SUBSTANCE 3D时尚行业 | 探索仿生智能材质优化设计流程

Unexplored Fields and Hyperbase on October 6 2022 | Fashion，Interview，3D Assets，Designer，Painter，Sampler

这是由两支不同的创意团队一起开发的3D创意时装项目。这两支团队分别是Hyperbase（一群专门从事无害化材质推测设计与研发的概念艺术家）和Unexplored Fields（一群受工艺和美术启发的横向多学科3D团队）。其目标是制作一部展示原创时装设计方式的短片。

Hyperbase

http://www.hyperbase.fr/

Unexplored Fields

https://www.instagram.com/unexploredfields/

项目概述

两位探险家在未知领域的洞穴里相遇。他们完美地适应了所处的环境，其服装通过仿生学复刻了自然界中所发现的图案。他们甚至能够互相适应；其中一位探险家复制了另一位探险家服装的颜色和纹理，就像吸收墨纸上的墨水一般吸收这些视觉信息。而后，两人一起离开了洞穴。

该影片由Hyperbase和Unexplored Fields共同创作；而每位探险家都是其团队的象征。这些团队及他们在项目中所特定的角色，如下：

Hyperbase：Sylvanie Meignié、Jérémie Léonard、Nicolas Bessières、Kelvin Ejuomah、Léa Taing 和 Hinako Ino；Hyperbase负责设计其中一位女探险家角色的服装和化身、故事板、创新材质的研究、Substance 3D Sampler上面料和纹理的创意研发，Hinako负责制作3D服装及影片音乐。

Unexplored Fields：Etienne Kawczak-Wirz、Antoine Belot、Virgile Biosa、Ilyès Taïebi，以及其他必要的艺术家与设计师；Unexplored Fields创造高品质纺织品，为男探险家Roncier设计化身和服装，并实现3D场景以制作这部影片。

Unexplored Fields和Hyperbase共同合作负责影片的艺术指导。

Hyperbase

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故事板与服装设计

Hyperbase的Sylvanie Meignié和Jérémie Léonard提出故事及艺术方向。这也是这部影片的开始；之后Jérémie开始致力于设计与故事板，而Sylvanie则专注于材质研发与设计。

Jérémie：首先，我负责起草故事并设定总体氛围；仅在那之后，我才开始考虑主角，关于他的态度，轮廓及其服装。而比起服装，我更倾向专注于装备方面，因为它具有一定的作用，并且需要与角色及其行为相匹配。这样，我就能足够了解角色的背景、心理状态，是否具备某种工作或职能/作用等等。然后开始了解服装将如何与环境发生相互作用。

服装的制作过程总是相同的。首先，定义服装环境：是过去，现在还是将来？是现实还是虚拟世界中？然后，将这件衣服归为一类，例如城市未来或科幻类及其子类型。而后将这些文化混合在一起并保持整体的凝聚力。

因此，当我开始绘制角色的服装与装饰时，自己内心有着非常明确的形象。就在那时，Sylvanie与我合作设计服装。Sylvanie是一名设计师，而我最初是一名概念设计师，但我为自己的故事创造了很多角色及服装。与Sylvanie合作10多年的历程中，我与她创作了一系列时尚行业项目，我想自己已然成为了一名设计师。而Sylvanie带来了不受技术界限所限制的整体设计愿景。总而言之，我们每个人都发现彼此的愿景与流程皆相辅相成。

对于这个项目，无论是就服装本身还是所使用的线条类型而言，我尝试了图形风格，以测试服装是否会更具Moebius风，更多新颖图形以及更多动漫感。此外，颜色也很重要；基于故事情节调整颜色，特别是对于故事的主题和地点进行调整。例如，影片中的洞穴是蓝色宇宙中的一部分，所以我想赋予它一种沙子般的感觉，并让服装脱离周围的环境，与此同时又能唤起绘画者的画布，因为一旦经过扫描。衣服最终会吸收另一个角色的颜色。而颜色是个很重要的元素；即它需要服务于一个目的。

Illustrator中的引导设计

设计也会发生改变。最初我想到的是一个穿着护胸甲、戴着头盔、背着装备的科幻探险家。但随着故事板的完成，团队会面以及团队的意见就会使角色不断发展，这就是扫描仪诞生的地方。我们希望有这样一个物体，可以引导她并分析其环境。扫描仪也是我们针对用于视频创作中所有Adobe工具的致敬，而我们在日常流程中都有使用这些工具。

