Привет всем, сообщество Хабра! Сегодня я хочу рассказать вам о рабочем процессе 3D-художников, как в него вникнуть и остаться со стабильной нервной системой.
Статья ориентирована на новичков в этой области; опытные акулы могут предаться ностальгии и вспомнить, как все начиналось.
В этой статье я опишу этапы создания моделей среды.
Также в следующей части мы рассмотрим дополнительные этапы работы художника по персонажам.
Расскажу вам историю абстрактного персонажа Васи.
Что-то в его жизни перевернулось, он решил бросить старое доброе рисование и перейти в 3D. Вася, конечно, пошел посмотреть, сколько заплатили юным корифеям за эту работу и что для этого требуется.
Открывается вакансия на юниора, а там: знание 3ds Max/Maya/Blender (все зависит от желания работодателя); низкополигональные, высокополигональные, некоторые пугающие навыки моделирования Subdiv; УФ-картирование; PBR текстурирование; знание Substance Painter; фотошоп; Дизайнер веществ; Также хотелось бы иметь возможность визуализировать V-ray/Corona/Keyshot; умение рисовать от руки; кто-то просит собрать сцену в Marmoset. И все это не за какие-то баснословные суммы, а за среднюю зарплату кассира или официанта (автор не преувеличивает).
Вася заполнил вакансию и каждый вечер плакал от количества страшных слов и вопросов в голове.
Конец.
Чтобы уменьшить количество сломанных судеб, берусь все объяснить.
И первое, что хотелось бы отметить, это никогда Не соглашайтесь работать за еду.
Не нужно удешевлять работу коллег по цеху, но и просить миллионы после выполнения одной работы тоже не нужно.
Когда вы почувствуете, что уровень вашей работы достаточен, чтобы за нее получать деньги, прочтите: мама говорит, что это хорошо, желательно найти опытного человека и спросить, что он думает. И только когда он скажет, что всё более-менее, тогда и надо идти на охоту.
А пока разберемся, с чего начать.
Нужно понимать, что список программ, требуемых работодателями, довольно средний; если очень захотеть, то можно сделать все в одном и получить достижение «Этот парень мог бы это сделать, с ним нельзя шутить» .
Но все же удобнее использовать специализированные программы, поэтому я укажу некоторые из них, подходящие для определенного этапа работы.
Итак, начнем.
Краткое содержание статьи:
- Концепция
- Моделирование
- Ретопология
- UVW-картирование
- Текстурирование
Концепция
Первое, что должно прийти вам в голову, это концепция .Вы должны точно знать, что хотите получить в итоге; Я считаю, что творческий полет может себе позволить только опытный человек (допустимо немного отступить от концепции).
Есть несколько вариантов: можно нарисовать концепцию самостоятельно, чтобы посмотреть, что получится в итоге, а можно использовать уже готовую.
лист модели , которых в интернете куча (только не забудьте получить разрешение автора, либо сделайте сами, нигде не публикуйте).
По сути, лист модели — это концепция персонажей (как людей, так и животных), но я видел даже лист модели камня (сюрприз).
Почти всегда это выглядит так: 
Лист модели персонажа
Здесь нужно быть осторожным, их есть 2 вида: для аниматоры и для 3D ребята .
Нам нужен тот лист, где фигура находится строго в А или Т - позе или, как показано на примере, есть несколько сторон (задняя, передняя, боковая) и каждая сторона совпадает с другой по линиям, как на картинке ниже: 
Его Величество Моделирование
И вот примерно на этом этапе начинаются разногласия.У каждого художника свой подход к работе и зависит от вида моделирования и конечной цели.
Типы моделирования Поскольку полигональное моделирование чаще всего используется в суровом игровом производстве, мы его и рассмотрим.
Существует низко-/средне- и высокополигональная модели.
Слева направо: низкополигональная, среднеполигональная, высокополигональная.
Разница, думаю, понятна — количество полигонов и уровень детализации.
Теперь, когда мы понимаем, какую модель нам предстоит сделать и с каким полигоном работать, решаем, какого он типа — твердая поверхность или органический ? Пример твердой поверхности: 
Органический пример: 
Исходя из этого, выбираем подход, ведь для твердых поверхностей удобнее использовать Моделирование подразделений , а для органики – лепка .
