Artista 3D de fluxo de trabalho. Como não se afogar em uma tonelada de informações. Parte 1

Olá pessoal, comunidade Habr! Hoje, quero falar sobre o fluxo de trabalho dos artistas 3D, como aprofundar isso e permanecer com um sistema nervoso estável. O artigo é destinado a iniciantes neste campo, tubarões experientes podem se deliciar com a nostalgia, lembre-se de como tudo começou.

Neste artigo, descreverei os estágios da criação de modelos de ambiente. Também na próxima parte, consideraremos as etapas adicionais de trabalho do artista nos personagens.

Vou contar a história do personagem abstrato de Vasya. Algo em sua vida virou de cabeça para baixo, ele decidiu abandonar o bom e velho desenho e ir para o 3D. Vasya, é claro, foi ver quanto os jovens luminares eram pagos por esse trabalho e o que era necessário. Abre a vaga de junho, e lá:

• conhecimento do 3ds Max / Maya / Blender (tudo depende dos desejos do empregador);
• habilidades de low-poly, high-poly, algum tipo de modelagem assustadora de Subdiv;
• Mapeamento UV
• Texturização PBR
• conhecimento de pintor de substâncias;
• Photoshop
• Designer de Substâncias
• ainda assim, seria desejável poder visualizar raios-V / Corona / Keyshot;
• capacidade de desenhar à mão;
• alguém pede para montar uma cena no sagüi.

E tudo isso não é para algumas somas fabulosas lá, mas para o salário médio de um caixa ou garçom (o autor não exagera).

Vasya fechou a vaga e chorou todas as noites pelo número de palavras e perguntas assustadoras em sua cabeça.

O fim

A fim de reduzir o número de destinos desfeitos, comprometo-me a esclarecer tudo.

E a primeira coisa que gostaria de observar é nunca concordar em trabalhar pela comida. Não há necessidade de diminuir o custo do trabalho dos colegas no workshop, mas também não é necessário, após um trabalho, pedir milhões. Quando você sentir que o nível do seu trabalho é suficiente para receber dinheiro por isso, leia: Mamãe diz que é bom , é aconselhável encontrar uma pessoa experiente e perguntar o que ela pensa. E somente quando ele diz que tudo é mais ou menos, você precisa caçar.

Mas, por enquanto, vamos descobrir por onde começar.

Você precisa entender que a lista de programas exigidos pelos empregadores é bastante média; Mas, no entanto, é mais conveniente usar programas especializados, porque indicarei alguns deles adequados para uma determinada etapa do trabalho.
E então, vamos começar.

Breve resumo do artigo:

1. Conceito
2. Modelagem
3. Retopologia
4. Mapeamento UVW
5. Texturização

Conceito

A primeira coisa que deve estar na sua cabeça é um conceito . Você deve saber exatamente o que deseja obter no final. Acho que apenas uma pessoa experiente pode pagar um voo criativo (é permitido desviar um pouco do conceito).

Existem várias opções: você mesmo pode desenhar um conceito para ver qual será o resultado ou usar uma planilha de modelo pronta, com muitas informações na Internet (não esqueça de obter permissão do autor, ou faça você mesmo, não a publique em nenhum lugar).

Basicamente, uma folha de modelo é um conceito de caracteres (pessoas e animais), mas eu até conheci uma folha de modelo (de repente). Quase sempre é assim:



Ficha do Modelo de Personagem

Aqui você precisa ter cuidado, existem 2 tipos: para animadores e para 3D-schnicks . Precisamos da folha onde a figura está estritamente em pose A ou T, ou, como mostrado no exemplo, existem vários lados (traseiro, dianteiro, lateral) e cada lado coincide com o outro ao longo das linhas, como na figura abaixo:

Sua Majestade Modelagem

E sobre esse estágio, as diferenças começam. Cada artista tem sua própria abordagem para trabalhar e depende do tipo de modelagem, o objetivo final.

Tipos de modelagem

Como a modelagem poligonal é mais frequentemente usada na produção de jogos agressivos, nós a consideraremos. Existem modelos de baixo / médio e alto poli .



Da esquerda para a direita: baixo-poli, médio-poli, alto-poli

A diferença, eu acho, é compreensível - o número de polígonos e o nível de detalhe. Agora que entendemos a que modelo precisamos fazer e em que poligonagem trabalhar, decidimos a que tipo pertence - superfície dura ou orgânica ?

Exemplo de superfície dura:



Exemplo orgânico:



Com base nisso, escolhemos a abordagem, porque para superfícies duras é mais conveniente usar a modelagem de subdivisão e a escultura orgânica. Mas, como em qualquer regra, também há exceções: no ZBrush, você pode estudar a ferramenta ZModeler e fazer com que um Subdiv ou vice-versa faça modelos orgânicos sem usar esculpir (o último me parece impraticável).

O que é modelagem de subdivisão?

A modelagem de subdivisão é um método de representar uma superfície lisa, suavizando uma malha de polígono mais grossa.

De fato, você cria uma grade para suavizar e aplica o modificador Turbosmooth , que divide um polígono em quatro, passa de uma forma primitiva para uma suave e complexa. Aqui está o que parece:



Alisamento gradual

O que é esculpir?

Todo mundo sabe como o escultor trabalha. Aqui o princípio é o mesmo, apenas você precisa trabalhar em um ambiente digital.

E se compararmos a escultura e o Subdiv, a principal vantagem é que, com sua ajuda, objetos altamente detalhados são criados com milhões de polígonos, devido aos quais é alcançada a qualidade foto-realista do modelo, e a principal área de sua aplicação é, obviamente, a criação de modelos orgânicos com forma e textura complexas , copiando os reais, criando personagens fantásticos ou contos de fadas, animais, plantas, paisagens e até móveis.

Um exemplo:



Criar esses detalhes com o Subdiv é muito difícil, quase impossível.

Os passos para esculpir e subdividir são diferentes:

Subdiv:

• construir uma forma comum para um modelo de baixo poli;
• na fase de construção de alisamento de alto poli;
• adicionando pequenos detalhes.

Escultura (para ZBrush):

• bloqueio em dynamesh
• retopologia (nesta fase, obtemos um índice baixo de polietileno, salve separadamente)
• refinamento de peças, diminuindo os níveis de subdivisão (funciona da mesma forma que o Turbosmooth).

Nota: os detalhes são melhor elaborados gradualmente em cada nível.
Software: 3ds max, Maya, ZBrush, Blender.

Retopologia

O passo mais difícil para um iniciante é a retopologia . Esta é uma ciência inteira, que possui regras próprias para animação, cinema, jogos.

No início, no estágio atual, seria bom organizar partes do modelo, talvez algumas para mesclar e outras para sair. Para a retopologia do jogo, esses elementos geralmente são mesclados de acordo com o princípio "tudo o que pode ser separado é separado".

Considere um exemplo mais óbvio:



Caractere sutilizado (destacado em cores)

Tudo o que é indicado por uma cor é um sabtul.

Existem várias regras que devem ser seguidas ao criar uma retopologia:

• nos locais em que o modelo se moverá, você deve tornar a grade mais densa e anatomicamente correta (construída sob a anatomia natural);
• sem n-gons, apenas quadrados, retângulos e triângulos, embora seja melhor evitar estes últimos;
• use o número mínimo de polígonos para descrever a forma;
• se o polígono quadrado for deformado, é melhor dividi-lo em triângulos, desenhe uma diagonal;
• você precisa manter um equilíbrio no tamanho dos polígonos, eles devem ser aproximadamente os mesmos e ter uma aparência harmoniosa;
• é melhor criar uma grade simétrica e editar se o modelo for assimétrico.

No momento, existem 2 tipos de retopologia: manual e automática . É bastante conveniente primeiro fazer um automático e depois corrigir os erros da máquina, mas os profissionais ainda preferem fazê-lo manualmente.

Se o modelo originalmente tinha uma versão Low-Poly, toda a retopologia é encontrar uma maneira de criar uma malha a partir de uma malha existente com um número ainda menor de polígonos. Pode valer a pena remover as partes que não são visíveis, por exemplo, o corpo sob a roupa.

Esta operação pode ser executada no software em que você modelou e em programas especializados, como o Topogun 2 .

Mapeamento UV

O UV é feito para que a textura caiba corretamente, e não assim:



É assim que a textura esticada parece

“UVW sweep” ou simplesmente “sweep” - essa operação recebeu esse nome pela tradução usual do inglês Unwrap UVW.

Requisitos de digitalização de qualidade:

• ao criar um alargador, é necessário criar costuras ao longo das quais se desenrolará;
• é aconselhável esconder as costuras onde o jogador curioso não consegue;
• os elementos de escaneamento devem ser distribuídos dentro da área que lhe foi dada (quadrado do xadrez);
• o espaço quadrado deve ser preenchido o máximo possível (quanto maior o tamanho da peça de digitalização, melhor será a textura);
• é desejável decompor todos os elementos de maneira exclusiva, mas há momentos em que alguns deles podem ser sobrepostos uns aos outros (geralmente chamados de "sobreposição"), se não forem visíveis ao jogador e não exigirem exclusividade, por exemplo, as pernas de uma cadeira;
• deixe algum espaço entre os elementos para evitar "vazamentos" para outras partes do mapa.

Você precisa fazer UV em um modelo de baixo poli e, em seguida, assar detalhes com um alto poli e, de fato, textura. Ao mesmo tempo, o modelo de baixo poli parece um poli alto, mas o número de polígonos permanece o mesmo.

"Cozer" significa transferir algumas características do material ou malha do modelo para a imagem do mapa. O artista usa o mesmo princípio ao representar volume, cor e luz em uma folha plana de papel.

Após a verificação, podemos ver os resultados do nosso trabalho:



À esquerda, há uma varredura do modelo apresentado

As listras verdes do modelo humano são as mesmas costuras ao longo das quais se desenrola.

Agora, todo programa que se preze tem a oportunidade de realizar uma operação como essa, também existem programas especializados, como UVlayout , RizomUV . Eu sempre usei os recursos do 3ds max, foi o suficiente.

Antes de passar para as texturas de cozimento, seria bom fazer o seguinte:

1. Triangulação do modelo de baixo poli , ou seja, para dividir os polígonos em triângulos, porque se a divisão automática estiver incorreta, poderão aparecer problemas com as normais (direções do polígono), o que levará a artefatos desnecessários. Mas eu não faço isso, porque algoritmos modernos, na minha opinião, lidam bem com isso e, se tais problemas ocorrerem, eu volto dessa etapa e a corrijo;

2. Crie uma gaiola . Cage, em termos simples, é uma versão de um modelo de baixo poli que é adaptado para sobrepor completamente o poli alto. Ao construí-lo, os modelos devem ter as mesmas coordenadas;

É assim:



A grade azul ao redor do modelo é de gaiola, o espaço que capturará os detalhes do modelo de alto poli

3. Atribua a cada parte do modelo (no ZBrush - subtools) seu próprio material , para que, quando importados para o Substance Painter, eles também sejam divididos e não sejam mesclados.

Nos voltamos para a texturização.

Texturas e texturas de cozimento

Você pode fazer as texturas necessárias no mesmo programa em que modelou, mas eu uso o Substance Painter para esses fins - claramente, de forma conveniente, o que mais é necessário.

A cozedura ocorre automaticamente; tudo o que você precisa fazer é importar um modelo de baixo poli para o programa (obrigatório!). Em seguida, selecione a opção apropriada, carregue o modelo de alto poli, selecione a resolução dos mapas, carregue o Gaiola ou selecione o recuo do modelo e pressione o botão Bike All Conjuntos de textura.

Texturização PBR

A tecnologia de texturização mais comum nos jogos de PBR, Renderização Baseada em Física , permite criar texturas foto-realistas usando um conjunto de mapas.

Cartões comumente usados:

• Oclusão ambiental - mostra a interação entre os elementos do modelo. Esse mapa cria uma sombra suave, como se o modelo fosse iluminado sem luz direta;
• Difuso - define a cor e o padrão do objeto;
• Metálico - mostra o quão metálico é o material;
• Rugosidade - controla a nitidez dos reflexos da luz, mostra a rugosidade do objeto;
• Normal - responsável pelo alívio do modelo, cada cor mostra um eixo de direção diferente.

Aqui está como fica o exemplo mais primitivo:



À esquerda é um quadrado sem mapas normais, à direita é um mapa normal

O Substance Painter possui uma funcionalidade muito ampla que facilita muito a texturização: você pode desenhar imediatamente no modelo, usar uma variedade de alfa, carimbos de superfície rígidos prontos, mapas de procedimentos, filtros, máscaras - em geral, uma extensão completa para a imaginação.

Depois de receber cartões que você pode exportar e enviar imediatamente para qualquer mecanismo de jogo, existem muitos modelos aqui: para Unity 4/5, Unreal Engine, Dota 2, V-ray, Corona, etc.

Na verdade, é aí que o trabalho sobre o ambiente termina, as etapas subsequentes, que serão descritas no próximo artigo, são usadas principalmente na criação de personagens.

Obrigado pela leitura, que a força esteja com você!