换微调，而不必在每次导出时都重新父子化并展开白模。
于是几何节点（Geometry Nodes）的力量登场了。Blender 提供了由节点驱动的程序化操作的灵活性，相比修改器，它极其强大、易于管理且省时。虽然我仍会保留一些手动操作（比如前面展示的枪管，因为某些情况下手动可能更快），但最近我在工作流中引入了越来越多的几何节点。
它的工作原理是：我把 Blockout 集合中正在制作的网格，引用到 Export 集合中一个父级到导出空物体的对象里，这让我可以在不手动复制每个对象、也不丢失修改器堆栈的情况下，程序化地展开 UV、指定材质并调整着色。
首先，我添加一个立方体（或任意其他对象），把它父级到导出空物体，启用几何节点，并移除原始的 Group Input。取而代之的是，我放入 Object Info 节点——它们是对 Blockout 集合中网格的引用；勾选 Relative（相对）选项后，所有被引用的网格都会保持它们在 Blockout 中的变换。我之所以用这个而不是 Collection Info 节点，是因为更便于逐个操控对象；例如，当我沿链条向下分配材质 ID 和材质时。之后，我有了一套基于角度的自动展开（auto-unwrap）方案和 UV 打包（packing）算法。Realize Instances（实现实例）节点用于把引用的信息转换成真实几何体；Triangulate（三角化）是保留法线信息的网格三角剖分。
这样就完成了。现在我可以对网格做任何调整：破坏性编辑、修改器、布尔，甚至几何节点操作——所有这些都会传递到导出立方体，并导出到引擎，这样我就能实时地改变剪影或调整材质。在制作的后期，我会用 Highpoly/Lowpoly 集合中的对应网格替换掉 Blockout 中引用的网格。
贝壳与装饰元素的设置
虽然这部分在概念图里看起来相当简单，但在 3D 中，它其实并不那么直观，需要几次变换迭代才能在武器上显得得体。
我从一个简单的形状开始，就像上面截图里的紫色段，然后镜像它、并把它变形，使形状从侧面可见，同时仍保留枪管与机匣相接处的圆形中心。如果我把它保持为笔直对称的形状，它要么会被机匣网格遮挡，要么两枪管之间的距离会太宽。
绿色和蓝色肋条的数量、它们的轮廓以及扭转值也调整了好几次，以确保没有可见的网格交叠，且一切看起来自然。红色环也是如此——它们共享相同的厚度与轮廓，但倾斜与半径不同。所以这里我同时用到了几何节点和修改器。
在制作绳索和皮带缠绕时，也用了同样的方法。先做一段；然后通过创建两个临时网格实例，确保它能完美平铺（tile）；这样更便于编辑边界。之后，施加 Array（阵列）、Curve Deform（曲线变形）、Weld（焊接）和 Subdivision（细分）。
枪托的主体网格是用布尔和 Shrinkwrap（收缩包裹）制作的：我从一个大的低多边形块开始，设置折痕（crease），再把它拆分成若干部分。为了控制枪托靠近星形装饰处的厚度，我复制了基础网格，并用 Shrinkwrap 修改器把被减网格的表面贴合过去。这样一来，它不仅提供了类似 Lattice（晶格）和 Surface Deform（表面变形）修改器的控制力，还让我能用目标包裹网格更精确地调整法线与表面平滑。
一旦我对所有部件都满意了，就把它们导出到引擎，在游戏里检查；如果一切看起来没问题，就可以进入下一个阶段。
高多边形（High Poly）
在这个阶段，我把细分网格与雕刻部件在 Zbrush 中合并。另外需要提一句：所有绳索都是在 Subdiv（细分）中制作的，因为之后我需要展开 UV 并绘制它们，以便把有方向性的绳索纹理传递（transfer）到合并后的低多边形网格上。
方法很简单：你从 Blender 里取出布尔结构，导入 ZBrush，在一个文件夹（folder）里重建同样的结构。借助 Live Boolean（实时布尔）选项，你可以非破坏性地操控操作数，包括整套雕刻工具集。我偏爱这个方法，因为它给了我惊人的多边形上限（polycount），同时还能保持不错的视口性能；我可以手动调整、打磨某些区域，并受益于 polygroups（多边形组）和 Polish by Features（按特征抛光）选项。
如果我不确信哪种方案最好，我随时可以用 Morph Target（形变目标）和 Layers（图层）把网格存入内存，做一些调整，再用 Morph Target 笔刷手动绘制回去；或者降低某个图层的不透明度，让想要的效果以不到满强度的程度呈现。我在所有工作中都使用这个方法，但这次轻松得多，因为这个资产相当干净，不需要重度破坏边缘或缝合接缝。
3D 装饰是在 subD（细分曲面）中制作，再与 ZBrush 中的对应部件合并，以便在交点处有平滑的过渡，减面（decimation）之后作为单个部件导出回 Blender。
围巾的底部是用几何节点制作的：一个简单矩形平面，配合 Distribute Points on Faces（在面上分布点）和 Instance on Points（在点上实例化）节点，把程序化线（procedural thread）接入 Noise Texture（噪波纹理）节点来驱动扭曲。
低多边形、UV 与烘焙
制作低多边形的过程并不算复杂。大多数时候，我复用白模阶段的网格；只需应用布尔运算即可，如果有任何剧烈改动（比如合并的 3D 装饰），我就用 RetopoFlow 做一些手动重拓扑（retopology）。
关于低多边形制作，最常被问到的问题是：你需要多少个多边形/线段。你总可以通过在场景里设置相机视角，或者把武器放进游戏第一人称视角来对比衡量：剪影应当足够平滑，且没有任何可见的多边形边缘。所以，如果基于 16 边的圆柱枪管出现了可见边缘，就逐步增加线段来把圆形轮廓变圆。
但有时我们需要增加更多几何体，即便它不影响剪影。例如，为了更好的 UV 打包，当我们有细长的岛屿（island）无法填满整个 UV 正方形时。或者当我们有过度强烈的法线弯曲伪影时，切几刀边缘有助于消除扭曲。
在我的案例中，我把星形装饰元素保留在几何体中，因为它们在游戏第一人称视角下会被近距离看到。我也让绳索保持相当密集，因为它要绑骨（rig），需要足够的线段来表现真实的物理效果。
于是，我先用低多边形网格再次更新导出代理（proxy）的几何节点，以便在游戏里测试。枪管上花哨的绳索带（cord belt）是通过对原始高多边形重新网格化（remesh）做出的，这样我得到一块实体，绳索之间没有孔洞；然后我创建了一个顶点组属性（vertex group attribute），在权重绘制（Weight Paint）模式下绘制权重，供之后的 Decimate（减面）修改器使用。
思路是让减面器在游戏视角中玩家不易察觉的区域削减更多几何体。你会注意到内侧区域呈橙色，而可见的外侧区域影响较小。皮带边缘被涂成蓝色，意味着减面强度为 0（不削减）。减面完成后，我折叠修改器，在里面切一条直线——这是一条 UV 接缝（seam），让我可以把这块作为一个边缘笔直的矩形来展开。
武器被划分为 5 个贴图集（texture set），主要是因为游戏内的配件（attachment）设置：每一个实心部件在被替换时（如果武器有变体）都可能被替换。所以它包含枪管（蓝）、护木（橙）、机匣（绿）、绳索（黄）和枪托（深青）。
我做了一些测试性的 UV 打包，来衡量各贴图集之间的纹素密度（texel density）。除护木外，其余大致相同——护木的数值略高，可以容纳更多内容。这就是为什么绳索的皮革带与单股绳子被纳入了这个集。这里有一个要点：尽管枪托原本计划用 4×2K，但在贴图过程中发现，由于细节很小，它需要更高分辨率。因为它以正方形格式展开，所以变化不大。
然而，如果我是在贴图完成后，才把一个矩形展开的枪管升级到完整正方形，就可能会破坏某些纹理缩放与平铺（tiling）。这就是为什么我建议在最终 UV 打包与烘焙之前，先做些测试性贴图。
一条双股装饰绳（double decorative cord）被制作出来，并作为 trim（条带）展开——它是一段长而重复的部件，被变形贴合到曲线物体上。
其余部分就相当常规了：复制对称部件以节省 UV 空间；展开时把岛屿拉直，这样接缝处就不会出现伪影；放大属于最细致、最可见区域的岛屿。一旦我对 UV 集满意了，就导出网格，用于在 Marmoset Toolbag 中烘焙法线（normal）、环境光遮蔽（AO）和颜色 ID 遮罩（color ID mask）。此外，我还烘焙了一些之前提到的高多边形绳索上应用的纹理：如果要在 Substance 3D Painter 里通过遮罩在合并网格上复现同样的方向性，会太费时。
最终的网格设置如下：烘焙完成后，我同时导出装配好的枪和爆炸视图（exploded）部件，这样我既可以舒服地在孤立细节上绘制，也可以在整个枪可见的情况下工作。隔离或隐藏被排除的几何体对我来说并不总是奏效，因为我非常依赖遮罩（masks）与锚点（anchors），某些笔触可能会泄漏到不想要的图层。
贴图（Texturing）
在贴图工作流中，我非常多地使用锚点（anchors）和 3D 纹理投影（3D texture projection）。这让我形成了如下的图层堆栈顺序：我以一个在所有贴图集上实例化的中灰或黑色图层开始。它最终不可见，但在遮罩之间充当填充，以防有间隙或半透明过渡。接下来是一个紫色文件夹，名为 Height（高度），其中只包含带有高度与法线信息的图层。我可以把它们分到里面的独立文件夹；不过，在 Height 文件夹顶部，我放了一个带锚点的空填充图层，这个图层的每个通道都设为 Pass Through（穿透）。这让我能获取下面所有图层的高与法线信息，稍后在每个生成器（generator）的 Micro Details（微观细节）槽位中使用。
堆栈顶部的最后一个是名为 AS_Adjust（红色）的文件夹——它包含通用效果，如锐化、AO 压暗和边缘提亮，应用于整个集。这些效果让纹理更有深度与对比。
我当时对握把设计并不确定，它上面有一些明显的花卉纹饰叠加在鳞片图案上，但要做几个 3D 设计、把它们贴合表面并烘焙下来，太费时间了。于是我决定改用 Textures.com 上现成的高度 alpha（height alpha），这样我无需额外工作就能即时切换。
