原文 https://magazine.substance3d.com/blurring-the-lines-between-modeling-and-texturing/
基本的な靴のモデルに凹凸を与えて彫刻する方法
私たちのツールを使ってコミュニティが作ったものを見ることは、私たちの仕事の最もエキサイティングな側面です。私たちは、特定のワークフローのために作られたツールを開発していますが、Substanceのツールセットを使って実験を行い、新たなレベルまで探求し、拡張しているユーザーがいることには、いつも驚かされます。アーティストは、自分のアートを表現するための新しい機会を常に見つけています。
ソフトウェア開発者としての私たちの使命は、コミュニティが何かを成し遂げようとしているときにそれを見極めることです。Substance Designerのハイトマップとノーマルマップの利用は、モデルの細部を彫刻することを避けるために、すでに一般的になっていました。 すぐに、このトレンドを推し進めて、メッシュに直接スカルプトするのではなく、テクスチャデータを使って実際にモデルを「形作る」ための機能をコミュニティに提供すべきだと考えました。
Substance Painter 2019.1でディスプレイスメントとテッセレーションのサポートをリリースしたとき、まさにこれを促進するための最初の一歩となりました。その後すぐに、ユーザーがそれぞれのニーズに合った新しいワークフローを開発するのを目にしました。
テクスチャデータを使ってディテールを追加することの一番のメリットは、もちろんモデリング時のスカルプトを避け、パラメトリックマテリアルやプロシージャルテクスチャリングによって得られる柔軟性と自由度を得ることです。これは、非破壊的なワークフローでメッシュサイズを軽くすることを意味し、モデリングアプリとテクスチャリングアプリの間を行き来する、時には長くて面倒な手順を踏む必要がありません。
ワークフローの観点からも非常に柔軟性があります。ローポリのメッシュでも、ハイトマップやノーマルマップを使ってディテールを追加すれば十分ですし、例えば、リアルタイムデバイスやモバイルデバイスを扱う場合には、ハイポリに変換するという苦痛なプロセスを避けることができます。ディスプレイスメントマップを使ったり、ハイトマップの情報を利用してメッシュをテッセレートしたりして、オフラインレンダリング用のハイポリメッシュの忠実度を実現することもできます。プロセスの最後まで、そのような選択とコントロールが可能なのです。
ここで紹介する多くの例の一つは、Genci Buxheli氏が作成したブラシセットで、ディスプレイスメントとテッセレーションによりSubstance Painterで直接スカルプトできるようになっています。詳しくはこちらをご覧ください。
現在、私たちのビジョンは、モデリングとテクスチャリングの境界を曖昧にすることです。 私たちは、まさにそのためのツールをコミュニティに提供したいと考えています。その目的は、モデリングの部分を回避することではなく、モデリングとテクスチャリングをより近づけ、より協力的にすることです。
この新しいワークフローを探るために、私たちはクリエイティブ・デザイナーのHussain Almossawi氏と協力しました。私たちのアイデアは、スポーツシューズの非常に基本的なローポリモデルを作成し、Substance Painterのディスプレイスメントを使って、Hussain氏にすべてのディテールを追加してもらうというものです。ここでは、Hussain氏にその経緯と創作過程について語ってもらいましょう。
コンセプト・スケッチ
Hussain Almossawi: このプロジェクトは、Adobeと私が共同でSubstance Painterを使って靴をデザインし、Substanceのスカルプトツール(すべてディスプレイスメントマップを使って作られている)の機能を紹介することから始まりました。 目的は、まず3ds Maxでディテールのない非常にベーシックなシルエットを作成し、それをSubstance Painterでモデリングとレンダリングの最終仕上げを行うことでした。
