Grupo de Estudo Substance Designer

MATERIAL PEDRINHAS

Vamos criar um material simples para entender o trabalho com os Nodes e as técnicas de composição, no final poderemos exportar o material em SBSAR para utilizar no 3ds max, Substance Painter, Unreal, Unity e outros Softs 3D.

O Substance Designer consegue criar materiais com um alto grau de realismo porque permite misturar vários materiais diferentes no mesmo material para adicionar um grande nível de detalhes.

Porém, é comum ver em vídeo tutoriais e até no download gratuito de arquivos Substance a criação de todos os materiais no mesmo gráfico, tornando o arquivo pesado, demorado para atualizar os Nodes e super confuso, cheio de ligações sobrepostas para todos os lados.

Isso acontece porque um material é composto de vários canais como cor, reflexão, rugosidade, Normal Map, Height Map, entre outros, e você precisa mesclar corretamente cada um destes canais de cada um dos materiais que usar na composição, para que a textura final de cor tenha as cores de todos os elementos, a textura final de rugosidade tenha a rugosidade de todos os elementos e assim por diante.

Portanto, não vale a pena trabalhar desta forma e o próprio Substance Designer oferece os recursos para a compartimentação dos gráficos e composição entre diversos materiais.
É muito melhor criar os materiais separados e depois misturá-los como desejar do que compor vários materiais diferentes no mesmo gráfico.

Uma coisa simples de criar no Substance Designer é rocha e tem várias formas de fazer, algumas usam poucos Nodes e poucas configurações, facilitando o processo, então, vamos criar um solo de areia com pedrinhas.

Baixe os materiais criados no tutorial clicando aqui.

OBS: Eu sugiro que não baixe os materiais e siga o tutorial para criar o seu material a partir do zero, apenas utilize o meu se tiver algum problema na confecção do seu.

CONFIGURAÇÕES DO ARQUIVO

Primeiro criaremos as pedrias num material e em seguida criaremos a areia em outro material para depois misturar os dois.

Crie um novo Substance clicando no File > New Substance.

Abrirá uma janela igual a imagem em anexo, escolha o padrão Physically Based (Metalic/Roughness) e coloque um nome no gráfico.

Escolhi o Metalic/Roughness porque assim teremos um mapa a menos para fazer (o Metalic), também porque ele pode ser aplicado normalmente nos renderizadores dos programas 3D como o V-Ray, no caso o V-Ray tem até um recurso para trocar a reflexão de Glossiness por Roughness no VRayMtl, em outros renderizadores que não possuem este recurso como o Mental Ray, é só inverter o mapa de Roughness e aplicar no Glossiness porque o Roughness é o oposto do Glossiness.

O Glossiness indica o quanto o material é polido, então, preto é rugoso e branco é polido.
O Roughness indica o quanto o material é rugoso, então, preto é polido e branco é rugoso.

Além disso, eu acho que a visualização Real-Time do Substance Designer fica mais adequada com o padrão Metalic/Roughness do que no padrão Specular/Glossiness.

Vale lembrar que quando for usar o padrão Specular/Glossiness precisa trocar a definição do material no menu do 3D View para visualizar corretamente, pois vem com o Metalic/Roughness por Default.

Como o nosso material terá Height Map, precisamos habilitar o Tessellation para ver o Displacement na Viewport.
Também é importante ajustar os parâmetros dele no painel lateral como mostra a imagem em anexo.
Eu coloquei 32 no Tessellation Factor e 0.2 no Scale.

O Tessellation Factor mais elevado fica mais detalhado, porém, exige mais da placa de vídeo, se ficar lento com 32 no seu PC você pode baixar para 24 ou 18.

Em seguida mude a geometria de exemplo para o Plane Hi-Res clicando no menu Geometry do 3D View.

Por fim, eu aumentei o Exposure do Environment para 1.3, deixando a cena mais clara, você acessa este recurso através do menu Environment > Edit do 3D View, o exposure vai aparecer no painel lateral.

Você também pode aumentar a resolução das texturas para ver com mais detalhes os resultados dos Nodes, porém, só vale a pena trabalhar com 4096 se tiver uma máquina boa, pois fica pesado e demora mais para atualizar os Nodes em alta resolução.

Para alterar a resolução é só clicar duas vezes numa área vazia do gráfico para mostrar os parâmetros dele no painel lateral, logo no início está os valores da resolução, eu estou trabalhando com 2048 neste tutorial.

PADRÃO PEDRINHAS

- Imagem 1

Agora podemos começar a compor o material.

Como disse, normalmente não usamos o Library porque é muito mais prático chamar o Node pelo nome teclando barra de espaço, então, eu vou escrever o nome dos Nodes para você chamá-los através da barra de espaço.

Depois que aprender a técnica de composição será fácil testar e conhecer cada um dos Nodes disponíveis no programa.

