学业行迹 | 建模与动画（2）项目
概述
我为这次课程作业制作了一个火车站场景，其中的主要资产包括：一个火车头、三个不同的内部客车和一个大型火车站建筑。它的灵感来自一款游戏，但与游戏完全的幻想风格不同的是，我采用了现实与幻想相结合的风格。
过程
在设计火车头时，我参考了现实中的火车头模型和游戏中的火车头。如你所见，游戏中的火车头是蒸汽机车和左轮手枪的结合体，形成了简单的蒸汽朋克风格的效果。而我的想法是用柴油机车取代其中的蒸汽机车。因此，我先按照现实中的火车头建模，然后在上面添加左轮手枪和蒸汽朋克相关部件，以接近游戏中的效果。
我选择的现实参照物是中国的 DF4D 内燃机车。一是因为我对它比较熟悉，二是因为它的形状比较方正，比较容易建模。此外，它的形状在左、右、前、后都非常对称，因此我只制作了四分之一的外壳模型，然后根据 Z 轴镜像一次，就得到外壳的前半部分。后半部分则用来添加左轮手枪部件。
因为我不会画设计图，也没有合适的参考图，所以后半部分我直接通过基础的方块和圆柱来呈现和调整我的设计。转向架因为比较复杂，所以延用了之前做的火车模型的转向架，可以节省时间。
在后半部分的细化中，我将原本的方块和圆柱做成左轮手枪经典的弹仓结构，并添加了蒸汽朋克中常见的管道结构。
为了最大限度地利用贴图空间，我在拆分UV时删除了所有重复的内容，这也包括具有对称结构的模型中的重复部分。拆分UV之后，再将他们通过镜像或是复制来补足。这部分实际上还可以进一步优化，例如删除一些没有裸露在外的面。我确实删除了一小部分这样的面，但考虑的不够多，仍然很多面被浪费了。
贴图的绘制是在Substance Painter中进行的。配色是蒸汽朋克中常见的深色+金色的配色，外加一些灰色。
因为后面使用的游戏引擎是UE5，所以在导出贴图时我使用了UE4的模板。相比起Arnold模板，UE4模板将Roughness和Metallic贴图分别输出到了同一张贴图的绿色通道和蓝色通道中。这不仅减少了贴图的数量，而且也不影响在Arnold中的使用。
车厢的设计没有固定的参照物。我只是参考了实际客车的尺寸、窗户布局和一些细节，而整体外观则是根据我对古典火车客车的印象想象出来的。车厢一共有三种，其中两种有完全相同的外观，而第三种的外观有部分相同。因此，我将客车分为两个部分：内部和外部。外部是整个车身（包括外部的各种细节和内部的内墙），这将在所有三种类型的客车中重复使用。内部则是各种家具，这些家具将被制作成单独的模块，以便在游戏引擎中根据需要放置。
与机车相同，车厢在x轴和z轴上也是完全对称的。所以也是只需要完成四分之一，然后通过镜像反转获得整体。
为了方便单独调整，并节省贴图的空间，我将车体的内外表面进行了拆分。在拆分UV时，内表面按照四分之一进行了拆分。外表面则是按照二分之一进行了拆分，因为我计划在外表面绘制文字。如果不考虑这个因素，外表面也可以按照四分之一进行拆分。
然后是添加各种细节。因为车门后续在游戏引擎中需要做成可交互的，所以并未在此时一同制作。
此外，为了实现视觉上的统一，在拆分UV时我尽量将所有部件的UV做到了相似的Texel密度。这个密度不仅在车厢这个模型上是统一的，而且和机车、建筑物等其他模型也是统一的。在制作贴图时也保证了车厢和机车在风格上的统一。
第二种车厢相比第一种车厢只是增加了一些房间的隔板。在贴图绘制上则是对内部进行了一些小修改。
第三种车厢除了增加了隔板，还调整了尾部结构和车窗的布局。车体的UV也进行了一些调整，内表面变成了按照二分之一进行拆分。
内部的家具按照了尽可能在不同车厢中进行复用的需求进行了设计。其中包括了5种座位、3种桌子、2种门、5种灯具，以及窗帘、柜子和床。
因为家具的模型都比较小，在相同的Texel密度下占用的空间也很小。所以所有的家具的模型可以使用同一张材质。
因为maya中的灯光不好导入到UE5中，所以在制作灯具时我只对需要发光的部分赋予了辉光贴图，然后再在UE5中另添加灯光。但是为了在maya中渲染，我将灯具中需要发光的面复制出来，然后赋予了Arnold的Mesh Light。
火车站建筑参考了国王十字火车站。因为有很多重复性的内容，所以建筑部分也按照模块化拼搭的思路进行设计。所有模块都按照50x50x50的基础尺寸进行制作，而拱顶和桁架则以半径为 250 的圆为基础制作。
因为它们体积更大，在相同的Texel密度下使用的uv空间更多，所以在建筑部分使用的贴图也更多。为了节省空间，其中墙壁和桁架是按照二分之一拆分的UV，柱子是按照四分之一拆分的UV。拱顶则是将重复的部分进行复用。
在绘制贴图时，我为墙壁制作了和国王十字站类似的浅黄色石砖材质。各种框架部分则使用了钢铁加淡绿色油漆的效果。地面主要使用了大理石的材质。
在UE5中导入模型时，我对机车和车厢的网格体分别进行了合并，这样就不用提前在maya中手动合并了。家具部分和建筑部分则没有选择合并。
材质需要单独制作。将贴图导入UE5，然后把材质与对应的贴图相连接即可。其中有一部分涉及到了半透明的材质，但是UE5中使用了半透明材质的模型无法渲染出阴影。这个问题我一开始没想到，到最后在UE5中才发现。但是现在也难以再更改材质，所以只能将部分半透明的材质改成了不透明的材质。
灯具的灯光则是在蓝图中添加了对应的点光源或面光源。因为灯具在场景中会大量复制，使用蓝图可以统一控制，不需要一个个手动调整。
最后是在场景中把各个模型按设想布置好。因为默认的Directional Light足够亮，所以建筑内不用再布置其他灯光。
演示视频
作业得分：72/100
导师评语：
这些模型在游戏引擎中得到了成功演示。模型的形状多种多样，从分块到最终形状都做得很好。UV 做得很好，但纹理需要改进。特别是白色需要有更多的变化和轻微的噪点贴图，以增加真实感。此外，必须避免使用反光性极强的材料。地板纹理的变化要多一些，例如地毯纹理，这样可以避免单调。此外，还可以在室内场景中加入微妙的故事元素。动画看起来还不错，但可以进一步强调出站时的进站和出站动作。可以使用更实用的灯光来改善内部照明。最后，如果能有一些额外的资产，如灯柱、大门，会使环境更上一层楼。不错的报告。