デザイナーとしては、スケッチやその他の媒体を使って靴のディテールを探り、アイデアを出すことがプロセスの一部です。このシューズでは、ランニングシューズとして、快適で履きやすいものを考えていましたが、全体的な美しさはシンプルで、速く、エキサイティングなものにしました。3D/ディスプレイスメントの観点から最も優先したのは、シューレースを使わず、より技術的に高度なものにすることで、そのために中足部に足を包み込むようなリブを作りました。私が最も重視したのは、靴ひもを使わず、レースレスシューズにすることでした。
スケッチと最初のアイデアに満足したら、まず最初の形状とプロポーションを3Dでより正確にブロックし、それをSubstanceに取り込み、さまざまなテクスチャーやスカルプトブラシを使って楽しみながら靴に命を吹き込みました。
最後にSubstanceでマテリアルとテクスチャーを適用し、付属のレンダラーでレンダリングしました。
モデリング
フットウェア業界出身の私は、靴の作り方やプロポーションについての感覚を持っていたので、少し楽だったかもしれません。 しかし、靴は時に厄介なものです。この靴のために、まず自分のスケッチや他の靴の参考資料を見て、プロポーションが正しいかどうかを確認しました。 私はまず、基本的な箱を作り、それを靴の形に似せて成形することからモデリングを始めました。私にとって重要だったのは、Substanceの中で遊ぶことができる3つのジオメトリ要素を持つことでした。 アッパー、ミッドソール(クッション)、アウトソール(グリップ)の3つの要素で構成されています。
Substance Painterのディスプレイスメント
Step 1: まず、3ds Maxで非常にシンプルな靴のジオメトリを作成します。この時点では、プロポーションを整えたいだけで、靴の細部にまで踏み込むことはありません。- 基本的には、全体的なシルエットや形状で、誰が見ても靴だとわかるようなものとします。
Step 2: シューズの各パーツのアンラップして、UVを準備し、Substanceに入ってからも作業しやすいようにしています。
Step 3:3DモデルをSubstanceにインポートして、ジオメトリとオブジェクトグループが正しく表示されていることを確認します。右側の「シェーダー設定」で、「ディスプレイスメント」と「テッセレーション」の設定が有効になっていることを確認します。Displacementのソースチャンネルを「高さ」に設定し、スケールを0.1に設定します。テッセレーションについては 高ければ高いほど、最終的な結果は滑らかになりますが、コンピュータが32で処理できるかどうかを確認してください。
Step 4: まず、アッパーにシェーダーを適用し、影響を与えたくない部分をマスキングします。 作業しているレイヤーのマテリアル設定で、ハイトマップがオンになっていることを確認し、ディスプレイスメントが効果を発揮するようにします。中足部のリブには、「Substance Source」に掲載されている「Liner Bellow Duct」という素材を使用しました。
Step 5:新しいレイヤーを作成し、スカルプトツールとブラシを使って、足首の部分をペイントし、快適さを感じられるようにクッション性を高めます。
Step 6: これはSubstance Sourceで見つけたPolyester Honeycomb Meshを小さくしたもので、こすり傷にもう一つのディテールを加えています。 そして、同じ素材を靴の裏側にもっと大きく使うことで、まったく別の素材のように感じられるのです。
Step 7: 靴のフロント部分に、より繊細なディテールを加えています。また、靴の一部と後ろの縫い目に細かいステッチのディテールを加えています
Step 8: アッパーの大まかなイメージが固まってきたところで、次は色やテクスチャーに注目します。 大柄なTerrazoのパターンを重ねて、自分の好きな色に修正していきます。 色を塗り始める際には、靴のジオメトリに影響を与えないように、ディフューズマップ以外のマップをすべてオフにすることが重要です。
Step 9:靴のフロント部分にもディテールを追加して、靴を少し崩して面白みを出しています。Square Armor Salvage マテリアルを使ってスケールアップし、Rusty Hammered Ironのテクスチャを混ぜています。
Step 10: 最後に、アッパーに「Substance」のロゴやシューズのタグラインなどのブランディングを施します。これらは、基本的に新規レイヤーを作成し、UVの上にうまく配置して、シューズのステンシルとして使用します。 実際のモデルでの作業とUVでの作業を切り替えることをお勧めします。場合によってはどちらか一方を使うこともあります。
Step 11: ミッドソールに移ってからは、"Substance "に搭載されているグラフィックを使って、さまざまな部分に文字を配置しました。グラフィックとしてインポートして靴にマスクすることで、自由にペイントしたり、または、さまざまなスタイルでプリセットされているフォントフィルターを使用することもできます。
Step 12: ミッドソールの裏と表に2つの異なるテクスチャーを使い、真ん中の分割部分でお互いに融合させています。背面の凹凸パターンには「Aluminum Honeycomb Pattern」を、前面には「Iron Diamond Armor」を使用しています。使用しています。それを回転させることで、靴と同じ方向に流れるようになり、スピード感が出てきます。
Step 13:最後に、アッパーと同じように色を追加して、両者がマッチするようにします。「Rusty Hammered Iron」を追加し、その値を黒と赤に変更して、スケールアップします。
Step 14:次にアウトソールですが、Adobe Illustratorで様々なパターンやデザインを考え、それをステンシルとしてSubstanceに取り込み、ハイトマップ上でアウトソールを塗り潰していきます。
Step 15:変形したジオメトリの上に、さらにレイヤーを追加して色をつけます。また、一貫性を保つためにアッパーで行ったことと同じことを行います。TerrazzoパターンをDiffuse Mapのみで追加し、この靴が作られたときに欠けてしまったゴムが混ざっているように感じられるように、かなり拡大しました。
Step 16:最後に、ベロのラベルに自分のブランドと同じ色を付けて、靴を仕上げ、すべてのパーツが他のパーツと結びつくようにします。
Step 17: レンダリングを開始する前に、「テクスチャ設定」で、テクスチャセットリストのすべてのオブジェクトを選択し、ファイル内のマップの解像度サイズを2048または4096に設定しています。どちらの解像度もかなり良いのですが、すべてはコンピュータのスペックに依存しており、4096で処理できるかどうかです。
Step 18: 右上のカメラのアイコンをクリックして、レンダリングモードに入ります。私はすべてをほぼ初期設定のままにしました。 HDRIマップとして「Soft 1 Low Contrast Front」を選択し、「Ground」を有効にして白のマテリアルに設定することで、スタジオでのレンダリングに適した設定になりました。
Step 19:私はモデルを回転させ、様々なアングルを探りながら、最終製品のディテール(ディテールとは、形状、色、素材など、強調したい部分のこと)を表現できる最高のビューティショットを探します。レンダリング設定のMax Samplesを約4000、Max Timeを8000秒に設定していますが、これは最終的にスムーズできれいなレンダリングを行うためです。
ディスプレイスメントマップのメリット
私は3Dに関しては完全なスカルプトツールはほとんど使いませんが、Substanceのディスプレイスメントを使えば、Photoshopを使うのと同じくらい簡単に使うことができました。インターフェイスもツールも、非常にシンプルで効果的な使い方をしています。私にとってプロセス全体で最も効果的で最も効果的なのは、ボタンをクリックするだけで、ディスプレースメントマップのテクスチャを変更し、数秒でまったく新しいジオメトリを取得できることです。
Substanceのディスプレイスメントとモデリングの比較については、時間の節約以外にも、 このプロセスの素晴らしさは、いかに非破壊的であるかということであり、複雑なレイヤーを重ねていくことで、どの段階でも微調整や調整が容易にできることです。 また、ファイルの軽さも大きなメリットです。 基本的には非常にシンプルなメッシュで、クレイジーなジオメトリを作成してファイルを重くしたり、場合によってはすぐに戻って微調整することができないようにするのではなく、テクスチャで魔法をかけています。
レンダリングとライティング
今回、初めてSubstanceに内蔵されているレンダリングエンジンを使ってプロジェクトをレンダリングしましたが、とてもよくできています。Substanceに付属しているHDRIの一つを選びました。環境色だけを変更して白一色の背景にし、HDRIを回転させて、私が考えていた希望の影の濃さになるような角度にしました。レンダラは非常に扱いやすく、インタラクティブ/リアルタイムなので、モデルを好きなように、好きなカメラアングルで配置するだけでいいのです。
アニメーションについては、Vray用にSubstance Textureをエクスポートし、それを3ds Maxにインポートして、ディスプレイスメントやその他のマップとともに靴にマップを適用しました。アニメーションのレンダリングにはVray 5 for 3ds Maxを使用しました。
重要なポイント
このプロジェクトは、Substanceでディスプレイスメントを大きく扱った初めての試みでしたが、非常に簡単で楽しく作業ができました。 結局のところ、ワークフローの時間を節約し、迅速かつ効果的に、そして可能な限りフォトリアリスティックに物事を進めることが重要です。など、より効果的だと感じた点がいくつかあります。
1- Genci Guxheli氏による "CARVE "という素晴らしいツール/アセットを使用しました。これはスカルプトブラシのセットで、Substanceの標準的なブラシと比較して、はるかに優れたスカルプトを実現します。
2-Substance Sourceの素晴らしいマテリアルも見逃せません。私は何よりも、素早く質感を出すためにそれらを使っています。 扱いやすく、内蔵されている設定を変更したり、スケールやその他のプロパティを変更したりすることができます。 私は通常、モデルにそれらを適用し、特定の領域をマスクし、時には異なるマテリアルを重ねて、非常に面白く複雑なディスプレイスメントを与えます。
3- 靴のデザイン面では、アウトソール(靴の底)のパターンをAdobe Illustratorで作成しました。というのも、ブレンドツールを使って特定のパターンを作る方が簡単で速いからです。そして、その結果を白黒のJPGとしてSubstanceにエクスポートし、それをマスクやステンシルとしてモデルに適用するのです。
4- 3Dプログラムから "Substance "にモデルをエクスポートする前に、モデルを4つのグループに分けておくと、"Substance "に取り込んだときにそれぞれに集中することができるので、とても便利です。私の場合は、アッパー/トングラベル(タグ)/ミッドソール/アウトソールに分けます。
5-靴の素材のカテゴリに制限しないでください。 靴のアッパーは、「Substance」に掲載されている生地素材にこだわらないでください。素材を混ぜることで、常に予想外の素晴らしい結果を生み出すことができます。例えば、大理石素材の拡散性のある色やパターンを、ディスプレイスメント用のニットのハイトマップと混ぜてみましょう。今回のアウトソールも、基本的にはそうしました。ラバー素材(現実的)とTerrazoパターン(現実的ではない)を混ぜ合わせて、最終的にはかなり面白い結果になりました。
6- 似たような素材を靴の別の部分に使っているときは、その素材をコピーして、靴の別の部分にインスタンスとして貼り付けます。 そうすれば、将来的に一度だけ素材を変更して調整するだけで、靴の他のすべての部分で変更することができ、とても楽になります。特に複雑なモデルでは、テクスチャーの変更や新しい配色をすぐに行うことができるので、とても便利です。
3Dプリント
ディスプレイスメントで素早くものを作ることの本当の強みは、ビジュアライゼーションのためだけではなく、プロトタイピングや効果的な3Dプリントのためにもあります。このモデルを使って、最終的な仕上がりをメッシュとして書き出すことができ、Mimakiの素晴らしいスタッフがそれをプリントしてくれました。フットウェア業界では、常に3Dプリントを行っています。工場からサンプルを取り寄せて数週間待ち、結局気に入らなかったということがないように、結果を手にとって見て、靴のラインや形をよりよく感じられるようにするには、3Dプリントの方が早い方法となっています。繰り返しになりますが、これはスピードと効率の問題です。
最後に
Substanceは、時間を節約するという意味でも、写真のように美しいビューティショットを実現するという意味でも、私のワークフローとパイプラインの中で非常に重要な役割を果たしています。私のスタジオであるMossawi Studiosでの次のプロジェクトは、フットウェア、建築、自動車、CGIアニメーションなど多岐にわたりますが、その中でSubstanceはCMFや製品の素材探求の部分で大きな役割を果たしています。