Но, как и в любом правиле, здесь тоже есть исключения: в ZBrush можно изучить инструмент ZModeler и сделать Subdiv или, наоборот, сделать органичные модели без использования скульптинга (последнее мне кажется непрактичным).
Что такое моделирование подразделений? Моделирование подразделений — это метод представления гладкой поверхности путем сглаживания более грубой полигональной сетки.
По сути, вы строите сетку для сглаживания, а затем применяете модификатор Турбосмуз , который разбивает один полигон на четыре, переходит от примитивного к гладкому и сложному.
Вот как это выглядит: 
Постепенное сглаживание грубых форм.
Что такое лепка? Все знают, как работает скульптор.
Принцип здесь тот же, только работать нужно в цифровой среде.
А если сравнивать скульптинг и Subdiv, то главным преимуществом является то, что он создает высокодетализированные объекты, состоящие из миллионов полигонов, тем самым достигается фотореалистичность модели, а основная область его применения – это, конечно же, создание органических модели сложных форм и фактур, копирование реальных, создание фантастических или сказочных персонажей, животных, растений, пейзажей и даже мебели.
Пример: 
Создать такую деталь с помощью Subdiv очень сложно, практически невозможно.
Шаги для лепки и сабдива различны: Подраздел:
- построение общей формы низкополигональной модели;
- на этапе построения высокополигона производится сглаживание;
- добавление мелких деталей.
- блокировка в Dynamesh
- ретопология (на этом этапе получаем low-poly, сохраняем отдельно)
- уточнение деталей путем увеличения уровней Subdivision (работает так же, как Turbosmooth).
Программное обеспечение: 3ds max, Maya, ZBrush, Blender.
Ретопология
Самый сложный этап для новичка – это ретопология .Это целая наука, имеющая свои правила анимации, кино и игр.
Во-первых, на этом этапе было бы неплохо систематизировать части модели, возможно, некоторые объединить, а другие оставить.
Для ретопологии игры похожие элементы обычно объединяются по принципу «все, что можно разделить, — отдельно».
Давайте посмотрим на более наглядный пример: 
Персонаж разделен на сабтулы (выделены цветом)
Все, что обозначено одним цветом, является одним сабтулом.
Есть несколько правил, которых следует придерживаться при создании ретопологии:
- в тех местах, где модель будет двигаться, сетку следует сделать более плотной и анатомически правильной (построенной с учетом естественной анатомии);
- никаких n-угольников, только квадраты, прямоугольники и треугольники, хотя последних лучше избегать;
- используйте минимальное количество полигонов для описания формы;
- если квадратный многоугольник деформирован, лучше разделить его на треугольники и провести диагональ;
- нужно соблюдать баланс размеров полигонов, они должны быть примерно одинаковыми и выглядеть гармонично;
- Лучше создать симметричную сетку, а затем отредактировать ее, если модель асимметрична.
Довольно удобно сначала делать это автоматически, а потом исправлять ошибки машины, но профи все же предпочитают делать это вручную.
Если модель изначально имела Low-Poly версию, то вся ретопология заключается в том, чтобы найти способ из существующей сетки сделать сетку с еще меньшим количеством полигонов.
Возможно, стоит убрать те части, которые не видны, например, тело под одеждой.
Эту операцию можно выполнить как в том программном обеспечении, в котором вы моделировали, так и в специализированных программах, таких как Топоган 2 .
УФ-картирование
UVs сделаны для того, чтобы текстура легла правильно, а не так:
Вот как выглядит растянутая текстура «УФВ-сканирование» или просто «развертка» – это название эта операция получила благодаря обычному переводу с английского Unwrap UVW. Требования для качественного сканирования:
- при создании разработки необходимо создать швы, по которым она будет открываться;
- Швы желательно спрятать туда, куда любопытный игрок не сможет дотянуться;
- элементы сканирования необходимо распределить в пределах отведенной вам площади (шахматного поля);
- пространство квадрата должно быть заполнено максимально (чем больше размер части развертки, тем лучше будет текстура);
- Желательно расположить все элементы уникально, но бывают случаи, когда некоторые из них могут накладываться друг на друга (обычно это называется «перекрытием»), если они не видны игроку и не обязательно требуют уникальности, например, стул ноги;
- оставляйте некоторое пространство между элементами, чтобы избежать попадания на другие части карты.