Para iniciar tecle barra de espaço e digite Perlin ou Zoom para aparecer o Perlin Noise Zoom, como mostra a primeira imagem em anexo.

Clicando nele aparece as duas únicas configurações disponíveis no painel lateral, aumente o Distance para 64, assim, o padrão ficará menor.

- Imagem 2

Depois tecle a barra de espaço e digite Safe para aparecer o Safe Transform Grayscale, note que tem dois Safe Transform, um é para imagens coloridas e o outro é para Grayscale (tons de cinza).

Veja que se manter o Perlin Zoom selecionado quando teclar a barra de espaço para pegar o Safe Transforma, ele já será criado conectado com o Perlin Zoom.

Clique no Safe Transform e mude o Tile para 2, assim, vamos criar 4 cópias da imagem ladrilhadas lado a lado para tornar o padrão ainda menor.

- Imagem 3

Mantenha o Safe Transform selecionado, tecle barra de espaço e digite Slope para aparecer o Slope Blur Grayscale, ele também tem a versão colorida e a versão em tons de cinza.

O Slope Blur é um Node muito usado para criar padrões, pois ele borra a imagem de acordo com os tons de cinza de outra imagem.

No nosso caso vamos borrar a imagem de acordo com a mesma imagem, portanto, conecte o Safe Transform nos dois Inputs do Slope Blur e configure como mostra a terceira imagem em anexo.

Eu usei 32 Samples e 0.06 no Intensity.

Olhe no 2D View como o Slope Blur já criou um padrão de pedrinhas apenas com estes Nodes.

- Imagem 1

Agora digite Ambient para aparecer os Nodes de Ambient Occlusion, são dois, escolha o Ambient Occlusion (HBAO).

Conecte com o Slope Blur se não manteve ele selecionado quando chamou o HBAO, não precisa configurar nada no HBAO como mostra a primeira imagem em anexo, pois as configurações padrões são adequadas.

Olhe no 2D View como o HBAO criou a profundidade no padrão de pedrinhas.

O nosso padrão básico de pedrinhas  está pronto, então, vamos demarcá-lo para organizar a composição, isso é muito importante em gráficos mais complexos, principalmente para quando voltar a mexer no gráfico depois de algum tempo, se não organizar vai precisar ficar rastreando o que cada parte faz.

- Imagem 2

Para criar o Frame é só selecionar todos os Nodes e clicar no ícone do Frame como mostra a segunda imagem em anexo.

Depois você pode colocar o título que desejar nele através do painel lateral.

PADRÃO MICROSURFACE

- Imagem 1

A principal técnica de composição de materiais é primeiro gerar os padrões grandes, que dão as colorações e formas gerais do material, depois precisa criar o que chamam de Microsurface, ou seja, os detalhes finos das cores e das formas.

Portanto, o padrão de pedra que fizemos foi o padrão bruto geral, agora precisamos criar o padrão do Microsurface para compor depois com o padrão bruto.

Copie o Slope Blur que usamos no padrão das pedrinhas ou crie um novo, conecte o primeiro Input dele no Safe Transform das pedrinhas e configure como mostra a primeira imagem em anexo.

Eu usei os mesmos 32 Samples e mudei o Intensity para 0.12.

Em seguida digite Spots e pegue o BnW Spots 3 para conectar no segundo Input do Slope Blur, como mostra a primeira imagem em anexo.

O BnW Spots tem apenas uma configuração, o Disorder e não precisa modificar, pode deixar com zero mesmo.

- Imagem 2

Agora faça outra cópia do Slope Blur e aumente o Intensity dele para 2.24, como mostra a segunda imagem em anexo.

Conect o primeiro Input do Slope Blur no Output do outro Slope Blur que usamos no padrão das pedrinhas, depois conecte o segundo Input do Slope Blur no Slope Blur que criamos antes deste, como mostra a segunda imagem em anexo.

- Imagem 3

Agora, digite Invert e pegue o Invert Grayscale para conectar no Output do último Slope Blur, como mostra a terceira imagem em anexo.

O Invert apenas inverte os tons de cinza e a única configuração é o botão True, se desligar ele não inverte mais as cores.

- Imagem 1

Agora clique no ícone do Node Blend na barra superior do gráfico ou tecle a barra de espaço sem digitar nada para aparecer os Atomic Nodes, o Blend é o segundo da lista.

Conecte o Output do Intert no primeiro Input do Blend e conecte o Output do último Slope Blur no segundo Input do Blend, depois mude a configuração do Blend para Divide.

Isso é o mesmo que colocar um Layer em cima do outro no Photoshop e mudar o modo do segundo Layer para Divide.

Mas no Substance Designer estamos sempre trabalhando com tons de cinza em 16 bit e não apenas 8 como é o comum no Photoshop, com 16 bit temos muito mais tons de cinza em vez de somente os 256 das imagens em 8 bit.

