Изучи создание реалистичного складного ножа в Maya, ZBrush и Substance 3D

Введение

Привет, геймеры! Меня зовут Райан Боун. Я профессор в отделе игр и директор программы подготовки выпускников MEAE (Master of Entertainment Arts and Engineering) в Университете Юты. У меня есть опыт в традиционном искусстве, и первые 10 лет своей карьеры (1998–2008) я проработал студийным художником, представляя свои работы в основном в Нью-Йорке и Сан-Франциско.

Вот портрет Альберта Эйнштейна, созданный с помощью тысяч вручную раскрашенных ватных тампонов — техника, которую я разработал. Подробнее о моих работах в области изобразительного искусства можно прочитать здесь.

Путь в цифровое 3D начался как хобби. В 2007 году в Halo 3 был выпущен редактор под названием Forge, и чтобы ускорить процесс проектирования множества карт, я начал использовать SketchUp. Спустя некоторое время я стал больше интересоваться созданием вещей внутри SketchUp, чем гео-глитч-боксами внутри Forge.

Так, имея любовь к искусству и видеоиграм, я решил объединить две страсти. С 2008 по 2009 год я работал в основном как концепт-художник и дизайнер уровней над модами в UDK.

Осенью 2009 года я вернулся в школу в Центр анимации BYU, затем поступил в Университет Юты, где получил степень магистра изящных искусств ('12) в области игрового искусства. Будучи студентом, я опубликовал несколько игр, в первую очередь игру в жанре survival horror под названием Erie, которая стала хитом после Let's Play на YouTube.

В 2013 году я присоединился к Disney Interactive Studios/Avalanche Software в качестве архитектора, что является самым крутым названием должности для геймдизайнера, который работал над режимом ToyBox для Disney Infinity 1.0 & 2.0. Я поступил в Университет Юты в июле 2013 года и ушёл из Disney в январе 2014 года.

Будучи штатным преподавателем в исследовательском учреждении R1, игры предоставили множество возможностей помимо развлечений. За последнее десятилетие я получил более 3 миллионов долларов на финансируемые исследования в области серьёзных игр, образования, медицины и моделирования. Мой самый большой вклад был в аэрокосмической отрасли, где мы создали специальные инструменты и конвейеры, чтобы преодолеть разрыв между разработкой игр и рабочими процессами моделирования.

Настоящий складной нож

Обычно каждое лето я записываюсь на наставничество у профессионального художника в игровой индустрии, чтобы поддерживать свои навыки на актуальном уровне. В последние несколько лет я не мог этого делать и начинал чувствовать себя динозавром. Поэтому этим летом я присоединился к сообществу Discord The Weapon Room (T.W.R.), чтобы узнать текущие отраслевые стандарты и рабочие процессы.

Общение с группой художников и получение обратной связи важны для личностного роста и успеха. За лето я изучил новый программный пакет для моделирования под названием Plasticity, который используется художниками по оружию и реквизиту.

Он даёт вам все преимущества CAD-моделирования, но при этом очень удобен для художников с точки зрения рабочего процесса и UEX. Вот первый AAA-реквизит, который я сделал, используя этот рабочий процесс.

После завершения этого проекта я подумывал перейти к чему-то большему. Однако я уже смоделировал настоящий складной нож в качестве упражнения, чтобы узнать, как работают кривые в Plasticity. Мои цели, которые я поставил перед собой летом, состояли в том, чтобы улучшить свои навыки текстурирования и рендеринга. Переход к более крупному проекту означал бы больше времени, пока я не доберусь до тех частей конвейера, на которых я хотел сосредоточиться.

Как и пожарный гидрант, почти каждый 3D-художник в какой-то момент делал нож. Это помогло мне установить планку визуального качества для текстурирования и обработки поверхностей. Кроме того, большинство ножей на ArtStation визуализированы и представлены очень похожим образом.

