SketchUp 導入 Substance Painter 流程概述

最新 07-03

本文是士嚴的投稿

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編者按：非常感謝士嚴的投稿，在這篇文章中，他探討了一個非常有潛力的工作流程，涉及到 SketchUp 四邊面建模，展 UV，以及導入 Substance Painter 繪製並導出到 V-Ray for SketchUp 渲染的流程。這條路線跑通了，相信能給很多 SketchUp 玩家帶來新的思路。文末有視頻講解。

SketchUp 導入 Substance Painter 流程概述

文/士嚴

使用軟體：SketchUp，Substance Painter，V-Ray for SketchUp

前記

這些年，PBR 工作流程越來越被大家熟知並接受，PBR 的全稱是 Physically Based Rendering。當今走在 PBR 前沿的公司叫做 Allegorithmic，有超過85%的 3A 級遊戲工作室使用該公司的軟體。其服務的領域迅速擴散到了 CG、VFX 和 Animation，其中也包括了建築可視化領域。

對於建築可視化領域，建議大家認真看一看以下鏈接：

https://www.ronenbekerman.com/making-of-garden-loft/

https://www.allegorithmic.com/blog/how-pete-sekula-built-rome-almost-day-substance-designer

這個公司旗下的三款軟體 Substance Painter、Substance Designer、Bitmap2Material，組成了製作材質、繪製貼圖、導出貼圖的整個流程。整個工作流程十分直觀，製作的成果可以直接導入遊戲引擎（Unity、Unreal）、DCC Tool（3ds Max、Maya、Modo 等等）、支持各大渲染引擎（Octane Render、Iray、V-Ray、Corona、Redshift、Arnold）

想要對 Substance 有更多了解的同學，可以點擊以下傳送門：

戴老師和你聊渲染：（微信需要手動複製鏈接到瀏覽器，見諒）

https://zhuanlan.zhihu.com/david

背景

本文是筆者對於 SketchUp 導入 Substance Painter 的一次嘗試。

SketchUp 作為國內外知名的建築表現入門軟體，其優勢在於建模迅速方便、默認顯示效果直觀。但是它是一個較為初級的 Mesh 建模軟體，在談 SketchUp 導入 Substance 流程之前，筆者希望先談一談 SketchUp 的劣勢所在。

SketchUp 沒有原生四邊面

SketchUp 的優點是軟體使用者與模型幾乎沒有障礙的交互，你可以隨意地推拉麵，隨意地在面上開洞。而這些便利都是犧牲合理的面拓撲結構換取的。

從下圖就可以看到，SketchUp 模型導入 Blender 之後，它原本的拓撲結構是不合理的。

在 SketchUp 中可以實現四邊面建模，但只能依靠插件實現。

SketchUp 沒有原生的展UV工具

在2016年，筆者閑逛 Sketchucation 時，有一個帖子吸引了我的注意（http://sketchucation.com/forums/viewtopic.php?f=15&t=63974），這個帖子的樓主無論如何都希望在 SketchUp 中展 UV，直接導入 Substance Painter，帖子下的很多人都說，這幾乎是天方夜譚。沒有人願意相信 SketchUp 團隊會重寫他們的軟體。該貼的樓主收到最多的建議還是將 SU 模型直接導入 3ds Max 或者 Blender 等專業的軟體對面進行重新拓撲，它們有更好的展 UV 工具。

有必要提醒的是，SketchUp 中其實是存在有力的貼圖插件的，包括了 Thrupaint、SketchUV 等等。

SketchUp 的 FBX 導出工具並不能導出符合 Substance 支持的數據結構

筆者曾經嘗試了很多回，希望能找到符合數據結構要求的 FBX 導出插件，但是以失敗告終。

以上圖片是筆者通過 Entity Info 對各個模型的後綴進行命名，使其符合Substance Painter 對高模和低模的後綴名的要求。

以上是當 Match 選項為 By Mesh Name 時，Substance Painter 要求的 Suffix，只有當後綴名完全符合時，Substance Painter 才能夠正確地烘焙法線貼圖。

以上是 SketchUp 導出的 FBX 模型數據結構，筆者雖然是 Grasshopper 的初級玩家，但也能發現這不是 Flat 的數據結構。目前，能夠導出完全 Flat 的 FBX 模型插件貌似是 ThomThom 棄坑多年的 City Skyline（鏈接地址：https://github.com/thomthom/cities-skylines-sketchup-tools），但是它需要把模型全部炸開，實在是反人類……

總之，這也是我這些日子的試驗里感覺最糟心的地方，因為 SketchUp 歷來有面數承載力不高的問題，用高模烘焙的法線貼圖可以供低模使用，這能有效解決內存不足的問題，明顯是代理物體外另一個黑科技。

嘗試

如何在 SketchUp 中四邊面建模

提醒：這種工作方式是比較反人類的，折中的工作方式會在後文提到。

1.1 理解 SketchUp 中的偽四邊面

SketchUp 並沒有對四邊面有任何定義，插件開發者們達成了一個共識，當兩個三角面(Triangle)共有一條線，且這條線是柔化(soft)且平滑(smooth)的，而且 Cast Shadow 是關掉的。

如上圖所示，當滿足以上條件時，這兩個三角形組成了一個四邊面。

1.2 理解 SketchUp 中的 N-gon

如上圖所示，當一個面超過四個頂點時，這個面就稱作 N-gon。在下文介紹的展 UV 流程中，N-gon 必須 Mark Seam（分縫），否則 N-gon 將不被 WrapR 所識別。

1.3 普通的方盒子模型，應該如何通過四邊面的方式建模？

以下方法基於 SketchUp 插件 QuadFaceTool 進行介紹

（傳送門：http://www.sublog.net/?s=QuadFaceTool）

1.先拉一個方盒子

2.在門窗的位置卡線

3.刪掉開窗及門的位置，把樓板、牆分開打組

4.使用Shell插件加厚四邊面

5.使用Mesh analysis工具進行四邊面檢查

在 QuadFaceTool 自帶的 Mesh Analysis 中，綠色代表 Quad(四邊面)、紅色代表 N-gon、紫色代表 Triangle(三角面)。

SketchUp 的展 UV 插件 WrapR 介紹

Substance Painter 本質上是在模型 Bake 出的 UVmap 上繪製貼圖。SketchUp 對於 Substance Painter 而言無疑是最糟糕的 DCC Tool，它所導出的模型自帶的貼圖信息混亂，可操作性低。

那麼 SketchUp 模型能否導入 Substance Painter，就取決於它能否 UnwrapUV。自從去年開始，SketchUp 的插件開發者開始研發 UVunwrap 插件 Wrap-R。2017年2月份開始 Wrap-R 開始全民公測，公測開放註冊時間截止到7月31日，大家趕緊去註冊（這才是重點）。

http://wrap-r.com/early-access.html

下面要舉的例子

1.將需要展 UV 的各個部分打組件(Component)，並賦予材質，要注意一個組件里只能有一種材質。

2.在組件中 Mark Seam

Mark Seam 俗稱分縫，是 UVunwrap 最關鍵的一步。這在 CG 領域是關鍵的基本功，但是對於 SketchUp 玩家來說，包括筆者在內，肯定有不少人對這個概念了解較少。UVunwrap 作為一個黑暗的藝術，往往要花上很長很長的時間才能了解和掌握它。學習它最好的方法就是去找 3ds Max 或者 Maya 的視頻去學習。這裡只舉一個比較形象的例子：一個六面體，你至少要剪7刀才能把它展平，以下是分縫的結果，可以看到 Barrel(鐵桶)的分縫原則是把 N-gon 和其他四邊面分開，讓它成為 UV Island，中間那一刀是為了讓圓柱體能夠展開。

萬事具備之後，大家就可以點擊左邊的 Send to Wrap-R。

3.Wrap-R界面介紹

在 Wrap-R 的界面中，所有的操作都跟 SketchUp 一樣，可以說這款插件是真正為 SketchUp 玩家設計的。

界面的左邊為模型空間(Physical Space)，右邊為 UV 空間(UV space)。右邊視圖裡的展 UV 情況會實時反饋在左邊的模型空間中。

以上是界面工具的翻譯，要注意的是這些都不必用滑鼠去操作，插件作者貼心的放出了每個工具的快捷鍵。

以下就是展 UV 的結果啦：

Barrel(鐵桶)的 UV 展開圖，筆者手動把點打平，表示已經累癱……畢竟這還是一個 WIP 插件，要注意的是，裡頭有快捷鍵，大家要善用呀。

牆身和地面的 UV 展開圖，表示浪費了一大片面積……

在編輯器里點擊保存 UV，然後在 SketchUp 里選擇相應模型，然後右擊菜單-->WrapR-->Reload from WrapR

把模型 Reload 完成之後就可以導出 FBX，然後導入 Substance Painter 了，但是導出 FBX 之前還需要一些準備工作。

在模型導出之前，如果不三角化(Triangulate)四邊面，最後就會出現如上圖的結果，160個 Texture 可以得知 UV 信息此時是不正確的，模型無法導入Substance Painter。

要三角化四邊面，需要用到 QuadFaceTool 中的 Triangulate：

位置如上所示。

這樣才是正確的結果。

導入 Substance Painter

如上圖所示，開一個新的項目文件。使用 PBR——Metalic Roughness 流程，預覽貼圖大小2K。

第一件事情就是烘焙 additional map，在這裡無需勾選 Thickness 和 ID 貼圖，需要注意的是烘焙貼圖的大小也選擇2K。最後選擇 Bake all texture set。

烘焙完的所有貼圖都會體現在模型空間里，可以看到模型的邊角勒了一層淡淡的黑邊，這就是烘焙出的 AO 貼圖了。這時候就可以開始繪製你想要的貼圖，繪製的過程此處不展開。建議大家上 aboutcg.com 搜索相關教程，講得還是比較詳細的。

這是在 Substance Painter 繪製出來的結果，我的水平還是比較糙的，大家勉強看一看吧。

導出貼圖

在鍵盤上按Ctrl+Shift+E會彈出導出貼圖窗口：

因為筆者是 V-Ray for SketchUp 用戶，所以選擇了 V-Ray 預設，可以看到它的每個 texture set 都會導出 Diffuse、Reflection、Glossness、IOR、Height、Normal 貼圖，符合 VrayMtl 的材質設定。需要注意的是，我們開頭選擇的 Metalic-Roughness 與 VrayMtl 是兩種不同的概念，具體有什麼不一樣，推薦大家看戴巍的：在 Maya 中還原 Substance Painter 材質效果

V-Ray for SketchUp 3.4.04 目前無法完全還原 Substance Painter 中的材質效果，因為在原本的劇情設定中，Vray 3.4 的內核的 Vraymtl 並沒有 Glossy Fresnel 這個選項,一切都要等到 V-Ray 3.5 for SketchUp。

不要忘記在貼圖大小中選擇4K貼圖，至於貼圖導出是32位還是8位，筆者詢問老韓，老韓表示他還沒接觸 Substance，不清楚，建議我詢問更專業人士。為了避免 SketchUp 窗口出現惱人的UV 輔助貼圖，筆者還是愉快地選擇導出 8 位貼圖。