Создание окружения для игр в 3ds max
Обновлено: 02.07.2024
Концепт-художник Джейми Рид поэтапно показывает процесс работы над локацией.
Джейми Рид — создатель окружения в игре RuneScape от Jagex. Он начинал тату-художником и со временем заинтересовался гейм-артом, в частности — 3D. Джейми занялся онлайн-обучением, параллельно подрабатывая в супермаркете на полставки. Первую работу художник получил через два года в небольшой студии мобильных игр Neon Play.
Тогда я в основном работал в Unity. Многие из проектов не были изданы, но я получил опыт в различных стилях и жанрах. В 2018 году я перешел в Jagex и стал работать с окружением.
Sunset Glade — личный проект Джейми. Его цель — создание крупной среды в Unreal Engine для портфолио. На эту работу Джейми вдохновили локации Spyro: Reignited Trilogy. Под впечатлением от этих игр, художник решил придумать собственный проект локации.
Работая над личными проектами, я делаю наброски своих собственных оригинальных дизайнов и, как правило, люблю делать всё с нуля. Этот процесс — прекрасная возможность изучить движок и его инструменты для создания сложных материалов.
Прежде чем погрузиться в моделирование или работу с игровым движком, важно составить мудборд, список ассетов и подобрать референсы. Джейми рекомендует не ограничиваться одним ресурсом вроде Artstation или Pinterest. Собирайте внутриигровые скриншоты и не пренебрегайте старым добрым поиском в Google. Такая смесь средств делает ваш образ мышления шире, а художественный стиль — более разнообразным.
Я использую PureRef для создания артбордов. Для удобства группирую изображения по категориям: освещение, цветовая палитра, архитектура, листва и так далее.
К концу подготовительного этапа дизайнер должен быть вооружен первоначальным концептуальным эскизом, полным списком ассетов, большой коллекцией референсов и приблизительной цветовой палитрой для основы изображения. Когда всё это собрано — вы готовы к моделированию!
В финале препродакшена у дизайнера должно быть представление о каждом элементе локацииБлокаут — предварительное конструирование локации максимально простыми формами. На этом этапе всё сводится к нанесению широких мазков, созданию простого ландшафта и отображению крупных форм с использованием базовых примитивов. Это позволяет быстро собрать композицию пространства, легко изменяя отдельные элементы при необходимости.
Я просто использовал стандартные базовые формы Unreal, чтобы представить портал, стену, большие камни и деревья, а также инструменты ландшафта для создания простой поверхности земли.
В качестве ориентира для композиции дизайнер использовал правило третей. Портал — точка интереса на правой вертикальной линии сетки.
Джейми не хотел создавать вид с одного ракурса. Он решил сконструировать большую законченную террирорию, которую можно рассматривать с разных углов. Этого не было в первоначальном наброске, поэтому пришлось потратить некоторое время, чтобы построить небольшую зону прохода. По этой дорожке игрок проходит, чтобы попасть в локацию. К тому же, презентация окружения с разных сторон сделает работу более качественной. Несколько хороших видеороликов и кадров станут отличным бонусом в конце проекта.
В работе над грубым наброском или идеей в голове может показаться, что вы играете со слишком большим количеством композиций. Но продумывание каждой детали даёт прочную основу на старте. В дальнейшем чёткое понимание концепции избавит вас от бесконечных правок.
Рабочий процесс над Sunset Glade выглядел следующим образом:
- Maya — для моделирования;
- Zbrush — для скульптинга;
- Substance Painter и Photoshop — для создания текстур и компоновки;
- Unreal — для начального блокинга, сборки уровней, создания материалов и vfx (visual effects — визуальные эффекты).
После подготовительного блокинга в Unreal Джейми экспортировал отдельные элементы в Maya, чтобы использовать их в качестве референсов для создания скульптурных баз.
Лично мне гораздо удобнее создавать прокси/базовую сетку в Maya и импортировать её в Zbrush для скульптинга, если мы не говорим об органике. В дальнейшем я экспортировал эти модели в Unreal, заменив ими примитивные формы, чтобы сверить масштаб и читаемость перед тем, как перейти к Zbrush.
Джейми выбрал простой стиль, без резких деталей и ненужного шума. Достаточно описать материал так, чтобы он читался, и добавить ему незначительные повреждения.