Я действительно хотел продвинуть презентацию и отойти от нормы. Я добавил некоторые из своих любимых работ в PureRef. Левые были эталоном для текстурирования и обработки поверхностей, а правые — примерами уникальных презентаций.

Текстурирование вещей, которые только что сошли с конвейера, — не самое увлекательное занятие. Поэтому я начал искать справочные изображения в Интернете. Одним из лучших мест для поиска ссылок являются аукционные сайты, такие как eBay.

Качество изображения, как правило, отличное, и большинство вещей используются! Я просмотрел все типы ножей, которые были изготовлены из аналогичных материалов. Я организовал свои ссылки по частям и различным типам деталей, как показано здесь.

Когда вы не можете найти ортогональную проекцию или схему продукта для моделирования. Возьмите изображение с наименьшим количеством искажений в Photoshop. Найдите часть модели, которая должна быть круглой.

Вы также можете использовать эту же технику с текстом. Создайте круг или текст и наложите его, а затем отрегулируйте план изображения с помощью искажения или перспективы, пока он не будет соответствовать вашему шаблону.

Изучение Plasticity

Имея чёткую цель и множество ссылок, теперь пришло время для моделирования. У меня также есть этот нож, поэтому я разобрал его и импортировал ссылку в Plasticity.

Мы начали с того, что проследили силуэт основных форм с помощью кривых. Когда у вас есть замкнутая форма с кривыми, она становится листом, и вы можете вытянуть её, чтобы создать объём. Чтобы проделать отверстия в рукоятке, я следовал тому же рабочему процессу и вырезал их в основной сетке с помощью булевых операций.

Пластичность также позволяет вам взаимодействовать с гранями, контекстуально связанными с основным объёмом, то есть я могу редактировать свои ошибки, а не начинать всё сначала, как это видно на примере U-образной формы, которая врезается в соседнее с ней отверстие. Я также пропустил один из углов, просто выбрал ребро и скруглил его. Вот таймлапс создания рукоятки.

Лезвие было намного сложнее. Я создал каркас лезвия с помощью кривых и лофтинга, используя G0 или линейную интерполяцию. Затем я создал формы зубьев с помощью кривых и спроецировал их на поверхность, а затем разрезал лист. Я взял те же кривые, которые использовал для создания зубьев, и переместил их вниз, и привязал вершины к новому углу.

Выбор нижней и верхней кривой даёт красивый зазубренный край. Более простой способ — просто создать булеву операцию для положения зубьев, а затем снять фаску с верхнего края. Однако я обнаружил, что эту технику сложно оценить, поскольку вы убираете объём. Проецирование кривых на поверхность требует много времени, но оно точное.

В то время как что-то вроде винтов может быть сложной задачей при традиционном моделировании sub-d, они просты в программном обеспечении на основе CAD. Создайте круг и вытяните его на желаемую длину винта. Я добавил вытяжку снизу, чтобы сузить конец. Это также делает более плавный переход между резьбой и наконечником.

Затем добавьте спираль и выберите верхнюю и нижнюю точки резьбы. Количество витков равно количеству резьб. Затем нарисуйте спираль и измените количество вершин на 3. Регулируя размещение граней, вы можете контролировать толщину резьбы.

Булева разность. Создайте ещё один круг и вытяните головку. Выберите тип головки, который вы хотите, и поместите его в верхнюю сетку с помощью булевой операции. Наконец, выберите всё и выполните булеву операцию объединения, чтобы объединить вашу сетку в единый сплошной объект.

Пластичность обеспечивает чистые результаты, которые являются быстрыми и гибкими. Когда я изо всех сил пытался сделать правильные формы, это чаще всего происходило потому, что я слишком много думал. Вот скриншот готовой CAD-модели.

Хай-поли

Теперь, когда наша модель готова, нам нужно экспортировать её из Plasticity и отправить в ZBrush. Выберите твёрдое тело в Plasticity и нажмите P в левом верхнем углу, а затем перейдите на экспорт. Установите флажок «Max Width» и задайте для него значение .0001. Чем меньше число, тем больше полигонов вы получите.

Если модель большая или не требует такого уровня детализации, вы можете установить его на значение от .001 до .0005. Для деталей, которые дублируются, например, для винтов, я экспортирую только один, а затем дублирую их в Maya. Повторите этот процесс для каждой сетки.

Импортируйте свою сетку в ZBrush и создайте PolyMesh3D. В разделе «Инструменты», «Геометрия» перейдите в Dynamesh и оставьте размытие равным 2, а Dynamesh — с наивысшим разрешением, с которым может справиться ваш компьютер. Если вы теряете детали, отмените действие и разверните «Деформацию» и масштабируйте модель на +100.

ZBrush использует нечто, называемое унифицированным масштабированием. Плотность Dynamesh зависит от двух вещей: разрешения и масштаба объекта в унифицированном пространстве. Теперь в Dynamesh я увеличил сетку, и вы можете увидеть, что она изменилась с 7M до более чем 16M. Теперь вернитесь к «Деформациям» и нажмите O рядом с операцией «Polish».

Диапазон, который я использую, обычно составляет от 15 до 30. Для лезвия я хотел, чтобы края выглядели твёрдыми и острыми, поэтому установил его на 15. Для рукоятки я установил полировку на 25. Используйте твёрдость края и скос для лучшего разделения материалов и читаемости. Вы хотите, чтобы формы были чёткими и слегка мягче, чем в реальной жизни.

Нам не нужно 16M точек, что ближе к 30M треугольникам, поэтому я уменьшил их примерно до 3–4M, а затем экспортировал. Повторите этот процесс для всех частей вашей модели. Уменьшение количества полигонов может занять некоторое время, так что перекусите или послушайте музыку.

Последние шаги по подготовке высокополигональной модели выполняются в Maya. Я импортировал уменьшенную сетку из ZBrush в Maya. Шаг 1: Выберите сетку и смягчите края. Шаг 2: Выбрав сетку, создайте металлический материал, чтобы вы могли найти любые артефакты в сетке.

Это иногда происходит во время процесса уменьшения количества полигонов в ZBrush. Если есть серьёзная проблема с затенением сетки, вам придётся вернуться к CAD. Металлический шейдер сделать просто. Используйте материал Фонга и измените цвет на чёрный, измените цвет зеркального отражения на тёмно-синий и увеличьте косинусную мощность.

При уменьшении масштаба, если вы видите сглаживание по краям при нормальном расстоянии просмотра, ваши края слишком плотные для запекания. Вы также увидите перекрывающиеся или странные вершины поверхности. Перейдите к своему инструменту для скульптинга и с помощью очень маленькой кисти коснитесь сетки инструментом сглаживания. Если уменьшенная сетка создала многообразие геометрии, используйте инструмент очистки, чтобы продолжить проход сглаживания для скульптинга.

Я повторил этот процесс для всех частей модели, кроме винтов. Я экспортировал только один из них, потому что потом можно продублировать его и переместить. Также я ещё не решил, сколько винтов будет иметь уникальную текстуру или будет размещено в UV-пространстве. Об этом позже. Вот как выглядели финальные высокополигональные сетки в Maya.

Низкополигональная модель

Я начинаю с экспорта файла STEP из Plasticity и импорта его в Moi3D. Вы можете попробовать экспортировать низкополигональную сетку из Plasticity, однако это та область программы, которую нужно улучшить. Вот как выглядит низкополигональная сетка из Plasticity.

Moi предоставляет гораздо более чистую сетку для работы. Я рассматриваю большие и малые изгибы. Ничего не будет идеальным. Я сосредоточился на частях, которые было бы сложнее переделать, и проверил их плотность полигонов. Чем больше полигонов, тем более гладкая сетка, обычно я использую здесь 6.