我需要为角色和服装赋予所引用内容的意义，并向启发过我的影响致敬。制作服装的灵感并不是来自于其他的衣服；它源自构成图像的所有内容，它可以是一种修补元素或解剖结构的方式，同时又始终整合成我们与Hyperbase相关联的不规则形状。

Jeremie：通过Fresco绘制环境，并创造洞穴的精髓。我也曾想象着该阶段故事中的音乐氛围；而这是创造视频节奏的必要元素。在这一点上，Kelvin开始和我一起工作，通过音乐诠释心目中的氛围。而我们已经合作了很长时间，所以自然而言地实现同步以营造完整的氛围。

Jérémie：我并没有考虑纺织品的纹理，因为那是Sylvanie擅长的领域。与之相反，我关心的是角色功能。比如，我希望该角色具备科学元素，所以考虑使用如蜡般光滑的硬性塑料材质。但我并不确定这种材质是否合适。而这刚好又到了Sylvanie擅长的地方，她对应用哪些实际材质会是合适的很有想法。

Sylvanie：作为技术/运动纺织品开发者兼设计师，我通常会通过创建情绪板作为开发纺织品的起点。然后选择技术、创意和可持续的规格。一旦做出选择，则与供应商合作生产材质。之后要么与合作供应商基于现有材质创建衍生产品，要么基于该系列的纺织品参考所带来的灵感从头开始创建。

此外，我想进一步推动可持续发展；这也是我研究的主要目标，因为开发纺织品的过程特别耗能。在找到合适的最终面料之前，就材质开发过程而言我看到了在时间、方式和废物生产方面的几个问题。

Virgile最初将Substance 3D Sampler介绍给我。虽然我熟悉Illustrator和其他2D应用程序，但我并没有任何使用3D软件的经验，所以我开始尝试它，但很快我就发现Sampler非常易于使用，以至于我开始为构思材质开辟新的方法。我经常会徒步旅行，而且很喜欢拍摄纹理照片，这些纹理在自然领域或城市环境中带给我灵感。此外，我希望徒步旅行能够直接影响对于想要开发的材质，而不会产生浪费的图案制作印刷。所以我将远足时拍摄的照片应用于面料纹理中。

这里有几种创建材质的不同方法。有时，我会以一张远足照片作为基础，然后应用个人织物库和Substance 3D Assets中的资产。而其他时候，我会用Illustrator创建图案，然后基于此开始工作。我在开发图案时玩的很开心，并使用Sampler的Cloth Weave过滤器创建与修改编织结构。然后，该应用程序部分取代了创作过程中实际的情绪板部分，并为我提供了更多实验自由，而这能够促使我在3D中的设计走得更远。

在使用Sampler时，我发现可以无限的创建测试变体数量，并且在映射想法时节省大量的时间。而它就是品牌和面料制造商在进行物理测试之前进行纺织品研发的理想工具。

在这个过程中还关乎着可持续发展的方面，这也是我的工作核心。纺织品设计中的3D具有许多环境和社会效益：它避免了织物与原材料的浪费，以及对染色测试影响的限制等等。

有了数字替代方案，我们就有能力创建现有材质的变体。但同时也发现，我们可以从头开始创建纺织品，然后经由制造商生产。故而我决定试试这个创意渠道。

通常我会对纹理、结构、效果和技术参数构思具体的想法。但通过3D过程的发现，最初缺乏的3D知识，以及在这个过程中所遇到的一些意外惊喜，让我获得很多比最初预期更多的乐趣。在某种程度上而言，这让我重拾对实验的热爱。当一个人太专注于项目的技术层面时，就可能会扼杀其创造力；而在这里，通过将Sampler应用于工作对我而言平衡了很多事情，我不仅可以保持创造力，同时还能关注更多的技术领域。当然，在合作制造商技术能力的限制下，甚至还可以轻易地想出很多最终纺织品的衍生品、颜色、效果、涂层...所以，一切皆有可能。

Substance 3D Sampler已经彻底改变我进行研发的方式。通常，我会制作情绪板，然后建立创意、技术与环境影响规范，之后寻找想要使用的纺织品，无论是按照原样，还是将其作为起点，我都可以在技术或创意上进行改进。但是通过集成这些3D工具，我增加了其中的可能性，改善采购，以及设计师和供应商的工作。这使研究与开发变得更具想象力与先进性。深入研究Sampler，就此我想创建一个全新的流程，从数字创作开始，一直深入到真正技术性面料方面的研发。

➤ 定义材质

Sylvanie：在这个项目中，我想重点介绍无害的创新材质，以及如何通过仿生学从中获取灵感。这也是我的研究核心，我不会利用天然物来创造材质，因为提取会造成真正的影响；而相反地，我更喜欢复刻大自然的运作系统，就像吸墨纸吸收墨水一般。由此，我想探索如何将这些材质映射到一个虚构且梦幻般的宇宙中，而这些材质存在于时尚行业或目前正在开发的材质中。环境元素代表用于制造新纺织品或染料的植物和细菌，例如含有藻类和蛋白质的生物聚合物、回收的天然材料或用于染料的细菌。而我们重点关注了以下与生物学家和工程师共同开发的新型可持续材料：由总状藻（入侵藻类）、再生羊毛华达呢和荨麻绒、基于牛奶酪蛋白斜纹布、蜘蛛蛋白生物聚合物和从工业废料中回收的钛制成的生物聚合物防撕裂剂。我们还引进创新的染色工艺，通过利用废弃物（食物、纺织品、土壤）、CO²无水染色，或使用藻类和未经染色的原材料。

我们的目标是以一种创意与技术相结合的方式展示目前存在或正在开发的纺织品，同时描绘一切具备可行性的内容，以提高对该领域的认知。而我们通过真实的材质以使场景充满现实感，同时突出重要的主题，比如自然和环境在时尚行业中所占据的位置和作用。在这里，我们不直接使用自然物，而是从自然界的技术性细节中汲取灵感；这与Hyperbase的核心思想一致，即在不强加任何道德判断的情况下探索主题的所有细微差别。

Jérémie为这里的角色构思了具体的故事。而我根据这个故事创造纹理，这些纹理都是虚构的，但在逻辑上都具有连贯性。例如，他希望披风是科学家特别喜欢穿的东西。而我最初发现半透明技术材质的想法很吸引人，比如防水布，然后我想到了防撕裂面料，一种带有加固方形交叉影线的材质，而服装的技术方面和设计令我想起降落伞面料。

服装的功能必须始终与其美学相匹配。一切都必须是有用的，同时又能保持对图形和视觉细节的关注。

角色

➤ 纺织品

Virgile：绝大多数的纺织品纹理都是在Substance 3D Designer中制作。Sylvanie在Sampler中构思了Hyperbase服装和鞋子的纹理，而我以更高的质量重现了她的设计。

由于我们有很多机织面料，所以我创建了一款常规基础纹理，并从中创建几个变体。这里使用Tile节点，它将允许我更改一些非常重要的参数。

The Roncier

Roncier是Unexplored Fields创作的首个虚构角色，而且是在本段视频中首次出现。他是一位年轻的博物学家，一直拥有童年的好奇心与天真，之后踏上了在新大陆上寻找神秘植物的启蒙之旅。他是我们作品中的杰出人物；也正是通过他穿越未知荆棘的旅程，以及陪伴着他的忠实牦牛，我们一起探索满足我们想象力的风景与文化。

视觉内容由ACID RAYS提供。

ACID RAYS

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➤ 缝线

我在3D中的目标之一是成功地转录手工制作的纹理和服装的最后润色。一些著名的设计师故意添加显然不均匀的缝线，当然这是非常微妙的，以表明服装是手工制作的。而这也是我在缝制衣服时所偏爱使用的一种技术。

现在我会使用Substance 3D Painter中的Stitch工具，并通过图形平板电脑应用缝线，以实现尽可能少地获取自动化帮助来创建3D服装：这里我会故意不使用Shift键，所以并没有得到完美的直线，而且我也很少使用智能鼠标功能。

这里还添加了一些小瑕疵，如同针线工人断了线一般，不得不在第一条线上再缝制一条。尽管这些都是微小的细节，可能没有人会看到，但我相信这会为设计增加一层更为现实的叙述。

➤ 刺绣与蕾丝

对于坐在洞穴中探险家的夹克和裤子上的刺绣，我们使用Substance 3D Designer创建程序化风筝形状。其原理相当简单；我们以4个基本形状开始，这些形状经过“对称”以获取风筝般的形状。

同时，我们还创建了蕾丝变化。这些花边将分配给风筝形状的不同区域，然后通过Edge Select边缘选择或Histogram直方图进行选择。

完成此操作之后，我们就可以创建基本形状的无限变化，直至得到喜欢的内容。在这个过程中，我发现有趣的是每个变体都具有相同的图形基础，这让我们能够保持设计的一致性。

风筝形状在Unexplored Fields宇宙中占有重要地位。它有时用作运动的方式，它也有其非常重要的象征意义。其中一个传统就是将风筝系在牦牛的角上，并在风的引导下寻找水源。