Некоторые концепт-художники любят использовать всего несколько кистей, я из их числа. Мне нравится минимизировать количество инструментов, которые я использую для лепки.
Кисти, используемые Джейми при скульптинге в ZBrush. Слева направо: грани, объем, поверхности, трещины и надломыКрая и грани дизайнер сделал с помощью TrimDynamic и TrimSmoothBorder для нескольких скосов, небольших сколов и ямок. Объём, в основном для скульптуры головы оленя, он наращивал с ClayTubes. Orb_Rock_Detail — в качестве основы для поверхностей скал.
После использования этой кисти Джейми вручную редактировал каждый элемент, чтобы поверхность не выглядела одинаковой. Orb_Cracks и Orb_Slash01 использовались для добавления трещин и щелей на камнях и стволах деревьев. Чтобы привести в порядок и сгладить геометрию — Dynamesh Tool и Polishing.
Этих инструментов достаточно для стиля, к которому я стремился. Я знал, что как только я начну добавлять больше элементов в сцену, детализировать наслоения и добавлять декорации — всё будет выглядеть самодостаточно.
С помощью плагина Decimation Master Джейми сделал ретопологию ассетов, уменьшив количество полигонов с сохранением качества модели. Затем он экспортировал их в Maya для дополнительной очистки вручную и создания UV-развертки.
Чтобы сохранить единообразие стиля, текстуры тоже должны быть простыми.
Я пришел к этому с опытом: лучше сосредоточиться на общей картине, чем на излишней детализации отдельных ассетов.
Для текстурирования стволов деревьев и каменных поверхностей Джейми использовал плагин для Substance Painter под названием SoMuchMaterials. В нем есть множество встроенных предустановок, которые можно использовать в качестве базового шаблона для стилизованных материалов. Поместите материал в свой стек слоёв, выберите нужный пресет и задайте необходимые свойства в настройках.
После этого я добавил дополнительный цветной слой заливки и использовал кисть с нестандартной фактурной альфой для создания маски. Это придало поверхности живописную детализацию, которой было достаточно, чтобы разбить плоские цвета и градиенты и не быть слишком шумным.
Для текстуры листвы на деревьях Джейми решил подобрать единый «модуль», по которому будут сделаны все кромки. В Photoshop с помощью альфа-каналов он сформировал группы элементов по формам веток деревьев. Затем художник использовал эти макеты для текстур и оклюжена.
Я хотел иметь возможность подкрашивать листву в Unreal (подробнее об этом позже), поэтому упаковал различные чёрно-белые маски в каналы RGB, чтобы отделить друг от друга листья и ветви.
Эту же технику Джейми использовал для создания текстур куста, цветов, плюща и травы. Внимательный зритель увидит ту же альфа-форму листа во многих из них. Это позволяет создать сходство языка форм в окружении.
После предварительной подготовки, создания модели ствола и альфа-листвы, нужно собрать все это воедино. Джейми вырезал отдельные элементы текстуры и объединил их в две простые модели: одну для основного полога дерева, вторую — для мелких веток.
Чтобы сформировать окончательный вид листвы, художник скопировал модули и расположил их вокруг ствола. Деревья возле портала сделаны по образцу красного клена, остальные — ясеня.
Слева направо: вырезанные компоненты, готовые модули листвы, собранная модель кроныЧтобы контролировать, какие части веток будут затронуты ветром, Джейми добавил градиент в Unreal. Яркий зеленый цвет — ближе к вершине, там ветер сильнее всего, более темный цвет — у листьев ближе к стволу. Это кропотливый процесс, который требует много времени.
Другие материалы
Мастер-материал, используемый для камней и стволов деревьев, имеет несколько разных функций внутри.
Чтобы добавить мох на вершины скал и портал, Джейми использовал тайловую текстуру, которая накладывалась по мировым координатам. Эту текстуру он сделал в Photoshop, и действовала она только на поверхностях по оси Z. Она использовалась в качестве альфа для выравнивания среды и с параметрами для управления резкостью и наклона зеленого мха. Также художник добавил параметры для управления объёмом и интенсивностью карты нормалей с параметром Static Switch для его включения или выключения.
