ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 76
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
модели и грамотно выставленной сцене, можно получить очень хорошие результаты. При этом рендер будет в реалтайме, что не даст ни одна другая программа. Исключение, пожалуй использование V-Ray в 3DS MAX или MAYA. Но в этом случае вы теряете важный плюс, реалтаймовость. V-Ray выдаёт очень хорошую картинку, но не работает в таком режиме. Да, у него есть просчет на GPU, но это несколько другое, а просчет может занять до несколько десятков минут. К тому же, подключение PBR текстур к материалу V-Ray еще тот сомнительный процесс.
Запекание карт. Тут всё интереснее. При создании игровых моделей, необходимо запекание как технических карт для использования впоследствии при текстурировании, так и вывод текстурного сета по итогу. Вариантов у 3D художника не так много. Можно запекать карты в пакете моделирования, в котором вы работаете, в программе для текстурирования и по большому счету всё. Остается только Marmoset.
Основные этапы создания стилизованных персонажей: скульпт, ретопология, развертка, запечка, текстуры, риггинг, анимация, сборка в игровом движке.
Этап 1: Скульпт. Самая популярная программа для скульпта «ZBrush». «ZBrush» – это программа для 3D моделирования, созданная компанией «Pixologic». Отличительной особенностью данного программного обеспечения является имитация процесса «лепки» трехмерной скульптуры (рисунок 1).
Рисунок 1 – Программное обеспечение для скульпта
Полигоны в «ZBrush» очень плотные, тянутся как цифровая глина. Таким образом, получаются органические и плавные формы персонажа, как из пластилина (рисунок 2).
Рисунок 2 – Игровой персонаж
Создание высокополигональной модели является самым первым и в тоже время самым сложным этапом в создании модели, ведь именно от того, как будет выглядит такая модель, будет зависеть то, что выйдет в конечном результате в игровом движке. Каждая деталь должна создаваться с особой внимательностью. Саму модель я крутил постоянно и осматривал с разных ракурсов, чтобы точно убедиться, что все находится в нужных местах, ведь нередко случалось такое, что на финальных этапах я замечал недочеты, которые исправлять приходилось не один и даже не два часа.
Модель я лепил с помощью графического планшета, потому что с помощью него намного удобнее рисовать по поверхности моей модели. Также графический планшет учитывает силу нажатия и из-за этого можно воссоздать плавные переходы, что не может себе позволить любая компьютерная мышь. Мой графический планшет распознает 8912 силы нажатия, что очень помогает мне создавать такие элементы, которые я хочу.
Но перед тем, как скульптить, нужно определиться со стилем и собрать референсы. Референсы — это отсылки на предметы или объекты из реальной жизни.
Референсы обычно ищутся на каждую мелкую деталь, которую плохо видно на основном концепте. Это могут быть ботинки, перчатки, ремни и многое другое. Также мне понадобились множество референсов анатомии как реальных людей, так и стилизованных персонажей, ведь без знаний анатомии я бы не смог воссоздать целого персонажа.
На поиск таких изображений может уйти несколько часов, а то и дней. Во время работы мне также приходилось искать все больше и больше референсов для своего персонажа, ведь чем дальше я углублялся в дизайн человека, тем больше замечал деталей, которые я хотел бы передать, как художник. В некоторых случаях я обращался за помощью к своих друзьям и знакомым из области 3D-графики, чтобы они объяснили мне, как работают, например, складки на одежде в реальной жизни, как их лучше передать, чтобы они не казались пластмассовыми и неживыми.
Если в двух словах, то мне нужен концепт персонажа. В крупных проектах этим обычно занимается концепт-художник. Данный референс я нашел на сайте Artstation. Данным сайтом пользуются художники со всего мира, чтобы показать всем желающим свои возможности в области компьютерной графики. Финальный концепт определяет стиль персонажа, который будет в игре (рисунок 3).
Рисунок 3 – Референсы
На данный момент на моей модели около семи с половиной миллиона полигонов (рисунок 4). Моя задача — убрать несколько миллионов лишних полигонов с персонажа. Для этого мне понадобилась бы любая программа для 3D-моделирования. Это может быть Maya, Blender, 3Ds Max или любая другая. В начале я рассматривал для ретопологии такую программу, ка 3DCoat, но потом понял, что мне неудобно делать новую сетку именно там. По итогу я решил сделать ретопологию в Blender и установить специальный аддон для этого под названием Retopoflow. Данная программа значительно упрощает и автоматизирует ретопологию в некоторых местах.
Рисунок 4 – Персонаж, перегруженный полигонами
Первым делом я использовал функцию Decimation в ZBrush. Эта функция урезает полигоны таким образом, чтобы модель поместилась в 3D-редактор, но сам силуэт с маленькими деталями сохранялись.
После данной процедуры я зашел в программу для ретопологии и начал рисовать новую сетку поверх модели, в которой опустил маленькие детали. Таким образом я сократим мой полигонаж до желанных двадцати тысяч полигонов. Всю детализацию я добавлю позже с помощью карты нормалей. Главное, чтобы персонаж не потерял силуэт и пропорции.
На прошлом этапе скульпта было слишком много полигонов, а сейчас 20176. Упрощенная модель у меня теперь есть, так что можно идти дальше (рисунок 5).
Рисунок 5 – низкополигональная модель
Современные программы для текстурирования не могут наложить текстуру на 3D-модель, поэтому необходимо развернуть модель и сделать ее 2D-версию.
На этом этапе мне пришлось разворачиваем легкую низкополигональную модель и делаем из объемной 3D-модели плоскую 2D-модель. Сначала нужно определиться с тем, где наносить швы разреза на моей модели. Обычно их наносят в тех местах, куда человеческий глаз редко смотрит, например, на затылке или во внутренней части рук. Еще разрезы можно делать там, куда физически невозможно заглянуть. Часть под одеждой с этим хорошо справляется.
Чтобы понять, насколько хорошо разрезалась модель, нужно как бы ее разложить на квадратном листе. Если островок, которые я вырезал, хорошо раскладывается на поверхности, значит все хорошо и можно приступить к следующему островку.
Развертку я решил делать в программе RizomUV, потому что она заточена под создание хорошей и быстрой UV Развертки. Изначально планировал создать ее в том же Blender’е, но мне не понравилось малое количество функций для воссоздания этой самой развертки.
На рисунке шесть можно увидеть UVmap.
Рисунок 6 – Развертка модели
Свет в компьютерной игре – это математическая абстракция. Со светом можно работать так, как удобно или как лучше для модели. Подобное действие понадобится для переноса детализации со скульпта на «lowpoly» модель. Создается это при помощи карты неровностей «Normal Map».
Например, представим модель детализированного куба. Далее, смоделируем простой куб без деталей. В итоге получится обычный куб и куб с деталями. Детали на кубе отображаются из-за того, как падает компьютерный свет на куб и выделяет неровности. Эта карта неровностей называется «Normal Map». Если скопировать «Normal Map» куба с деталями и перенести ее на «lowpoly» куб, то появится иллюзия высокой детализации на простом кубе, но при этом, количество полигонов не изменится, потому что детализация это всего лишь иллюзия того, как падает свет на модель. Таким образом, на этапе запечки переносится детализация из высокополигональной модели («highpoly») на низкополигональную («lowpoly») (рисунок 7).
Рисунок 7 – Запечка
Также я запек такую карты как Ambient Occlusion.
Ambient occlusion — модель затенения, используемая в трёхмерной графике и позволяющая добавить реалистичности изображению за счёт вычисления интенсивности света, доходящего до точки поверхности. На рисунке 8 можно увидеть пример данной карты.
Рисунок 7 – Ambient occlusion
В итоге я получил детализированную модель с маленьким количеством полигонов (рисунок 8).
Рисунок 8 – низкополигональная модель вместе с Normap Map и AO
Substance Painter — популярная программа для текстурирования. На этом этапе я начал красить модель. Перед тем как текстурировать, нужно настроить базовые материалы и маски.
Начинал текстурить с объектов, которые больше бросаются в глаза, таких как тело, волосы, палки на спине и так далее. Сначала я набрасывал основной цвет на материал, а после настраивал отражения и добавлял более мелкие детали, как грязь, царапины и прочие повреждения на объектах (рисунок 10).
Рисунок 9 – Процесс текстурирования
На данном этапе нужно уделять внимание каждой маленькой детали, ведь именно от них вырисовывается целый образ моего героя. Каждую царапину нужно продумывать, каким образом она туда попала и в при каких обстоятельствах, ведь обычный человек при просмотре итоговых рендеров сразу заметит подвох и то, что
картинка не будет казаться живой, что персонаж является личностью, а не просто картинкой на мониторе (рисунок 10).
К этому моменту у меня есть низкополигональная модель и нужные текстурные карты. Теперь мне придется создать скелет, с помощью которого я будем анимировать своего персонажа. Внутри скелета будут несколько костей, каждую из которых я буду вручную настраивать, чтобы они воздействовали на определенные полигоны во время анимации (рисунок 11).
Рисунок 11 – Поза персонажа
Изначально персонажа делают в так называемой T-позе, когда руки смотрят в разные стороны под углом девяносто градусов или в A-позе, когда руки наклонены под 45 градусов. Каждый делает с той позы, с которой ему удобнее. Именно мне больше подходит второй вариант, потому что уже на этапе скульптинга вырисовывается готовый персонаж и он не выглядит, как робот
На данном моменте у меня есть готовая трехмерная модель и все нужные мне текстурные карты. Теперь мне предстоит импортировать все это в движок.
Изначально глаз пал на unreal engine 5, но я быстро переключился на Marmoset tolbag из-за его удобства.
Как только я зайдем в движок Marmoset вместе с трехмерной моделью, экран будет выглядеть так, как показано на рисунке 12.
Рисунок 12 – Интерфейс Marmoset
Так как на всего персонажа у нас всего один материал, то и настраивать придется только его в данном меню справа.
Здесь Я импортирую карту нормалей, амбиент оклюжн, карты отражений, свечения на лампе и карты металлика.
Наконец я доделал своего персонажа. Теперь его можно использовать в играх.
3D-моделирование — это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования — разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта.
Запекание карт. Тут всё интереснее. При создании игровых моделей, необходимо запекание как технических карт для использования впоследствии при текстурировании, так и вывод текстурного сета по итогу. Вариантов у 3D художника не так много. Можно запекать карты в пакете моделирования, в котором вы работаете, в программе для текстурирования и по большому счету всё. Остается только Marmoset.
-
Создание лоупольного трехмерного персонажа
2.1 Создание высокополигональной модели
Основные этапы создания стилизованных персонажей: скульпт, ретопология, развертка, запечка, текстуры, риггинг, анимация, сборка в игровом движке.
Этап 1: Скульпт. Самая популярная программа для скульпта «ZBrush». «ZBrush» – это программа для 3D моделирования, созданная компанией «Pixologic». Отличительной особенностью данного программного обеспечения является имитация процесса «лепки» трехмерной скульптуры (рисунок 1).
Рисунок 1 – Программное обеспечение для скульпта
Полигоны в «ZBrush» очень плотные, тянутся как цифровая глина. Таким образом, получаются органические и плавные формы персонажа, как из пластилина (рисунок 2).
Рисунок 2 – Игровой персонаж
Создание высокополигональной модели является самым первым и в тоже время самым сложным этапом в создании модели, ведь именно от того, как будет выглядит такая модель, будет зависеть то, что выйдет в конечном результате в игровом движке. Каждая деталь должна создаваться с особой внимательностью. Саму модель я крутил постоянно и осматривал с разных ракурсов, чтобы точно убедиться, что все находится в нужных местах, ведь нередко случалось такое, что на финальных этапах я замечал недочеты, которые исправлять приходилось не один и даже не два часа.
Модель я лепил с помощью графического планшета, потому что с помощью него намного удобнее рисовать по поверхности моей модели. Также графический планшет учитывает силу нажатия и из-за этого можно воссоздать плавные переходы, что не может себе позволить любая компьютерная мышь. Мой графический планшет распознает 8912 силы нажатия, что очень помогает мне создавать такие элементы, которые я хочу.
2.2 Референсы
Но перед тем, как скульптить, нужно определиться со стилем и собрать референсы. Референсы — это отсылки на предметы или объекты из реальной жизни.
Референсы обычно ищутся на каждую мелкую деталь, которую плохо видно на основном концепте. Это могут быть ботинки, перчатки, ремни и многое другое. Также мне понадобились множество референсов анатомии как реальных людей, так и стилизованных персонажей, ведь без знаний анатомии я бы не смог воссоздать целого персонажа.
На поиск таких изображений может уйти несколько часов, а то и дней. Во время работы мне также приходилось искать все больше и больше референсов для своего персонажа, ведь чем дальше я углублялся в дизайн человека, тем больше замечал деталей, которые я хотел бы передать, как художник. В некоторых случаях я обращался за помощью к своих друзьям и знакомым из области 3D-графики, чтобы они объяснили мне, как работают, например, складки на одежде в реальной жизни, как их лучше передать, чтобы они не казались пластмассовыми и неживыми.
Если в двух словах, то мне нужен концепт персонажа. В крупных проектах этим обычно занимается концепт-художник. Данный референс я нашел на сайте Artstation. Данным сайтом пользуются художники со всего мира, чтобы показать всем желающим свои возможности в области компьютерной графики. Финальный концепт определяет стиль персонажа, который будет в игре (рисунок 3).
Рисунок 3 – Референсы
2.2 Ретопология
На данный момент на моей модели около семи с половиной миллиона полигонов (рисунок 4). Моя задача — убрать несколько миллионов лишних полигонов с персонажа. Для этого мне понадобилась бы любая программа для 3D-моделирования. Это может быть Maya, Blender, 3Ds Max или любая другая. В начале я рассматривал для ретопологии такую программу, ка 3DCoat, но потом понял, что мне неудобно делать новую сетку именно там. По итогу я решил сделать ретопологию в Blender и установить специальный аддон для этого под названием Retopoflow. Данная программа значительно упрощает и автоматизирует ретопологию в некоторых местах.
Рисунок 4 – Персонаж, перегруженный полигонами
Первым делом я использовал функцию Decimation в ZBrush. Эта функция урезает полигоны таким образом, чтобы модель поместилась в 3D-редактор, но сам силуэт с маленькими деталями сохранялись.
После данной процедуры я зашел в программу для ретопологии и начал рисовать новую сетку поверх модели, в которой опустил маленькие детали. Таким образом я сократим мой полигонаж до желанных двадцати тысяч полигонов. Всю детализацию я добавлю позже с помощью карты нормалей. Главное, чтобы персонаж не потерял силуэт и пропорции.
На прошлом этапе скульпта было слишком много полигонов, а сейчас 20176. Упрощенная модель у меня теперь есть, так что можно идти дальше (рисунок 5).
Рисунок 5 – низкополигональная модель
2.3 Развертка
Современные программы для текстурирования не могут наложить текстуру на 3D-модель, поэтому необходимо развернуть модель и сделать ее 2D-версию.
На этом этапе мне пришлось разворачиваем легкую низкополигональную модель и делаем из объемной 3D-модели плоскую 2D-модель. Сначала нужно определиться с тем, где наносить швы разреза на моей модели. Обычно их наносят в тех местах, куда человеческий глаз редко смотрит, например, на затылке или во внутренней части рук. Еще разрезы можно делать там, куда физически невозможно заглянуть. Часть под одеждой с этим хорошо справляется.
Чтобы понять, насколько хорошо разрезалась модель, нужно как бы ее разложить на квадратном листе. Если островок, которые я вырезал, хорошо раскладывается на поверхности, значит все хорошо и можно приступить к следующему островку.
Развертку я решил делать в программе RizomUV, потому что она заточена под создание хорошей и быстрой UV Развертки. Изначально планировал создать ее в том же Blender’е, но мне не понравилось малое количество функций для воссоздания этой самой развертки.
На рисунке шесть можно увидеть UVmap.