在物理纺织品实验中，我会尝试通过热压机将蕾丝和回收塑料袋合并在一起。而这种组合会产生一种非常轻的防水材料，其结构会固化整体，同时提供图形框架。而我以这些实验作为参考，想象风筝的构造。

➤ 鞋履

我们与Charles Raberin一起设计了Unexplored Fields鞋履，Charles Raberin是一位从事生物制造和实验生产体系的鞋履设计师。我们都很喜欢有机形状，所以我们可以很好地实现合作，从而设计一双适合UF宇宙的鞋子，同时还能保持相当现代的设计感。

对于这些鞋子，我们想混合一些原材料，比如紧凑的稻草、羊毛和一种深色的橡胶材料，以应用在鞋子顶部的硫化部分。上面的部分采用我在Substance 3D Assets资产库上找到的Frog Leather材质。鞋带也是由橡胶材质制成，看起来像是经过热压。而Unexplored Fields的标志会使用金色纱线绣在鞋子后面。

➤ 在Blender中完成最后润色

这里将Substance 3D Designer用于创建材质基础，但实际上所有的内容会在Blender中汇集在一起；在这里还可以调整数值、混合程序元素以获取最佳的特写质量等等。

➤ 纹理

有时我会直接在Substance 3D Painter中完成所有的纹理；而在这些情况下，可以快速在Blender中将纹理应用在模型之上。但这一次，我想以不同的方式进行，以便在Blender中分别控制每个图层，并根据照明情况调整参数。

从Painter导出简单的遮罩，比如使用UV Border Distance生成器创建粘合触感，手工绘制明线以及之前使用Designer生成的刺绣。Blender中的节点设置非常简单，因为它只是一层又一层的重复混合着色器。

环境

➤ 创建洞穴

我们在环境方面受到一定的限制。从本质上而言，我们必须要创建一个完整的洞穴，从中可以放置相机。而它无论从远处还是近距离来看都是极具可信度的。

为了实现这一目标，我们提出一个想法，即为几乎没有纹理的岩石创建一款完全程序化的材质。而它需要基于相当基础的建模再添加一层细节，这也是中小尺度的岩石元素。

首先，我直接在Blender中创建带有各种噪点的浮雕体系，然后将其用于基色，金属性，粗糙度，凹凸和位移。该想法是通过一些金属矿石（如黄金）创造一种蓝色/绿色调的岩石。完成此操作后，我创建了来改变空洞颜色的体系，以使其更暗，更加饱和，而这是一种程序化的空腔贴图，它增加了动态和对比度，同时使混合不同的模型变得更加容易。

不同的岩石、钟乳石、石笋和墙壁的建模都是以一种非常简单的方式进行思考。而这是为了能够快速进行大量的变化，并让程序化材质完成大部分的岩石内容。因此，我从体素化的基元中组装了各种简单的拉伸体集合。并使其全部以相同的方式体素化，从而可以轻松地控制多边形的密度，并通过材质位移获得简洁的变形。

此时，洞穴看起来会更加逼真，但它给人的感觉仍然缺点什么。所以我决定直接从Substance 3D Aseets资产库的岩石系列中选用高度纹理的凹凸和位移以添加额外的信息层。而这会给我带来更多安慰；对此，我很满意。我认为自己最偏爱的就是Substance 3D Assets资产库中的自然元素，我喜欢高效地完成基础部分，然后看看能够在Substance资产库中找到哪些内容来添加必要的细微差别。而将纯粹的程序与纹理相结合确实可以得到一定程度上的细节，无论是就特写镜头还是长镜头而言，还可以更容易地实现设置相机和拍摄系统。

作为3D艺术家，我们会不惜一切代价追求纯粹的现实主义。而这个洞穴就是个很好的示例，对我们而言，重要的是赋予它我们所感兴趣的精细且可控的一面，同时还要考虑这并不是视频的核心主题，此外，还必须在有限的时间内进行高效地创建。而我们对洞穴所做的创造性选择将有助于映射理想的氛围。

➤ 有机元素

在洞穴中可以看到各种有机元素，包括菌菇类和藻类。这些并不是随机选择的，我们所使用的元素是来自Sylvanie所发现的用于服装的原材料。此外，我们还想为这个梦幻般的环境营造一种更为逼真的感觉。