С помощью функции Vertex painting стало возможным рисовать в красном и зелёном каналах для плюща на стенах, скалах и столбах. В синем канале наложена маска мха.
Последним этапом Джейми добавил парящие драгоценные камни на вершине колонн. Для этого он использовал математику на основе ноды Time, Sine и перемножение на Contast3Vector со значением 0,0,5, что позволило создать медленное движение вверх-вниз по оси Z. Он также подключил это через переключатель Static Switch, таким образом, можно включать это подпрыгивающее движение только для материалов кристаллов.
Джейми решил покрасить листву сразу в Unreal, чтобы вносить изменения в цвет с меньшими затратами. Он использовал несколько нодов Constant3Vector, преобразованных в параметры, чтобы каждый элемент материала мог иметь собственный цвет. Он замаскировал кроны с помощью Vertex Color и различных каналов текстуры листвы. Затем склеил их вместе, чтобы сформировать основной цвет, а также цвет подповерхностного рассеивания.
Покачивание листвы он настроил с помощью SimpleGrassWind с постоянными параметрами, используемыми для управления прочностью в инстансах материалов. Это было умножено на узел Vertex Color, чтобы указать, какие части мешей были затронуты, а затем подключено к World Position Offset.
Для портала, кристаллов и облаков Джейми создал закрученную текстуру, используя альфы листьев, и добавил движение, повернув её с помощью узла вращения. Небольшой шум Перлина использован, чтобы перемещаться по объекту и смещать вершины, с помощью подключения к ноде World Position Offset.
В процессе работы над Sunset Glade концепция освещения изменилась. В основном за счет эффектов постобработки. Но об этом чуть ниже.
Для солнца использовался основной направленный оранжевый свет, расположенный под углом, который освещал путь, ведущий к порталу. Этот свет отбрасывает большинство теней в окружающей среде.
Чтобы сбалансировать отсутствие отраженного света, Джейми использовал вторичный направленный свет с небольшим желто-зеленым оттенком, расположенный в противоположном направлении от солнца, чтобы помочь обозначить наиболее темные области. Едва уловимый свет от неба (с использованием изображения, загруженного с HDRI Haven) добавляет немного света в затененные области.
Для портала дизайнер использовал большой источник бирюзового цвета, который поддерживался точечным светом от парящих кристаллов для дополнительного свечения. Они дополняли тёплые тона окружения и в то же время создавали приятный контраст.
Wu Zepu, китайский 3D-художник, расскажет о процессе создания работы Clone средствами CryEngine и 3ds Max.
Для создания работы Clone я проделал ряд следующих шагов:
- Создал готовую модель и текстуры.
- Импортировал файлы в движок.
- Настроил параметры CryEngine.
- Задал параметры материалов CryEngine.
- Просмотрел сцену на наличие ошибок.
Моделирование и текстурирование
Сначала я смоделировал сцену в 3Ds Max с помощью примитивов, после чего перешел к пропсам. UV-развертку стен и пола, а также трафареты я использовал повторно.
Пример использованных трафаретов/декалей
Пропсы
Создание NextGEN пропсов ничем не отличается от обычного продакшена: моделирование, создание мягких и твердых эджей, их настройка и пр. Другими словами, все то же самое:
Примеры лоупольных и хайпольных моделей
UV-развертка и многоразовые трафареты
В этом проекте я использовал многие элементы, созданные ранее. Например, такие как:
Повторное использование некоторых UV-разверток стен
Повторное использование трафаретов
Максимальная сетка финальной модели
Карты
В этом проекте я использовал такие карты, как Diffuse, Specular, Normal, Displacement, Gloss, Detail (для этой карты использовал градиент). В старой версии движка карта Diffuse работает с каналами Gloss и Specular, в новой версии она также работает и с каналом Normals. Карту Displacement можно назначать как отдельный канал.
Некоторые из карт, использовавшиеся для текстурирования сцены
Градиент базовой текстуры
Импорт файлов
На различные материалы и объекты можно назначать разные ID. После назначения ID я выбираю путь к файлу, что сохранить все и подготовить к импорту в CryEngine.
Процесс назначения ID и сохранения/импорта файлов
Настройки CryEngine
Далее я настроил в сцене свет. Сначала я установил базовые источники света, а затем создал карты.
Процесс освещения сцены
Материалы CryEngine
Исходя из приведенных ниже изображений в сцене я использовал различные материалы:
Всем привет. Я 3D художник, самоучка. Занимаюсь этим делом уже более года, моделирую преимущественно для видео игр, выполняю фриланс заказы, делаю модельки для магазинов и иногда пытаюсь сделать свою игру. В данной статье - если ее можно так назвать, я постараюсь раскрыть некоторые заблуждения касательно 3D графики в играх. Далее будет много нудного текста.
Полигоны, фейсы, трисы, вертексы? - В первую очередь модель состоит из вершин, да, не полигоны ибо они как раз таки и строятся из этих самых вершин. Вершина, vertex (вертекс) имеет в себе информацию о координатах в трех осях XYZ, помимо этого имеется информация о направлении ее нормали (лицевая сторона). Подробности сейчас будут лишними.
Собственно когда игрок направляет свою камеру в направлении модельки, GPU получает эту информацию о вершине, затем и начинаются построение треугольных плоскостей.
Первое и довольно распространенное заблуждение - модель состоит из квадратных поликов с четырьмя углами. На самом деле в полигоне может быть сколько угодно углов (вершин), но только в рамках 3D редактора, для удобства. Видеокарта все равно видит их триангулированными.
Почему рендерятся треугольники а не полигоны? - Одна из весомых причин - Геометрия, если я потяну один из углов квадратного листа он сомнется, в два треугольника. При создании модели с полигонами гораздо проще работать, просто нужно учитывать то, что игровые движки при импорте триангулируют модель автоматически, дабы не делать этих лишних процессов при рендеринге, автоматическая триангуляция может выдать не совсем нужный результат, особенно когда импортируешь модель с текстурными картами, опытный 3D моделлер делает триангуляцию вручную перед запеканием текстур и экспортом, дабы не иметь мелких косяков уже в движке.
Как тогда считать полигонаж модели? - Если модель делается для визуализации, то автор может указывать полигонаж именно в полигонах (четырехугольники) так как его модель скорей всего будет состоять исключительно из них, игровой моделлер может позволить себе беспрепятственно использовать в топологии треугольники, потому в его случае логичней назвать число трисов.
Также, у модели есть еще одна группа вершин, но уже не в трех а в двух осях - UV координаты. Двухмерное изображение переносится на трехмерную модель благодаря этим UV координатам. Полигоны что имеются на юви не участвуют в рендеринге но учитываются их вершины. Говоря достаточно простым языком, юви развертка это - выкройка одежды.
Слева окно юви координат, используется цветная текстура для удобства работы над разверткой. Любая манипуляция вершин слева приводит к смещениям текстуры по модели:
Второе заблуждение. Выражение "я под текстуры улетел" или "он в текстурах застрял" - абсурд, но нет времени и желания объяснять абсолютно всем, что сказанное ими не соответствует реалиям. Персонажи, машины, динамическое окружение - все это имеет дополнительную модель (collision, collider) отвечающую за столкновения с другими коллайдерами. Часто можно заметить в играх что персонаж упирается в невидимую стену или наоборот проходит ее, значит имеются несоответствия коллизии с рендер мешем. Хотя в любом случае, суть этой фразы уже всем понятна и нет смысла выражать ее иначе.
Частое заблуждение начинающих моделлеров - Чем меньше поликов на модельке тем лучше оптимизация - нет. Почти нет, экономить в трисах нужно не на модели а во всей игровой сцене, дабы делать это грамотно нужен какой то опыт и пайплайн. Раньше и меня тянуло резать вершины создающие малозаметные формы ради оптимизации, а потом я внимательно рассмотрел модели в популярных играх. Оптимизация страдает преимущественно из за большого количество материалов (текстурных сетов), шейдеров, освещения, теней, кода. Ну а трисов, конечно тоже должно быть в пределах разумного, но это не значит что надо делать все боксами да шестигранниками.
Средний полигонаж - тут все относительно, это может зависеть от стилистики игры, от того как часто и как близко будет виден предмет для игрока. Персонажи, они больше всего заслуживают внимания, среднее количество трисов на их моделях разнится от 13k до сотни тысяч, к примеру игра Assassin's Creed 3: Бенджамин Франклин-18k, Ли Чарльз-26k, Коннор-28k, Дезмонд-15k, Хэйтем-20k ( тысяч трисов). Как видите есть разница и иногда большая, например от того какая у них одежда и внимание к лицевой анимации в кат сценах, к примеру у Дезмонда нет никаких плащей или одежды что могла бы плавно колыхаться при движении персонажа, потому и хватило ему 15 тыс.
Джоэл. Главный герой игры “the last of us” 40 000 трисов, лицо и руки - основные места плотности сетки ибо нуждаются в качественной анимации.
Что касается объектов окружения, оружия, то там уже уже более высокая разница.
Модели с количеством более 70 тысяч трисов на персонажа чаще используются уже для визуализации, во время кат сцен, так же на тех самых тизерных роликах где в конце предлагают оформить предзаказ.
Текстура - разглядывая пиксели на модели вы на самом деле смотрите не на одну конкретную текстуру (если это не старенькая игрушка), а на материал, который создается с использованием нескольких текстур, вроде Base Color, Normal Map и прочих, характерных для PBR - physically based rendering (физически корректный рендеринг). PBR это довольно сложная тема для краткого описания, потому постараюсь не нудить: Используется почти во всех (99%) современных играх с реалистичной графикой. На одной модельке используется особый набор текстурных карт, состоящий как минимум из четырех, Base color - придает основные цвета модели, Roughness - карта отвечает за микро поверхность материала, придавая шероховатость или глянцевость, Metalness - карта металлических свойств, Normal - создает фейковые неровности на совершенно ровном полигоне, весь текстурный сет называют материалом. Это далеко не весь список а лишь основной, вот один из примеров PBR материала:
Всю игру можно сделать в 3ds max - Да, встречались мне такие люди, по какой то причине в их голове процесс разработки укладывается лишь один, когда то и где то услышанный софт по 3D. Для разработки полноценного персонажа порою хватает двух программ, но не для всех, некоторые владеют более пятью программами связанными с 3D и им проще работать, потому как есть моменты которые легче сделать там или в другом месте, как например замоделить в blender3d, развернуть в UVlayout, затекстурить в Substance Painter, отрендерить в Marmoset toolbag - это кстати то чем владею на данный момент я, довольно скромный список. И это только создание модели, дальше ее нужно импортировать и настроить в игровом движке, если это персонаж, то сюда можно вставить еще пару программ, например скульптить в Zbrush и анимировать в Maya, все это можно сделать и в том же blender3d, там даже есть свой игровой движок, при желании можно вообще не выходить оттуда, но как я уже сказал - некоторые процессы проще и быстрее в другом софте.
Я написал достаточно много, но не описал я еще больше. Скриншоты как мои так и с сайта с Artstation - кстати там можно увидеть полно примеров 2d, 3d как игровых так и рендеров (ссылку найдете в гугле). Спасибо за внимание
Качественный 3D контент – это неотъемлемая часть современного геймдева. Контентом могут быть персонажи, предметы или окружение игрового мира. Этот текст поможет начинающим 3D моделлерам разобраться в базовых понятиях и понять последовательность создания игрового контента.
Давайте рассмотрим по порядку основные этапы, на которые можно разделить рабочий процесс 3D-художника при создании контента для игр.
Этап 1. Поиск референсов
Рéференс – это вспомогательное изображение: рисунок или фотография, которые 3D художник использует, как примерное представление того, что хотелось бы видеть для дальнейшей обработки в моделировании.
При создании 3D контента, будь то реалистичное направление дизайна или стилизованное, использование референсов – одна из важнейших частей рабочего процесса. К сожалению, многие неопытные художники часто упускают из виду этот аспект. Качество выполненной вами работы во многом определяется тем, насколько много усилий вы приложили к поиску и использованию референсов в самом её начале.
Где искать референсы? Ваш основной источник - это, конечно же, поиск по изображениям в Google. Возможно, вы сможете обойтись только им, но иногда полезно поискать также на других поисковых ресурсах, например, Pinterest. Но интернет не единственный ресурс, который вы можете использовать. Книги, журналы, газетные вырезки могут обеспечить вас большим количеством референсов, которые вы просто не найдёте в интернете. Можно посетить место, похожее на то окружение, которое вы хотите воссоздать и просто сфотографировать его. В идеале вы должны получить референсы по каждой отдельной части моделируемого объекта. Программа, которая упростит вам жизнь при использовании референсов это PureRef. Эта программа позволяет собрать все изображения в одном файле, и менять их отображение.
Важно понимать, что референс – это не просто копирование чужих наработок, а компиляция и развитие удачных идей!
Этап 2. Создание модели
Отлично! Мы собрали референсы и готовы приступить к созданию своего шедевра. Любая 3D модель состоит из вершин (vertex), рёбер (edge) и полигонов (polygon). С вершинами и ребрами все понятно, а вот что такое полигон? Полигон – это многоугольник, у которого минимум 3 вершины (максимум не ограничен). Полигоны называют по-разному: трисы (с 3 вершинами), квады (с 4 вершинами), н-гоны (более 4 вершин).
Совокупность вершин, рёбер и полигонов образуют полигональную сетку, которая и определяет форму модели в компьютерной графике. То есть чтобы создать 3D модель нужно всего лишь расставить вершины на нужное место. Не правда ли, просто?
И вот для этой, казалось бы, нетривиальной операции было придумано огромное количество программ. Здесь есть и коммерческие, и открытые (бесплатные) продукты. К первым можно отнести Maya, 3ds Max, Modo, ZBrush, 3D Coat и ряд других. Среди свободно распространяемых программных продуктов стоит отметить Blender.
Чаще всего вам придется иметь дело с двумя типами моделирования: низкополигональное (low poly) и высокополигональное (high poly)
LowPoly - упрощённая и оптимизированная модель для игры с минимальным количеством полигонов. В мобильных играх LowPoly очень легкая, 2000 - 10000 треугольников (принято считать в треугольных полигонах), но на некоторых ААА проектах главный персонаж может состоять из 250000+ треугольных полигонов.
HighPoly — максимально детализированная модель, на которой видны самые маленькие детали. Такая модель используется для переноса детализации на LowPoly путем запекания текстурных карт (об этом поговорим далее). HighPoly не ограничено количеством полигонов. В игровой движок такую сетку не вставишь, зато она может быть сколько угодно детализированной и гладкой.
Для создания такой модели чаще всего используют скульпт – технику, где сетка объекта настолько плотная, что мнется как пластилин. Для этого используют специальные программы – ZBrush, Blender, Mudbox, 3d Coat. Главная особенность скульпта – можно работать с десятками и сотнями миллионов полигонов!
Еще один популярный вариант создания HighPoly – это сабдив (subD). При такой технике моделирования, формы получаются гладкими с круглыми фасками. Для данного способа подойдут практически все популярные 3D редакторы.
Также есть еще один способ создания 3D модели CAD (Computer-Aided Design). Принципиальным отличием данного метода моделирования является то, что тут нет никаких полигонов. Все формы являются цельными и строятся по принципу профиль + направление. Оно отлично подходит для проектирования оружия, шестеренок, двигателей, да и всего, что получается путем промышленного производства. Одной из самых популярных программ для данного направления является Fusion 360.
работа в программе Fusion 360
Этап 3. Создание развертки
Итак, у нас есть 3D -модель, но, чтобы добавить ей текстуру, необходимо сначала сделать UV-развертку.
UV-преобразование или развёртка в трёхмерной графике (англ. UV map) — соответствие между координатами на поверхности трёхмерного объекта (X, Y, Z) и координатами на текстуре (U, V). Развёртка может строиться как вручную, так и автоматически.
Развёртка переносит объёмные формы на плоскость для того, чтобы на них можно было положить текстуры. Отсюда возникает отдельный этап — UV развёртка. Проще всего представить себе работу с UV как оригами - из плоского листа бумаги создается объемная модель. Развёртка делает то же самое, только наоборот — разворачивает нашу модель на плоскость.
Развёртка всегда делается на LowPoly модели! В любом 3D редакторе есть инструментарий для работы с UV. Но для удобства иногда используют отдельные программы, созданные исключительно для работы с UV, такие как UV Layout или Rizom UV.
Читайте также: