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【substance designer】基础节点笔记_histogram select

作者：花生_TL007 | 2024-03-18 18:56:25

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histogram select

我们都知道substance designer是一款基于节点的程序化材质生成功工具，这个笔记主要就是简单记录下各常用基础节点的功能。

假定读者像笔者一样，已经了解sd的3d视图的基本操作，和各类材质，资产的静态-动态导入方式，且具备一定的绘图/修图基础。
不然在阅读一些笔记时可能会出现难以理解的情况。

想了解全部的节点参数细节，请详阅adobe的官方文档。
node liberary-Adobe documents
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我的sd版本如下：

文章目录

1. Blend节点/混合节点

混合（blend）节点是基础中的基础节点，主要实现两个贴图间的计算。
输入参数为三个：前景色（颜色/灰度），背景色（颜色/灰度）和遮罩。
注意遮罩只对背景发挥作用。
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常用参数如下：
第一个参数控制混合计算强度，强度为0则不发生混合技术。
第二个参数为混合模式，参考PS的图层模式。
第三个参数往往在接入了遮罩贴图时才能使用。

模式-复制copy

对单个像素来说，即是单纯地使用前景色覆盖背景色。
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使用了遮罩的情况

模式-添加（线性减淡）add

实现两个颜色的相加
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RGB模式下，红绿拉满的计算结果为黄色

模式-减去subtract

实现逻辑为背景减去前景
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模式-正片叠底（乘法）multiply

乘法不考虑前后顺序
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模式-添加子项addsub

前景中色值大于0.5的部分，执行加法/添加模式。
前景中色值小于0.5的部分，执行减去模式。
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样例的效果上来说，即前景中色值小于0.5的部分被筛掉了。

模式-最大值/最小值max/min

即选择前后景中对应的最大值/最小值。
最大值模式如下：
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最小值模式如下：

模式-切换switch

在效果上与复制类似，即不透明度从0-1时，倾向于显示后景色-前景色。
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模式-划分/除法divide

即后景色除以对应的前景色。
可见当前景色值较小时，对应后景色部分的亮度被显著地提升了。
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模式-滤色screen

目前我学习中比较少用到的节点，逻辑上，使进行混合的两个颜色先取反，再相乘，再取反。所以效果上，为正片叠底模式的取反。
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与正片叠底模式(下方第一图）的对比

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模式-叠加overlay

同样是分支模式混合节点。
判断基准为后景色，大于0.5的部分使用滤色模式，小于0.5的部分使用正片叠底模式。
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模式-柔光soft light

也是少用的节点。
基准是前景色，前景色中亮度超过50%的颜色会使后景色对应部分变亮，低于50%的颜色会使后景色变暗。
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2. Curve/曲线节点

跟PS的曲线调整功能类似，用于调整画面的明暗对比度，或是去获取一些割裂性的效果。
即通过调整明暗曲线的方式，调整输入图像的明暗情况。
也可以通过rgb通道独立调整的方式，进行单独的调整。

要是没有绘画/修图的理论基础，基本上不好理解这个节点的逻辑。

这个明暗曲线描述的就是输入输出的色值的对应关系。
即是说，在默认的曲线（或者说直线）基础上，输入/输出的色值是1/1对应的，通过拉动这个曲线的值，最终实现映射关系的变化，从而改变对比度。
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以这张原神的插画为例（注意原图被压缩为1/1尺寸），我们去调整它的曲线。

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曲线管线调整如下，即是说红框部分对应的明度信息的映射关系，我们把它由暗改为亮。

可以看到原本的暗部的部分，被加亮了，并且原先处于中间调的部分，有的地方被压暗了。

曲线视图工具栏的前六个按钮，对应的是插入的控制节点的属性：
1.位置复原
2.两轴锁定（即两轴会保持相对角度进行运动）
3.曲线平滑：会自动平滑插入点两侧
4.左轴锁定：只能调整右轴
5.右轴锁定：只能调整左轴
6.直线化：控制点后侧成为直线

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通过一些曲线操作，我们可以实现过渡平滑的纹理变得对比强烈。

3. Transformation 2D/2D变换节点

非常浅显易懂的节点，对输入的图像进行2D变换。
需要注意的是，他的旋转和缩放参数是实时生效的，且生效后对应参数会直接刷新成初始值。在一番复杂的操作后，如果想通过修改数值返回到初始状态是很困难的，基本只能通过重置转换矩阵来实现。
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另一个较常用属性的是该节点的平铺模式，默认状态下该值不可调整，需要主动调整继承模式（红框部分）为“绝对”，才能进行调整。

4. Levels/色阶节点

跟曲线节点逻辑类似，用于条件图像的明暗对比。支持亮度通道，RGB通道，透明度通道的调整。
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导入图像后，可以看到图像整体的暗部-中间调-亮部的柱状图统计分布。

顶部为变换轴，通过三个控制器还控制暗部，中间调，亮部的变化。
通过调整顶部的控制器，柱状图中对应亮度的pixels会被划分到暗部和亮部。
例如，当我们把暗部控制器右推时，原有的中间调偏暗的部分将会被划为暗部。
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底部轴为压缩轴，即通过拉动对应的控制器，相应的，pixels的分布区间会被压缩。
即我们拖动暗控制器时，由于原本的暗部被压缩，画面整体会变亮。
对于拖动亮控制器，逻辑相反。

5. Histogram/直方图系列节点

该系列节点全部只接受灰度输入，采用了类似于色阶节点的运算逻辑。

5.1. histogram range节点

两个参数：
第一个参数为对比度控制，在默认情况下，会一定程度上降低输入图像的对比度，类似于模糊。
第二个参数为类似于色阶节点的中间调控制。
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5.2. histogram scan节点

两个参数：
position/位置参数的逻辑和Histogram range节点类似，做中间调控制器。
contract参数能够锐化图像。
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拉动contract参数：0-1。

5.3. histogram select节点

histogram系列中相对难理解的节点，主要提供基于灰度的选择功能，做出遮罩。
三个参数：
position：控制选择位置，亮度0-1
range：控制选择范围，一般不能拉为0
contract：对比度，控制选区锐化
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以输入线性过渡贴图为例
range调整，改变选择范围

拉动range，扩大选择范围

有个histogram select节点非常经典的应用，选择符合指定高度区间的全部pixels：
蓝色部分为选中的pixels

6. Normal/法线节点

常用的法线类节点，主要包括法线转换和法线混合类节点。

6.1 normal节点

把灰度图转换为法线贴图，扩展颜色通道的信息。
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6.2. normal combine节点

有dcc和引擎基础的人都知道，法线是不能直接线性加权相加的，平坦面对应法线由于自身z方向权重更大，会影响其他面法线使之变平，导致细节的丢失。
所以需要使用专门的法线混合节点，而非blend节点来进行法线混合。

blend进行1/2权重的混合（下方第一图）vs normal combine（下方第二图）
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6.3. height normal blend节点

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如其名，实现高度贴图和法线贴图的混合，实际上也可以先把高度贴图转换成法线贴图再做混合，目前暂未感受到太大区别。

在官方文档的描述中，我们看到其被定义为一种比拆解式混合法更快一些的方法。
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6.4. normal blend节点

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如其名，提供法线混合运算，且跟blend节点一样提供了mask的输入口。

7. Blur/模糊节点

7.1. blur节点

没什么能说的，就是模糊。
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7.2. blur hq节点

blur的高端替代，能用blur的时候基本都用blur hq，整体扭曲失真更少。
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7.3. directional blur节点

方向模糊，提供方向参数
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7.4. anisotropic blur节点

各向异性模糊，额外提供各向异性和质量的参数控制：
anisotrophy越大，各向异性越强。
质量为二元参数，0时为blur，1时为blur hq。

在执行模糊的同时，在指定角度（下下图红框部分）上保留原有形状。
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7.5. non-uniform blur节点

使用mask作为模糊强度，兼具上述节点的参数。
通过samples和blades参数共同控制模糊质量。
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7.6. radial blur节点

径向模糊，使图案能够绕指定圆心进行模糊。
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7.7. slop blur节点

SD中最有意思的模糊节点，其模糊的各向异性由mask输入来控制，能够实现类似于两种形状混合的模糊效果。
在模糊过程中，给图案添加大量的细节。
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8. Tile/平铺节点

毫不夸张地说，用以支撑生成各类平铺效果的节点，是SD中最重要的一系列节点。
不管是单纯地构成图案的主体，或者是用以在画面中增加细节信息量，tilling相关的节点和参数都发挥了重要作用。

8.1. tile generator

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实例化参数

允许用户从x，y轴两个维度控制生成实例的数目
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样式参数

允许用户自选实例化的图案，且允许用户对输入的自定义图案进行实例化。
有图案随机性，旋转随机性，对称随机性参数。
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尺寸参数

支持不同的尺寸模式，支持控制x，y方向上的间隙大小，支持随机化尺寸生成
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位置参数

即控制位移相关的参数，有个体的偏移和全局偏移的参数。
注意这里第一个偏移为随着行列做线性增长的偏移。
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旋转参数

与尺寸参数的相比，旋转参数的控制粒度更细
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颜色参数

主要实现的是随机亮度，支持按编号，尺寸的随机，并且支持自定义mask。
增加信息量的一把好手。
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8.2. tile random

与tile generator整齐的排列不同，tile random实现一个排列上更随机的实例化生成节点。
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实例化参数和图案参数和tile generator逻辑相似。

自动分割参数

实现水平，数值方向的随机分割。
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其他参数与tile generator类似。

形状参数

其他位置参数与tile generator的旋转类似，但增加了旋转限制开关。
通过控制限制，能够控制旋转的图案是否重叠。
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8.3. tile sampler

终极版tile generator，兼具上述的参数功能，主要是实现了多个用户自定的图形输入接口。
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scale map input

displacement map input

rotation map input

vector map input：能够驱动基于vector map的缩放，偏移和旋转

color map input

mask map input：通过用户自定控制mask剔除范围