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用Substance 3D Designer创建哈瑞宝小熊软糖材质

How to Create a Haribo-Style Translucent Jelly Bear Candy Material

纹理艺术家QiYu Dai分享如何利用Substance 3D Designer的SDF函数和ZBrush工作流,创建哈瑞宝小熊软糖的逼真半透明材质。他详细介绍了使用椭球体、球体和圆柱体建模小熊形状的过程,以及通过多层颜色叠加实现伪半透明效果的技术,并展示了在Designer中完成渲染和后期调整的程序化管线。

深度解读

一位米哈游首席纹理艺术家用纯程序化管线,在几小时内复刻出哈瑞宝小熊软糖的诱人质感,这件事的真正价值不在于“像不像”,而在于它展示了一条正在改变游戏美术生产方式的、可复用的技术路径:SDF函数建模与节点化后期合成正在把“手工雕刻”的直觉经验,转译成“参数可调”的逻辑资产。

受访者QiYu Dai(Aiden)的履历本身就是这条路径的注脚。他先后在育碧成都和蒙特利尔工作室参与《彩虹六号:围攻》和《荣耀战魂》的纹理工作,如今在米哈游担任首席纹理艺术家。从写实战术射击到冷兵器格斗,再到二次元开放世界,他的职业迁徙恰好覆盖了游戏美术风格光谱的两端,而这次选择用Substance 3D Designer制作小熊软糖,更像是对自身工具箱的一次极限测试:放弃ZBrush的高模雕刻主导权,也放弃传统的手绘贴图流程,试图在一个节点图编辑器里完成从模型到渲染的全部闭环。

SDF建模:从“捏泥巴”到“调参数”的范式转换

制作小熊身体的第一步,不是拉一个球体然后去拖拽控制点,而是用椭球体、球体和圆柱体这些基础几何体,配合SDF(符号距离函数)节点进行“布尔运算式”的堆叠。Aiden明确提到,他先用一个椭球体分别做出头部、胸部和腰部,调整半径和偏移量放到合适位置,再用Union Smooth节点融合成躯干。耳朵、手臂、腿则是用类似雕刻的思路,不断微调形状和轮廓,直到剪影变得圆润可爱。

这里的核心差异在于,传统雕刻是“破坏性”的——你推一个笔刷,网格顶点就永久移动了;而SDF是“构造性”的——每一个形状都是参数化存在的,你可以随时回头修改头部椭球体的半径,后续所有融合、减去的运算结果都会自动更新。Aiden甚至提到,胸前的斑点是用Rock节点作为基底,利用其随机性生成不同形状,复制节点组后只需改变随机种子,就能得到完全不同的斑点阵列。这种“复制-改参数-自动变化”的工作流,在传统建模里需要手动逐个调整,而在SDF里只是改一个数字的事。

小熊的眼睛和嘴巴使用了Sphere和Cylinder作为起点,然后用Subtraction Smooth节点从面部“减去”这些几何体,形成凹陷。这一步在传统建模中对应的是“向内挤压”或“布尔挖洞”,但在SDF里,减去的形状同样保留着参数控制,事后想改眼睛大小,只需调整那个球体的半径,凹陷效果会自动重新计算。Aiden坦言,SDF是Substance 3D Designer里的新功能,它比绘画或雕刻更不直观,他需要尝试不同节点组合来找到最优解——这句话翻译过来就是,过去靠手感和经验完成的“形感”,现在需要转化为对数学运算和节点逻辑的理解。而这种转化一旦完成,带来的回报是巨大的:整个小熊模型从身体到五官,全部由可编辑的参数节点构成,后续想换成兔子或猫的形状,不需要重新雕刻,只需要替换或调整几个基础几何体的参数。

假透光:在平面材质上“骗过眼睛”的色彩分层术

Aiden明确承认,真正的半透明效果(次表面散射)在一个简单平面上是不可能实现的,因为那需要几何体的厚度来让光线穿透。所以他的策略是用色彩分层来伪造透光感——这恰恰是纹理艺术家区别于TA(技术美术)的核心技能:不是物理上正确,而是视觉上可信。

他构建颜色的流程是七步分层:先是基础色,然后是AO色(环境光遮蔽,用于加深凹陷处的阴影),接着是色彩变化层,再是边缘高光层,然后是伪造透光层,最后再叠加一层额外的透光效果。这个顺序是有逻辑的:AO色让平面上的“凹陷”区域(比如眼睛、嘴巴、斑点边缘)产生立体感;色彩变化层打破纯色的单调,模拟糖果内部糖浆的浓度不均匀;边缘高光层则用亮色勾勒出小熊的轮廓,暗示光线在穿过半透明物体时会在边缘聚集的物理现象;而伪造透光层,则是在耳朵、手臂等较薄的部位叠加暖色调的亮色,模拟光线从背后穿透时呈现的“血色”或“蜜色”效果。

这里最值得玩味的是,Aiden并没有使用任何光线追踪或SSS着色器,他只是在Base Color通道里用节点图堆叠了这些颜色层。这意味着什么?意味着这种“假透光”效果是完全静态的,它不依赖光源方向,也不随视角变化。但观看者的大脑会自动脑补出透光感,因为颜色分布符合我们对半透明物体的认知经验——耳朵尖更亮更暖,身体中心更暗更浑浊。这种技术上的“妥协”恰恰是游戏美术的日常:在性能预算和渲染架构的限制下,用贴图欺骗视觉,而不是用物理模拟还原真实。

后期合成:把渲染当“调色盘”的程序化思维

整个项目最“反直觉”的部分在渲染阶段。Aiden没有把材质导出到Marmoset或Unreal里做展示,而是坚持在Substance 3D Designer内部用PBR Render节点完成最终渲染和后期调整。他用了两个PBR渲染节点:第一个输出完整的基础渲染图,第二个则用AO贴图作为基础色进行渲染——这个重复渲染的目的是为了生成一张“只含阴影信息”的灰度图,方便后续做精确的后期合成。

接下来的合成步骤是一连串节点混合操作:把Normal贴图的蓝色通道混合进渲染结果,以增强立体感;再混合第二张AO渲染图;接着混合PBR渲染输出的Raw Specular贴图(原始高光信息),用不同的混合模式叠加两次来强化高光效果。整个过程看起来像是在Photoshop里手动调图层,只不过每个“图层”都是实时生成的节点输出,而且所有参数都保留着可调性。

Aiden特别提到,这种程序化管线的最大优势在于可复用性:“因为这种程序化管线,我可以轻松改变形状,所有调整都会自动更新以匹配新形状。”这句话点破了整个项目的真正目的——它不是一个孤立的小熊软糖材质,而是一个可参数化驱动的糖果材质模板。想换成小熊软糖的红色版本?改基础色即可。想变成橘子软糖?调整色彩层和透光层的色相。想换成其他形状?替换SDF模型节点组。所有后续的AO、粗糙度、高光、后期合成节点会自动适应新的几何体,不需要任何手动干预。

对从业者的启示:程序化不是“偷懒”,而是“留后路”

Aiden在总结中把挑战归为两部分:一是用SDF做模型不直观,需要摸索节点组合;二是在平面上伪造软糖质感,需要精心设计色彩层次。但这两点恰恰指向了程序化工作流的本质——前期投入更多的逻辑思考,换取后期无限次修改的自由

对于行业的影响,这个案例至少给出了三个信号:第一,Substance 3D Designer的SDF功能已经成熟到可以承担建模任务,虽然它不适合做高精度的角色头雕,但对于道具、食物、装饰物这类“形状简单但细节丰富”的物件,SDF提供了一种比传统建模更灵活的方案——它让美术师可以在材质编辑器里完成“建模+贴图+渲染”的全流程,减少了跨软件导入导出的资产交接损耗。第二,程序化管线的价值在于“决策可回退”。传统工作流里,一旦你雕刻完高模并烘焙了法线贴图,想改形状就得重新走一遍流程;而在SDF+节点的管线里,改形状只是一个参数调整,所有下游依赖都会自动响应。这种特性对于需要快速迭代的项目(比如多版本风格探索、A/B测试)来说是巨大的效率提升。第三,“假透光”的思路值得所有纹理艺术家借鉴——它提醒我们,材质的最终评判标准不是物理正确性,而是视觉说服力。在一个平面上做出软糖质感,靠的不是高级着色器,而是对色彩明度、饱和度、冷暖关系的深刻理解,以及把这些理解转化为节点图逻辑的能力。

Aiden的实践给那些还在观望程序化工作流的美术师提供了一个具体可参考的样本:它不是要取代你的雕刻和绘画能力,而是提供一种更“留后路”的资产组织方式。当你花几个小时用SDF搭出一个小熊,再把材质和渲染全部节点化,你得到的不是一个静态的贴图文件,而是一个可以随时改变形状、颜色、质感且永不返工的“活”资产。这种思维方式的转变,可能比学会几个新节点更重要。

软件技术Substance 3D Designer程序化纹理SDF半透明材质纹理艺术