我收集了一些，用平面投影（planar projection）方法把它们投影到网格上，让它们在另一侧保持同一位置，然后只需沿握把移动它，并通过在填充层里替换遮罩，就能从一个设计切换到另一个。平面投影，以及其他 3D 投影方法（尤其是 Warp），让你无需真正编辑纹理文件，就能把 alpha 形变贴合到表面。你只需旋转一个变换 gizmo（变换手柄）来匹配角度，或像用 Lattice 修改器那样移动控制点。
不过，鳞片图案的处理方式不同。这次我在 Textures.com 上没找到合适的，所以不得不在 Substance 3D Designer 里自己制作。其实相当简单：基础形状由抛物面（paraboloid）alpha 制作；斜率（slope）只是一个线性渐变乘算（linear gradient multiply），而散布（scattering）则是通过 RGBA Merge 和 Split 节点完成的。这样，我无需额外遮罩就能排布鳞片——你只需从图案形状做一个 alpha，用 RGBA Merge 合并，再变换它来分布鳞片，然后拆分回来只使用 RGB 数据，而不用 alpha。
两张贴图被导入 Substance 3D Painter：高度与法线，这次通过 UV 投影。在 Substance 3D Designer 链条的末端，我使用了 Normal 节点，它让我能控制法线贴图的强度——我不得不重新导出几次，好让结果在视觉上得体，又不会过度影响生成器的遮罩。底部的星形是从高多边形网格烘焙到一块平面上的，然后以同样的方式在 Substance 3D Designer 中编辑。
其余的装饰——尤其是猎犬追逐鹿、枪管叶片和盾牌——由概念图提供。我把它们通过 Substance 3D Designer 里类似的设置，以便控制强度、通过 Normal Vector Rotation（法线矢量旋转）节点控制法线方向、平铺（tiling）和 alpha 遮罩。盾形纹饰完全是在 Substance 3D Designer 中制作的。
我在这个项目里使用的材质相当干净、未经处理，因为我想强调这把武器奢华、崭新的观感。木质贴图的逻辑如下：积水和污垢容易堆积的地方更暗；相互摩擦的地方更亮；空腔存在的地方会积尘。把我的 Height 文件夹中的高度与法线信息加入 Metal Edge Wear（金属边缘磨损）、Dirt（污垢）或 Mask Editor（遮罩编辑器）等生成器，帮助我实现了想要的效果。
金属材质也用同样的方法处理。这里要提一个重要点：我们只能通过看最终引擎内渲染来准确测量颜色值，因为引擎有色彩校正（color correction）和渲染模型。Substance 3D Painter 可能显示得不一样；这就是为什么我总是使用设为 Pass Through 混合模式的校正图层（correction layers），配合 Levels、HSL 或 Contrast/Luminosity（对比度/明度）滤镜，来调整漫反射（Diffuse）、高光（Specular）或光泽度（Glossiness）。有些东西在 Substance 3D Painter 里看起来完美，但在引擎集成后，你可能会发现某些数值有偏差或过于暗淡。
绳索贴图依赖从高多边形烘焙的贴图。
LOD
所有其他网格部件都以同样的方式完成。这里要讨论的最后一个话题是 LOD（细节层级）。资产在每个细节层级上应当看起来一致，这就是为什么我们经常把一些重叠的部件（比如螺栓）烘焙下来——它们在远处可以减少几何体，但仍需出现。这里有一个围巾的例子：它被烘焙到枪托网格上，这样当武器远离相机时，我们可以移除它的几何体。为了让围巾网格与其在枪托上的投影拥有相同的纹理，我主要使用 3D 贴图投影方法而非 UV，并用克隆（Clone）工具把一个采样区域复制到另一个区域。
渲染（Rendering）
所有渲染都在 CryEngine 中完成。我用 Marvelous Designer 制作了一些自定义布料网格，并用 Substance 3D Designer 和 Painter 贴图。布光由 3-4 盏聚光灯（主光 key、轮廓光 rim、补光 fill）组成，目的是制造强烈的阴影并突出高光反射。所有相机都有相对较低视野（FOV），并带有强烈的景深（Depth of Field）效果。
此外，我还制作了一个武器架（weapon rack）资产。
后期处理
后期处理在 Photoshop 中完成。我绘制了一些自定义暗角（vignette）遮罩，让它们的形状更贴合某些武器姿态。我使用 Color Lookup（颜色查找）和 Color Balance（色彩平衡）调整图层为渲染添加氛围，而偏移曝光（offsetting the exposure）给我一种雾效，在我看来让画面「会呼吸」。它还会提升最暗的值，所以我不会有纯黑区域。你可以对比一下武器在没有任何后期处理（除暗角外）的游戏实际画面中的样子：
结语
非常感谢你的阅读。希望你能从中找到一些有用的技巧，并运用到自己的工作中。
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