我以更加传统的方式制作这些有机元素，有的是在ZBrush中直接雕塑，有的是在Blender中使用Geometry节点完成。这些材质都是完全程序化的，由于高度纹理是从高模烘焙到ZBrush中，这会增加额外的浮雕层。

➤ 照明

对于照明，我们采用与洞穴建模相反的方式。我们被迫像往常一样，逐个完成每个镜头。当然，洞穴是黑暗的，我们并不想陷入‘布莱尔女巫计划（Blair Witch Project）’中的效果。所以，对于每个镜头，我们都试图通过阴影突出塑造我们所看到的东西。而且我们的想法是创造美妙且梦幻般的氛围。

为了完善一切，我在这里添加了一些细节，通过制作虚假的焦散动画系统，其中带有成簇的色差布景小盆，还有用于照亮角色靠在岩石上的真实光晕。

➤ 动画、照明与相机

Etienne：虽然我们并不认为这是根据Mixamo动作捕捉编写的视频，但它确实帮助我们定义叙事基础。通过查看Mixamo上可用的不同动作捕捉，我们构建了脚本，此外有时还会对其进行改编。

我们首先在Character Creator软件中设计了两款角色，然后在Blender中重新雕塑，并为皮肤创建更为精确的位移贴图，最后使用Auto-rig Pro add-on装配角色，之后将角色导入到Mixamo中。而可用的工具能够实现轻松地调整动画速度，以确定它们线性还是循环的，并调整角色手臂之间的距离，这对接下来在Clo3D中模拟衣服非常有帮助。

一旦动作捕捉适应角色，我们仅需以FBX格式将其下载下来。

之后，我们开始在Blender中组装整段视频，这可能会有点乏味。但实际上这是一个将Mixamo动画的不同部分拼接在一起的阶段。

对此，我们使用了Non-linear非线性动画工具和Blender中的Dope Sheep；然后通过一点一点，一个又一个的动画键，设法在动画片段之间实现并创建流畅的过渡，最终得到视频骨架。由于我们将相机与角色动画制作并行，因此只需重新设计动画的可见部分。

➤ 流程

Sylvanie：在Hyperbase，我们并没有标准的流程；但会根据每个项目的需求调整方法。而且我们倾向于尝试在筹备工作和即兴创作之间找到平衡。筹备工作包括划分任务，管理实践。而我们有足够的经验，并且能够为几种可能的情况制定计划，但总会出现某个领域要求我们必须适应技术问题，或方向变化等等诸如此类的问题。

我们还必须擅长即兴创作（作为音乐家，这对我们而言十分重要）。这也是我们的工作中最有趣的部分，因为这时可以放手当下并将某些东西具体化。正如冥想一般。通常来说，这些都是微瞬间，最多几个小时，我们会稍微忘记约束，或者也可以尝试一下这些约束。我们探索全新的工具，并试着以原始的方式应用工具。这也是我们压力最小的阶段，因为我们并没有真正的考虑结果，只是在最后发现结果。这就是令人感到兴奋的地方。

对我们而言，没有混乱就没有秩序；我们同时需要这两个元素。这也是我们创作过程中的阴阳部分！

Virgile：Unexplored Fields基于团队成员的不同技能采用横向与多学科的方式。就我个人而言，在开始某个项目时，通常会喜欢从简单的规则或原理产生的随机性来激发好奇心。而这种方法让我觉得自己更像一位自然主义者，观察并试图理解自然的复杂性。经过多次观察，我会尝试捕捉所发现的自然本质，并以最佳角度以及最真实的形式对其进行展示。

✳Hyperbase与Unexplored Fields

Hyperbase专注于由概念艺术家创造的无害材质的推测设计与研发。而我们将概念艺术转化为具体的解决方案，并预测纺织品的未来。艺术家和工程师交流创意与技术文化并提出对未来的愿景，同时为时尚行业提供创新的可能性以及无害的纺织品解决方案。通过围绕现实主题的虚构故事，以梦幻般的愿景将艺术对环境的关注重新代入研发理念，这是我们共同的个人愿景。

ACID创新部门Unexplored Fields不断以新的方式探索叙述故事，并通过虚构的宇宙开发全新的技术、概念和艺术项目。Unexplored Fields的灵感源自自然、科技、诗歌、美术、超现实主义和魔幻现实主义，旨在创造超现实的环境以模糊真实与非真实之间的界限，同时将数字工具视作一种全新的手工艺术媒介以创作叙事、内容和体验。

本文转载自substance3D  substance公众号