Рисунок 6 – Развертка модели
2.4 Запечка
Свет в компьютерной игре – это математическая абстракция. Со светом можно работать так, как удобно или как лучше для модели. Подобное действие понадобится для переноса детализации со скульпта на «lowpoly» модель. Создается это при помощи карты неровностей «Normal Map».
Например, представим модель детализированного куба. Далее, смоделируем простой куб без деталей. В итоге получится обычный куб и куб с деталями. Детали на кубе отображаются из-за того, как падает компьютерный свет на куб и выделяет неровности. Эта карта неровностей называется «Normal Map». Если скопировать «Normal Map» куба с деталями и перенести ее на «lowpoly» куб, то появится иллюзия высокой детализации на простом кубе, но при этом, количество полигонов не изменится, потому что детализация это всего лишь иллюзия того, как падает свет на модель. Таким образом, на этапе запечки переносится детализация из высокополигональной модели («highpoly») на низкополигональную («lowpoly») (рисунок 7).
Рисунок 7 – Запечка
Также я запек такую карты как Ambient Occlusion.
Ambient occlusion — модель затенения, используемая в трёхмерной графике и позволяющая добавить реалистичности изображению за счёт вычисления интенсивности света, доходящего до точки поверхности. На рисунке 8 можно увидеть пример данной карты.
Рисунок 7 – Ambient occlusion
В итоге я получил детализированную модель с маленьким количеством полигонов (рисунок 8).
Рисунок 8 – низкополигональная модель вместе с Normap Map и AO
2.5 Текстуры
Один из финальных и в то же время один из самых важных этапов в создании любых трехмерных объектов является текстурирование модели. Текстурировать я решил в такой программе, как Substance Painter.Substance Painter — популярная программа для текстурирования. На этом этапе я начал красить модель. Перед тем как текстурировать, нужно настроить базовые материалы и маски.
Начинал текстурить с объектов, которые больше бросаются в глаза, таких как тело, волосы, палки на спине и так далее. Сначала я набрасывал основной цвет на материал, а после настраивал отражения и добавлял более мелкие детали, как грязь, царапины и прочие повреждения на объектах (рисунок 10).
Рисунок 9 – Процесс текстурирования
На данном этапе нужно уделять внимание каждой маленькой детали, ведь именно от них вырисовывается целый образ моего героя. Каждую царапину нужно продумывать, каким образом она туда попала и в при каких обстоятельствах, ведь обычный человек при просмотре итоговых рендеров сразу заметит подвох и то, что
картинка не будет казаться живой, что персонаж является личностью, а не просто картинкой на мониторе (рисунок 10).
Рисунок 10 – Детализация на этапе текстурирования
2.6 Риггинг
К этому моменту у меня есть низкополигональная модель и нужные текстурные карты. Теперь мне придется создать скелет, с помощью которого я будем анимировать своего персонажа. Внутри скелета будут несколько костей, каждую из которых я буду вручную настраивать, чтобы они воздействовали на определенные полигоны во время анимации (рисунок 11).
Рисунок 11 – Поза персонажа
Изначально персонажа делают в так называемой T-позе, когда руки смотрят в разные стороны под углом девяносто градусов или в A-позе, когда руки наклонены под 45 градусов. Каждый делает с той позы, с которой ему удобнее. Именно мне больше подходит второй вариант, потому что уже на этапе скульптинга вырисовывается готовый персонаж и он не выглядит, как робот
2.7 Импорт модели и текстурных карт в игровой движок
На данном моменте у меня есть готовая трехмерная модель и все нужные мне текстурные карты. Теперь мне предстоит импортировать все это в движок.
Изначально глаз пал на unreal engine 5, но я быстро переключился на Marmoset tolbag из-за его удобства.
Как только я зайдем в движок Marmoset вместе с трехмерной моделью, экран будет выглядеть так, как показано на рисунке 12.
Рисунок 12 – Интерфейс Marmoset
Так как на всего персонажа у нас всего один материал, то и настраивать придется только его в данном меню справа.
Здесь Я импортирую карту нормалей, амбиент оклюжн, карты отражений, свечения на лампе и карты металлика.
Наконец я доделал своего персонажа. Теперь его можно использовать в играх.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
3D-моделирование — это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования — разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта.