Substance 3D Painter / PBR 纹理工作流

目录

1. 贴图与通道：你真的在画什么
2. Mesh Maps（网格贴图/烘焙图）
3. PBR 核心概念与误区
4. UV 与纹理集策略
5. Substance 3D Painter 快速上手
6. 烘焙流程与常见坑
7. 纹理投射与 UV 映射方式
8. 图层、遮罩与生成器
9. 滤镜、特效与对比工具
10. 粒子笔刷参数速查
11. 法线绘制两种打法
12. 资源导入与管理
13. Flybot 小项目完整流程
14. 术语对照与小贴士
15. 资源下载网站推荐（www.cggou.com）

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1) 贴图与通道：你真的在画什么

• Base Color（基础色）

  • 仅存颜色，不含任何光照信息。
  • Diffuse Base Texture：包含阴影/高光等照明信息（旧流程常见）。
  • Albedo Base Texture：去除阴影与高光的纯反照率（PBR 推荐）。
    

• Roughness（粗糙度）

  • 黑=光滑（镜面清晰），白=粗糙（反射模糊）。
  • 粗糙度越高，微表面越不规则，镜面越宽越软。
    

• Metallic（金属度）

  • 黑=非金属（绝缘体），白=金属（导体）。中间灰值少用，仅用于过渡/脏污混合。
  • 金属：几乎无漫反射，主要是带色镜面；非金属：有漫反射，镜面少且近似无色。
    

• Height（高度/位移）

  • 灰度表示相对高度：白=凸，黑=凹，中性灰≈不变。
  • 实时项目常用于视差/法线混合；真正几何位移需渲染器支持。
    

• Normal（法线贴图）

  • 用 RGB 编码每像素法线方向，营造体积起伏的光照细节。
  • 偏蓝紫代表“平面”的切线法线。
    

• Bump（凹凸）

  • 灰度高度推导法线，渲染时仅改法线，不改几何。
  • Normal、Bump 不改真实几何；Height/Displacement 才能改变几何（需支持）。
    

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2) Mesh Maps（网格贴图/烘焙图）

• Normal（法线烘焙）

  • 高模细节→低模贴图；流程：低模→高模雕刻→展开 UV→在 Painter 烘焙。
    

• World Space Normal（世界空间法线）

  • 提供绝对方向（上下左右前后），支持方向性磨损等效果。
    

• ID Map（材质/颜色 ID）

  • 在 DCC 中分配顶点色/材质 ID，导入后可快速按区域赋材质。
    

• Ambient Occlusion（环境光遮蔽）

  • 模拟缝隙/相邻处阴影，用于积灰、污渍、深缝上色等。
    

• Curvature（曲率）

  • 白=凸起边缘，黑=凹陷沟槽；常用于边缘磨损/缝隙积尘。
    

• Thickness（厚度）

  • 白=更厚，黑=更薄；可驱动 SSS（皮肤、叶片）。
    

• Position（位置）

  • 空间位置梯度（如自上而下），便于做顶/底部渐变。
    

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3) PBR 核心概念与误区

• 为什么需要 PBR

  • 统一参数语义与表现，跨软件/引擎得到一致外观。
    

• 颜色的本质

  • 颜色 = 材质反射/散射属性 × 光源颜色 × 观察条件（含角度/Fresnel）。
    

• 能量守恒

  • 反射+漫射 ≤ 入射能量；镜面强则漫反射相对变弱。
    
    

• Fresnel（菲涅尔）

  • 斜视角反射更强，所有材质皆有角度相关反射增强。
    

• 金属 vs 非金属

  • 金属：镜面强/带色/几乎无漫反射；非金属：镜面弱/无色，主要靠漫反射呈色。
  • 金属度贴图理想为二值；现实因氧化/锈蚀可有过渡。
    

• 粗糙度的影响

  • 越粗糙，反射越模糊，高光越大越软；反之镜面更清晰。
    

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4) UV 与纹理集策略

• UV 基础

  • 将 3D 展开到 2D；确保一致的 Texel Density（像素密度）。
    

• 三种制作/导出思路

  1. 单一纹理集（Single Texture Set）

     • 优点：制作/渲染快，适合小体量模型。
     • 缺点：信息挤在一张图，近景易糊。
       

  2. 多纹理集（Multiple Texture Sets）

     • 优点：每类材质/部件可用更高分辨率，质感更好。
     • 缺点：流程复杂、内存与渲染开销更高。
     • 建议：相同材质的部件划到同一纹理集，避免浪费。
       

  3. ID 驱动（IDs）

     • 在 DCC 中用顶点色/材质 ID 标注区域，进 Painter 快速批量赋材质。
       

小贴士：导入 Painter 前，检查 UV 是否无重叠、密度统一、方向合理。

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5) Substance 3D Painter 快速上手

• 常用工具/热键
  • 1 笔刷，2 橡皮，3 投射，4 几何体填充（Polygon/UV Fill），5 克隆，6 吸管。
  • 视图：F1/F2/F3 切换显示；Alt+左键点模型设旋转枢轴。
• 图层与混合
  • 上层覆盖下层；不透明度可控；Ctrl+G 编组。
  • 常用混合：Multiply/Screen/Overlay/Soft Light/Hard Light/Passthrough。
• Shelf（展架）
  • Alphas、Grunges、Textures、Hard Surfaces、Filters、Brushes、Particles、Tools、Materials、Smart Masks、Environments、Color Profiles。
• Properties（属性）
  • 通道开关：Base Color/Height/Roughness/Metallic/Normal 等；Fill 可对单一通道生效。

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6) 烘焙流程与常见坑

• 新建项目

  • 选择模板（决定通道与导出），法线方向（OpenGL/DirectX）。
  • 某些引擎需要逐像素切线空间（Per‑pixel/fragment Tangent Space）。
    

• 开始烘焙

  • 设置输出分辨率与边缘扩展（Padding/Dilation）。
  • 多网格/多纹理集时勾选“Match by Mesh Name”避免串层。
  • 无高模时可只烘焙 AO/Curvature/Position/Thickness；Normal/WSN/ID 视需求。
  • 烘焙结果在 Texture Set Settings 与 Project 中可查看/导出。
    

• 中途换 Mesh

  • Edit > Project Configuration 替换模型；需与原模型拓扑/比例大体一致。

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7) 纹理投射与 UV 映射方式

• Fill/Projection 关键参数

  • Scale/Rotation/Offset，Tiling/Wrap，Mapping Type。
    

• 常用映射

  1. Tri‑planar（三向投射）：从 XYZ 三轴混合投射，接缝少；适合硬面体块。
  2. Planar（平面投射）：单面投射；配合深度剔除/硬度、背面剔除，做贴花/渐变污渍。
  3. Spherical（球面）：更自然地覆盖球/圆体。
  4. UV（按 UV 边界）：需要与 UV 精准对齐的图案。
     

• 其它

  • Polygon/UV Fill：按面/元素/UV 块定向填充。
  • 贴花投射：用带透明度材质投射 Decal。

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8) 图层、遮罩与生成器

• 遮罩类型
  • 白遮罩=可见，黑遮罩=隐藏，灰度=半透明；X 快速切换画笔前/背景色。
  • 黑/白遮罩设计思路相反，按需要“露出”还是“抹掉”选择。
  • 位图遮罩/颜色选择遮罩：用图片或颜色/ID 驱动可见性。
• 智能遮罩与智能材质
  • 基于 AO/Curvature/WSN 等自动找边缘与沟槽；可叠手绘微调。
• 生成器（常用）
  • Metal Edge Wear：Use Triplanar、Wear Level/Contrast、Grunge Amount/Scale、Edges Smoothness；可引用 AO/Curvature。
  • Curvature/AO/Dirt/Light 等专用生成器。
• Mask Editor（遮罩编辑器）

  • 全局：Invert/Blur/Balance/Contrast。

  • 图像输入：两张自定纹理，支持混合模式/亮度/对比/比例、Triplanar、Opacity。

  • 通道输入：AO/Curvature（Edges/Cavities）/WSN/Position（Top→Bottom）/Thickness/Micro Details。
    

  • Alt+点击图层缩略图，直接预览遮罩。

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9) 滤镜、特效与对比工具

• Filter/Effect 常用
  • Blur、Directional Blur、Bevel（Distance）、Sharpen、Warp。
  • Levels：调高光/中间调/阴影。
  • Compare Mask：对比两图层/通道差异生成遮罩（如“粗糙度变化”影响“金属层”）。
    
    

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10) 粒子笔刷参数速查

• 物理/发射

  • dt（时间步长）：越大模拟越稀疏。
  • Spawn Rate Factor：生成速率，越大粒子越多。
  • Spawn Speed：开始生效延迟，越大落地更积极。
  • Spawn Spread：分布范围，越大覆盖更广。
    
    

• 接收/表面

  • Fade Size：条纹尾部拉尖程度。
  • Fade Opacity & Rand：渐隐强度及随机度。
  • Friction：表面摩擦，越大越不滑。

• 全局

  • Global Wind (XYZ)：风向/风力。
  • Particle Life：粒子寿命，越大痕迹更长。
  • Inherit Velocity：继承速度，拉出更长拖尾。

经验：再次点击笔刷图标会随机刷新参数预设。

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11) 法线绘制两种方法

• 手绘法线
  • 新建仅开启 Normal 的图层；关闭 Alpha；用取色器从法线贴图吸不同“颜色”绘制不同凸凹。
• 法线图章/贴花
  • 从 Hard Surfaces 选现成法线贴图，或导入自定义法线；拖到 Normal 通道；旋转/缩放/投射即可。
• 认知点
  • 默认蓝紫≈“无偏移”的切线法线；Height 与 Normal 混合时控制强度，避免过饱和。

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12) 资源导入与管理

• 模型在新建项目时导入；纹理支持 PNG/JPG/TIFF/EXR 等。
• 直接拖到 Shelf 快速导入；支持批量（Ctrl/Shift 多选）。

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13) Flybot 小项目完整流程

1. 项目初始化

   • 新建 2K；法线设 OpenGL；选择合适 HDRI（如 Studio 系列）。

2. 烘焙

   • 勾选 AO/Curvature/Position/Thickness；AO Secondary Rays ≈ 80；
   • 必要时 Match by Mesh Name；检查贴图无泄漏/爆边。

3. 基础铁材

   • 加 Iron Raw Damaged（带老化质感），微调 Surface Grain。

4. 上漆与掉漆

   • 新建红色 Fill，白遮罩 + Metal Edge Wear，反转效果；
   • 需要更锐可在生成器中关闭 Triplanar；调 Wear/Contrast/Grunge。
   • 注意 Height/Normal 叠加强度。
     

5. 手绘补充磨损

   • 在红漆遮罩下加 Paint 子层，用 Dirt/自定义笔刷 点补；
   • 可开镜像；Shift 直线、D 慵懒鼠标；切 Studio5/Studio2 HDRI 观察。
     

6. 粗糙度变化（微层次）

   • 新建仅开 Roughness 的 Fill（R=1），黑遮罩；
   • 在遮罩加 Fill，放 Clouds 3，Tri‑planar，调 Scale，不透明度≈40%。

7. 污垢与锈迹

   • Dirt：Fill 黑棕、Metallic=0、Roughness≈0.9、Tri‑planar；套 Leaking 智能遮罩；生成器降 Levels，遮罩提 Balance。
   • Rust：加 Rust 材质，Tri‑planar；黑遮罩 + Rust 智能遮罩；必要时关生成器中纹理的 Triplanar；加 Paint 微调。
     

8. 玻璃屏幕与分组

   • 先将已有图层编组；组上加白遮罩，用 Polygon/UV Fill 将屏幕 UV 块填 0（屏蔽）。
   • 组下加 Glass 材质；给 Glass 加黑遮罩，用 UV Fill 选屏幕块填 1；微调偏蓝。
   • 复制 Dirt 到外层调整强度；再加 Fill，在灰度槽放 Grunge Scratches Rough，混合改 Linear Dodge (Add)，做细划痕。
     

9. 屏幕表情/点阵

   • 新建 Fill “Pattern Dots”（仅 Color），Base 放 Square Dots，统一点大小；
   • 加 Blur 滤镜；Soft Light + 降不透明度。
   • 复制为 “Expression”，混合改 Screen；黑遮罩手绘表情；
   • 两层编组设 Passthrough；组顶加 Fill 改蓝，混合设 Color，用遮罩限定范围。
     

10. 屏幕噪声

    • 导入静态噪点纹理；新建 Fill “Static”（仅 Color），放入 Base；
    • 混合设 Screen，调强度；加 Levels 提对比；将 “Static” 放在 “Color” 层下。

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14) 术语对照与小贴士

• 术语
  • Reflectivity（反射率）/ Diffusion（漫射）
  • Metals（导体）/ Non‑conductors（非导体）
  • Smoothness = 1 − Roughness；Gloss（旧称）
  • Energy Conservation（能量守恒）/ Fresnel（菲涅尔）
  • Translucent（半透明）/ Transparent（透明）/ SSS（次表面散射）
• 小贴士
  • 金属度贴图尽量使用黑白二值，过渡由蒙版/污垢混合实现。
  • 统一 Texel Density；关键近景件可独立纹理集提分辨率。
  • 别忘 Padding（边缘扩展），避免接缝露底色。
  • 更新 Mesh 用 Project Configuration 替换，确保拓扑/比例近似。
  • 评估粗糙度变化时，可暂时隐藏 Height，避免视觉误判。

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