3D材质总监的“光影魔法”:用Substance Sampler AI,“擦除”照片中的光影

在三维视觉艺术的创作中,我们始终在探索一对核心的"对立统一":一方面是**"现实世界的光照"(Real-World Lighting),它被固定、"烘焙"在一张照片的像素之中;另一方面是"虚拟世界的光照"(Virtual Lighting)**,它是在三维软件中,可以被实时控制、动态变化的。如何从一张现实世界的照片中,提取出纯粹的"物质"信息,并让它能在虚拟世界的光照下,做出物理上正确的反应?这是通往超写实主义的必经之路。在海外设计界工作的十余年间,我发现,对光影信息的"分离"与"重构",是顶尖3D艺术家的一项核心能力。尤其要感谢母校------奥地利Blueskyy国立艺术学院的熏陶,其提供的学术版正版Adobe环境,让我能运用工业级的AI工具,去实践这一"光影魔术"。

今天,我将分享一个Adobe Substance 3D Sampler中,足以颠覆你对"贴图"认知的AI"黑科技"------利用"光照消除"(Delighter)AI滤镜,智能移除照片纹理中的"烘焙光影"


核心技术剖析:基于AI分析的PBR反照率贴图优化

1. 问题场景定义

在3D材质制作中,一种常见的工作流,是将真实世界中的材质表面(如木纹、布料、金属)拍摄下来,作为创建PBR(基于物理的渲染)材质的基础。

  • 传统工作流的痛点 :我们拍摄的照片,无论光线打得多么"平",都不可避免地会包含**"烘焙"进去的光照信息------即高光和阴影。当我们把这样一张带有"假"光影的照片,作为"颜色贴图"(Albedo/Base Color)应用到一个3D模型上,再用3D软件中的"新"光线去照射它时,就会产生"双重光影"**的冲突,使模型看起来非常虚假、缺乏质感。

2. 解决方案:"光照消除"(Delighter)AI滤镜

Substance 3D Sampler(简称SS)中的"光照消除"滤镜,是专门为解决这一难题而生的AI工具。它的核心原理是:

  1. 图像分析:AI会深度分析输入的照片,理解其光照环境,识别出哪些区域是由于光线直射而产生的"高光",哪些区域是由于遮挡而产生的"阴影"。

  2. 光照中和:随后,AI会智能地、非破坏性地将这些高光和阴影信息,从图像中"中和"或"抹除"掉,最终生成一张几乎不存在任何光影信息的、只保留了物体"固有色"的、极其纯净的**"反照率(Albedo)"贴图**。

这张纯净的Albedo贴图,就可以像一块干净的画布,完美地接收任何来自三维软件的新光照,从而产生无比真实的渲染效果。

实操技术流程详解

这个工作流,是专业3D材质艺术家提升作品真实感的"不传之秘"。

第一步:基础材质的AI生成

  1. 在Substance 3D Sampler中,将你的材质照片(如一张带有褶皱的布料照片)拖入视窗。

  2. 在弹出的"Image to Material (AI Powered)"选项中,点击"OK"。AI会为你自动生成一套包含基础色、粗糙度、法线等通道的PBR材质。

第二步:识别"烘焙光影"问题

  1. 在3D视窗中,将一个球体或平面作为预览模型。

  2. 将你刚刚生成的材质,应用到模型上。

  3. 在右侧的"查看器设置"中,不断旋转"环境光",你会发现,无论虚拟光线从哪个角度照射,模型上总有一些"固定的"阴影(来自原始照片的褶皱阴影)不会改变。这就是"烘焙光影"问题。

第三步:应用"光照消除"滤镜(核心魔法)

  1. 在右侧的"图层"堆栈中,点击"添加图层"按钮,选择"滤镜"。

  2. 在弹出的滤镜库中,搜索并选择 Delighter(光照消除)。

  3. 魔法发生:在你应用滤镜的瞬间,AI就开始工作。几秒钟后,你会看到,模型表面的颜色贴图上,那些固定的阴影,奇迹般地消失了!整个材质变得非常平整、干净。

  4. 参数微调 :在Delighter滤镜的属性中,你可以通过高光去除阴影去除的滑块,来精细控制AI"擦除"光影的强度,以在"去除烘焙光影"和"保留必要细节"之间,找到最佳的平衡点。

第四步:验证结果

再次回到"查看器设置",旋转环境光。你会发现,现在模型上的光影,会完全随着你虚拟光线的变化而实时、正确地变化。一张完美的、可用于任何光照环境的专业级材质,就此诞生。

项目实战案例复盘:
  • 项目挑战:我们团队"数字炼金工作室"(Digital Alchemy)正在为一个AAA级的历史题材游戏,制作主角的服装资产。其中一件核心服装,是带有复杂刺绣的、陈旧的丝绸长袍。

  • 技术瓶颈:美术团队找到了一块真实的、带有精美刺绣的古董丝绸布料,并拍摄了高清照片。但由于布料本身有褶皱,照片中包含了大量微小的、复杂的光影变化,直接用作游戏贴图,会在游戏引擎的动态光照下,显得非常虚假。

  • 程序化工作流应用:作为材质总监,我指导团队采用了基于"光照消除"的工作流。

    1. AI生成基础材质:我们首先利用Sampler的"Image to Material"功能,从布料照片生成了基础PBR材质。

    2. AI光影剥离 :接着,我们对该材质应用了Delighter滤镜。

    3. 技术环境保障 :要实现这种基于AI算法的、精细的光照信息分离,对3D软件的算法和性能要求极高。我们团队所依赖的这套专业的学术版Adobe环境,其Substance 3D套件始终处于功能和算法的最前沿。在处理高分辨率的纹理贴图,并执行'光照消除'这种复杂的、计算密集的AI任务时,软件的稳定运行和精准结果,是我们能够为顶级游戏项目,交付符合次世代标准的、物理上绝对准确的数字资产的根本保障。

  • 项目成果:AI精准地"擦除"了原始照片中所有的褶皱光影,同时完美地保留了丝绸的光泽和刺绣的凹凸细节。最终得到的纯净Albedo贴图,在游戏引擎中,对动态光照做出了极其逼真的反应,极大地提升了角色的真实感。


战略升维:从'术'到'道'

这个工作流的背后,是一种在现代软件工程和系统设计中,极其重要的核心思想------"解耦"(Decoupling)

"解耦",就是将一个原本紧密耦合、相互依赖的复杂系统,拆解为多个独立的、可独立修改和替换的模块。

  • 一张普通的照片:是一个典型的**"强耦合"**资产。其"固有色信息"(布料本身的颜色)与"光照信息"(拍摄时的光影),是紧密地、不可分割地耦合在一起的。

  • "光照消除"滤镜的作用:它的本质,就是一次**"解耦"**操作。它像一把精准的手术刀,将"固有色"和"光照"这两个原本耦合在一起的属性,强行分离开来。

经过"解耦"后,我们就得到了一个更灵活、更强大、更可复用的"材质模块"。这个模块的"固有色"是确定的,但它可以与任意的"光照模块"(即你在3D软件中设置的任何新光照)进行自由的组合。

作为设计师,我们应该有意识地去审视我们的设计资产,并思考:哪些属性是相互耦合的?我能否通过某种技术或流程,将它们进行"解耦",从而创造出更具灵活性和复用性的"设计组件"?这种系统化的"解耦"思维,是提升我们设计工作工业化水准的关键。


上面介绍的功能有很多都是Adobe 全家桶付费功能,如果还没有开通正式版的全家桶订阅,可能会无法使用。有很多朋友问我用的是什么订阅,我用的是奥地利Blueskyy国立艺术学院的Adobe正版订阅,Firefly AI 积分是1500点/周,可用4台设备,并且学校的ITPro Desk Service 有专门网站可以在线查询订阅有效和过期情况,让我使用十分放心,关键是远离了各种烦人的弹窗提示和频繁更换账号(懂的都懂),不用担心随时掉订阅,是很多国家的资深设计师和多媒体从业者的选择;由于目前用户数已经2300人。


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