- Imagem 2

Assim o padrão do Microsurface está pronto e podemos criar o Frame como mostra a segunda imagem em anexo.

NORMAL MAP

- Imagem 1

Agora podemos criar os outros mapas básicos para conseguir visualizar o padrão que estamos criando.

Tecle Height para aparecer os Nodes sobre Height Map e escolha o Height Map Frequencies, conecte com o Node Ambient Occlusion HBAO que colocamos no padrão das pedrinhas, como mostra a primeira imagem em anexo.

Ajuste a configuração do Relief para 0.75 no Height Map Frequencies e depois conecte o primeiro Output dele com o Node de Output Height Map que é criado junto com o gráfico Substance, como mostra a primeira imagem em anexo, assim, este mapa já está criado.

- Imagem 2

Clique no ícone do Normal na barra dos Atomic Nodes ou tecle barra de espaço sem digitar nada para aparecer os Atomic Nodes, o Normal estará entre eles.

Conecte o Normal com o Ambient Occlusion HBAO que criamos no padrão das pedrinhas e aumente a intensidade dele para 2, como mostra a segunda imagem em anexo.

Em seguida, conecte com o Node de Output Normal Map que é criado junto com o gráfico Substance, como mostra a segunda imagem em anexo, agora o nosso Normal Map básico também está criado.

- Imagem 3

Crie os Frames para os dois mapas para manter tudo organizado como mostra a terceira imagem em anexo.

ROUGHNESS MAP

- Imagem 1

Agora vamos criar o mapa de Roughness baseado no padrão do Microsurface, pois são os pequenos detalhes da superfície dos objetos que definem a rugosidade.

Portanto, clique no ícone do Levels na barra dos Atomic Nodes ou tecle barra de espaço sem digitar nada para aparecer os Atomic Nodes, o Levels estará entre eles.

Conecte o Levels com o Blend que criamos no final do padrão do Microsurface, como mostra a primeira imagem em anexo.

Depois configure o Levels arrastando o pino preto que está no canto inferior esquerdo do gráfico até quase encostar no canto oposto, em seguida arraste o pino branco que está no canto inferior direito até quase a metade como mostra a primeira imagem em anexo.

Essa inversão dos pinos inferiores do Levels inverte os tons da imagem, mas como mantivemos o pino branco também do lado direito, a imagem tende para o cinza claro em vez do preto.

Mais para frente usaremos o pino branco para controlar a rugosidade do material, pois assim que a gente terminar de conectar os principais Outputs para visualizar o material no 3D View, você poderá voltar neste Node do Levels e modificar o pino branco para ver o material ficar mais polido ou mais rugoso.

Portanto, conecte o Output do Levels no Node de Output Roughness que é criado junto com o gráfico Substance, como mostra a primeira imagem em anexo, assim, o mapa de Roughness está terminado.

O Roughness é uma propriedade muito importante para o realismo do material, acertar a intensidade do Roughness faz toda a diferença no realismo do que pretende simular.

- Imagem 2

Crie o Frame para o Mapa de Roughness para manter tudo organizado como mostra a segunda imagem em anexo.

PRIMEIRA VISUALIZAÇÃO

- Imagem 1

Agora só falta a cor e o Metalic.

A cor é a coisa mais importante do mundo, não adianta fazer um bom padrão com cores ruins e poucos detalhes, fica melhor um padrão mais simples com cores bem detalhadas, mas as cores vamos criar depois, então, clique no ícone do Uniform Color na barra dos Atomic Nodes ou tecle barra de espaço sem digitar nada para listar os Atomic Nodes.

Coloque um tom de cinza médio clicando no quadradinho de cor nas configurações dele e conecte com o Output Node Base Color que é criado junto com o gráfico Substance, como mostra a primeira imagem ao lado.

O Metalic será completamente preto, pois não tem nada metálico no nosso material, portanto, crie outro Uniform Color, mas agora clique no botão Grayscale nas configurações dele para não ser mais uma cor RGB e sim um tom de cinza, no caso preto mesmo, então, não precisa modifcar a cor dele.

Não é necessário trocar para tom de cinza para conectar no Metalic, poderia deixar preto em RGB mesmo, porém, uma imagem em tons de cinza é muito mais leve do que RGB e isso faz diferença, então, nos mapas que por padrão pedem tons de cinza é melhor conectar tons de cinza.

- Imagem 2

Pronto, podemos ver o resultado no 3D View clicando com o botão direito em qualquer área vazia do gráfico para abrir o menu e escolher View Outputs In 3D View.

Note que as pedrinhas foram criadas, mas estão muito lisas, pois o Height Map cria apenas as saliências maiores e o Normal Map que cria as saliências menores, também ajuda a refinas as saliências do Height Map.

Sendo assim, precisamos aprimorar o nosso Normal Map adicionando os detalhes do Microsurface.