 |
1.3. Пайплайн создания игровой 3D модели
|
|
|
|
В слове AAA-пайплайн сокращение ААА означает:
- A lot of time (много времени);
- A lot of resources (много ресурсов);
- A lot of money (много денег).
Пайплайн – это цикл разработки 3D-моделей. Процесс начинается с блокинга и заканчивается готовой моделью в проекте. Знание пайплайна упрощает процесс создания модели, потому что разбивает задачу на несколько частей. Еще, при помощи пайплайна мы решаем такие технические вопросы:
- В каком стиле должна быть модель;
- Сколько полигонов будет в модели;
- Нужна ли карта неровностей (normal);
- Что использовать — современные физические корректные материалы (PBR) или делать плоский цвет с картой блика (а может и без нее вовсе);
- Какое разрешение текстур на квадратный метр (тексель);
- C какого ракурса модель будут видеть чаще всего, нужно ли ее анимировать;
- Как и где печь карты (не забыть сделать скосы для запечки);
- Скульптить или создавать фактуры в Photoshop или Painter;
- Правильно разбить полигоны на треугольники;
- Нужна ли карта прозрачности, стоит ли разворачивать несколько моделей в один атлас, как паковать текстуры;
- Как экспортнуть модель в движок;
- Как сделать упрощенные модели, которые загружаются на расстоянии (лоды), создать геометрию для просчета физики (колижн).
Пайплайн состоит из 6 этапов:
1. Драфт (формы и силуэт);
2. Сетка (хайполи, лоуполи);
3. Развертка;
4. Запечка;
5. Текстуры.
Дополнительный пункт — подача. Она не относится к созданию модели, но это важный этап в работе с ней. Если не позаботиться о красивой обертке — даже хорошие модели теряют в привлекательности. Поэтому, в конце цикла о пайплайне мы рассмотрим еще и подачу, как дополнительный пункт пайплайна.
Почему важен пайплайн. По ААА-пайплайну работают трехмерщики во всех студиях, которые разрабатывают игры высшего класса. Обычно, на интервью дают тестовое задание из всех этапов пайплайна. От того, как хорошо моделлер его знает, зависит насколько комфортно будет с ним работать команде.
|
|
|
Правила, которые позволят избежать ошибок при моделинге:
1. Важна последовательность. До тех пор пока не закончишь первый этап пайплайна, не перепрыгивай на третий или четвертый. В таком случае рискуешь испортить всю работу. Частая ошибка начинающих — сразу детализировать модель. Так можно запутаться в пропорциях, сделать тонкие фаски, которые не запекутся, создать некорректную развертку без учета жестких углов и так далее.
2. Разные вариации пайплайна. Иногда можно упустить некоторые этапы пайплайна. Например, на Blindspot можно не делать high poly и не печь нормал. На этом проекте плоский свет и нет бликов, поэтому карта неровности не нужна. Пайплайн для пушек, техники и твердотельных предметов отличается от пайплайна для персонажей. Для твердотельного моделирования можно упустить этап топологии, если мы моделируем во Fusion 360.
3. Провал одного этапа пайплайна приведет к провалу всех остальных. Работа может посыпаться, как карточный домик, если ты некачественно сделал один из этапов пайплайна. Например, плохой драфт не спасти даже самыми крутыми текстурами, кривая high poly загубит блик даже идеальной low poly, а развертка, которую делал без учета запечки, обречена на провал.
4. Принципы пайплайна универсальны. Моделишь ты для Cyberpunk 2077 или инди-игры, используешь Maya или Blender — порядок и принципы пайплайна одинаковые. Может измениться последовательность этапов, но принципы одни.
Этапы пайплайна:
Этап 1. Драфт.
Драфт – упрощенная форма модели, которую мы делаем из простых фигур. Любая модель начинается с драфта.
- По законам ААА-пайплайна мы всегда начинаем с блокинга. Блокинг — набросок модели из боксов, сфер и цилиндров, которыми мы передаем суть объекта. В блокинге нет мелких деталей, только крупные и средние формы. Так мы строим силуэт машины, чтобы попасть в ее пропорции.
|
|
|
- Следующий пункт драфта — детализация. На этом этапе разбираемся с механикой модели, чтобы зритель поверил в ее правдоподобность. Важно проработать переходы между геометрией и продумать ключевые детали, которые обеспечивают функционал.
Перед переходом на следующий этап проверь, хорошим ли получился драфт. Чек-лист для проверки:
- Понятно ли, что это за объект?
- Читается ли силуэт модели? Интересный ли получился силуэт?
- Попал ли ты в пропорции? Сравни с референсом.
- Понятно ли, как работает эта модель?
- Все ли ключевые объекты ты замоделил?
- Добавил ли базовые цвета?
- Тебя устраивает, как выглядит модель?
Если ты ответил на все вопросы «да» — драфт хороший.
Этап 2: Сетка (lowpoly и highpoly).
Когда драфт готов, можешь приступать к работе с сеткой — топологии. Это разбивка модели на полигоны. Есть 3 вида топологии: легкая LowPoly, супер детализированная HighPoly и MidPoly. Обычно для видеоигр делают 2 модели: HighPoly и LowPoly.
- LowPoly — это легкая 3D-модель, в которой каждая плоскость, грань и вершина имеют функциональную задачу: влияют на силуэт, правят блик, влияют на развертку. При этом полигоны, которых не видно, удаляются, вся геометрия оптимизируется, цилиндры строятся с сохранением длины ребра.
LowPoly — та модель, которая будет в игре. Именно ее мы будем разворачивать (этап 3), печь (этап 4) и текстурить (этап 5). Задача low poly — найти идеальный баланс между выразительностью и легкостью модели. На реальных проектах часто выдают бюджет на полигоны. Например, почти все танки для WoT содержат меньше 50 тысяч треугольников.
Во времена GTA San Andreas у Сиджея было всего три с половиной пальца. Это связано с ограничениями компьютеров той эры. Современные игры работают на тех же технологиях, но компьютеры стали мощнее, поэтому полигонов на персонажах RDR 2 в сотни раз больше.
- HighPoly — это супер детализированная модель. На ней нет ограничений по количеству полигонов — главное, чтобы модель вообще можно было открыть.
Задача на high poly — сделать округлые фаски, фактуры и детали, которые не попали на low poly. High poly нужна только для запечки детализации на лоуполи. Главная задача — сделать круглые фаски и чистый блик.
|
|
|
Этап 3: Развёртка.
На этапе развертки мы разворачиваем low poly модель на плоскость.
Запеченные карты (этап 4) и текстуры (этап 5) — простые плоские картинки. Без развертки 3D-редактор не понимает как применить текстуру к объемной модели.
Задача на развертке — разрезать 3D-модель на 2D-кусочки, из которых она состоит. Важно сделать развертку с наименьшим числом швов, убедиться, что текстуры не тянутся, островки не пересекаются, повторяющиеся элементы лежат друг на друге, а плотность пикселей на текстуре соответствует требованиям проекта. Все стороны модели разложены на плоскость. Это почти как выкройка для одежды
Этап 4: Запечка.
Запечка — этап переноса детализации с high poly на low poly. Все те помятости, округлые фаски, сварочный шов, фактуры и детали имитируют специальной картой нормалей. Эта технология появилась для фильма «Властелин Колец», а теперь используется в играх. Благодаря запечке можно создать огромную детализацию на легких low poly моделях. Кроме карты нормалей еще печется карта затенений и цветовая разбивка модели на материалы — они помогают в текстурировании.
Этап 5: Текстуры.
Это этап покраски low poly модели. В современных ААА-проектах используется физически корректный рендер — PBR. Суть этой технологии: есть отдельная карта чистого цвета объекта без бликов и затемнений, карта отвечающая за силу отражений и карта передающая гладкость или шершавость поверхности, которая отвечает за размер блика.
Самые “живые” текстуры получаются, когда добавляешь в них эффекты реалистичности. Например, ржавчина на кузове машины или отломанные куски дерева на лестнице. Благодаря таким эффектам зрителю легче поверить в иллюзию, что виртуальная модель настоящая.
Дополнительный этап: Подача
Если моделер работает в студии, этот этап не важен, но для портфолио подача обязательна. Плохая подача может запороть крутую модель, а классный рендер спасти средние модели. На подаче важно поставить симпатичный свет, подчеркнуть объем, добавить контраста и постобработку. В идеале — добавить окружение или интересное оформление.
|
|
|