В этом случае низкополигональная модель выглядит как высокополигональная, но количество полигонов остаётся прежним.
"Выпекать" означает перенос некоторых характеристик материала или сетки модели на изображение карты.
Тот же принцип художник использует, когда изображает объём, цвет и свет на плоском листе бумаги.
После завершения развертки мы можем посмотреть на результаты наших трудов: 
Слева скан представленной модели.
Зелёные полосы на модели человека такие же.
швы , вдоль которого он развернут. Теперь каждая уважающая себя программа имеет возможность выполнить такую операцию; есть и специализированные, например UVlayout , РизомУФ .
Я всегда пользовался возможностями 3ds max, этого было вполне достаточно.
Прежде чем перейти к запеканию текстур, было бы неплохо сделать следующее: 1. Триангуляция низкополигональной модели , то есть разбить полигоны на треугольники, так как при неправильном автоматическом разбиении могут возникнуть проблемы с нормалями (направлениями полигонов), что приведет к ненужным артефактам.
Но я этого не делаю, потому что современные алгоритмы, на мой взгляд, с этим хорошо справляются, и если возникают такие проблемы, я возвращаюсь с этого шага и исправляю его; 2. Создать клетку .
Проще говоря, клетка — это версия низкополигональной модели, адаптированная так, чтобы полностью покрывать высокополигональную модель.
При его построении модели должны иметь одинаковые координаты;
Это выглядит так: 
Синяя сетка вокруг модели — это клетка, пространство, в котором будут фиксироваться детали высокополигональной модели.
3. Назначьте каждой части модели (в ZBrush — сабтулы) свой материал.
, чтобы при импорте в Substance Painter они также были разделены, а не объединены вместе.
Перейдем к текстурированию.
Текстурирование и запекание текстур
Вы можете запечь необходимые текстуры в той же программе, в которой моделировали, но я для этих целей использую именно ее.Художник по субстанциям – понятно, удобно, что еще нужно.
Запекание происходит автоматически, все, что вам нужно, это импортировать отсканированную модель в программу Low-poly (обязательно!), затем выбрать подходящий вариант, загрузить высокополигональную модель, выбрать разрешение карты, загрузить Cage или выбрать отступы от модели.
и нажмите кнопку «Велосипед Все» Наборы текстур.
PBR текстурирование Самая распространенная технология текстурирования в играх.
PBR — физический рендеринг , позволяет создавать фотореалистичные текстуры, используя набор карт. Часто используемые карты: Ambient Occlusion — показывает взаимодействие между элементами модели.
Эта карта создает мягкую тень, как будто модель освещена без прямого света; Диффузный – определяет цвет и рисунок объекта; Металлический – показывает, насколько металлический материал; Шероховатость – контролирует четкость отражений света, показывает шероховатость объекта; Normal – отвечает за рельеф модели, каждый цвет показывает разные оси направления.
Вот как это выглядит в самом примитивном примере: 
Слева квадрат без карт нормалей, справа карта нормалей
Substance Painter имеет очень широкий функционал, который значительно упрощает текстурирование: можно рисовать прямо с модели, использовать разнообразные альфы, готовые штампы твердой поверхности, процедурные карты, фильтры, маски — в общем, полная свобода для фантазии.
После вы получите карты, которые можно экспортировать и отправить напрямую на любой игровой движок, шаблонов здесь много: для Unity 4/5, Unreal Engine, Dota 2, V-ray, Corona и т. д. Собственно, на этом работа над окружением заканчивается; последующие этапы, которые будут описаны в следующей статье, используются в основном при создании персонажей.
Спасибо за прочтение, да пребудет с вами сила! Теги: #Игровой дизайн #дизайн #Графический дизайн #Работа с 3D-графикой #3d-графика #3d-моделирование #новички #текстурирование #карты нормалей #полигональное моделирование #скульптура #ретопология #развертка #uv-маппинг #uv-маппинг #ретопология
-
Искусство Управления Ит-Проектами, 2-Е Изд.
19 Oct, 24 -
Начинающие Java-Программисты
19 Oct, 24