В разделе «Избегать меньше, чем» я изменил это число на что-то более управляемое в узких/малых изогнутых областях. На рукоятке я смотрю на внутренние скошенные области. Я никогда не беспокоюсь о кругах или областях с резьбой, потому что я могу быстро переделать эти области в Maya и сшить их обратно в основную сетку.

Нужно иметь в виду, что не существует универсального или лучшего подхода к этому рабочему процессу. Благодаря практике вы сможете определить, какие части модели лучше сохранить при экспорте из CAD, а какие части будут быстрее переработаны поверх вашей высокополигональной модели вручную, с помощью рисования по четырёхугольникам или с помощью другого инструмента. Вот короткий таймлапс, показывающий, как я исправляю часть низкополигональных сеток в Maya.

При экспорте из Moi3D в Maya сетка будет импортирована в 100 раз больше и будет обращена в неправильном направлении. Уменьшите масштаб до 0,1 и поверните сетку так, чтобы она соответствовала вашей высокополигональной модели. Ретушь — это трудоёмкий процесс. Но чистая геометрия имеет решающее значение для хорошей UV-развёртки и запекания.

Я установил себе ограничение по количеству треугольников менее 20 тысяч для всего ножа. Чуть больше, потому что я хотел сделать рендер с полностью разобранным ножом. Вот финальная низкополигональная сетка.

Стратегии Бумера наступают. С современными игровыми движками легко думать, что больше геометрии — это всегда ответ. Но какие части низкополигональной модели действительно имеют значение? И если бы ограничения по количеству треугольников были ниже, где я должен сократить свою геометрию? Например, на ноже есть небольшая фаска на внутренней стороне рукояток, что вы можете ясно увидеть.

Однако, если вы включите свет в сцене без света, вы получите силуэт вашего объекта. Обратите внимание, что, когда вы перемещаетесь по ножу, вы никогда не видите эту внутреннюю фаску? Это значит, что я могу загрузить свою геометрию на внешние края и изогнутые формы и сэкономить геометрию на внутренней фаске. В итоге я сэкономил около 1000 треугольников или больше в этой части и добавил больше геометрии в те части, которые имели значение при внимательном рассмотрении.

Затем я установил жёсткие и мягкие края для управления градиентами освещения. Это также то, что я уточняю, когда UV-развёртываю свою низкополигональную модель. Есть несколько правил, которые помогут вам запомнить, какие края должны быть жёсткими, а какие нет. Правило 1. Все края могут быть мягкими. Правило 2. Любое соседнее лицо, угол которого составляет 90 градусов или более, должно быть классифицировано как жёсткий край. Правило 3. Любой жёсткий край должен быть пограничным краем в UV-пространстве. Вот как выглядят две крайности.

Мы хотим что-то среднее, чтобы изогнутые части геометрии выглядели гладкими, а жёсткие переходы сохраняли свою форму. Если оставить в модели весь этот градиент, то Normal Map придётся выполнять дополнительную работу. Вот короткий таймлапс, как я классифицирую края, основываясь на приведённых выше правилах. Я даже разделил лезвие на несколько частей, чтобы режущая кромка держалась без какой-либо текстуры.

Теперь пришло время UV-развёртывать низкополигональную модель. В прошлом я использовал автономные программные пакеты для UV-развёртки, такие как Headus UVLayout и RizomUV. В течение последних нескольких лет я просто UV всё в Maya по нескольким причинам. Во-первых, я не тороплюсь, как это было бы на производстве. Во-вторых, я использую фазу UV как способ проверки моей модели и часто снова уточняю свою геометрию во время UV-развёртки.

Как при добавлении, уменьшении и изменении жёстких и мягких краёв. В-третьих, ручная упаковка позволяет мне организовать свои оболочки логичным образом на основе группировки материалов сверху вниз, слева направо. Не имеет большого значения сейчас, когда вы можете просто текстурировать свою модель в 3D-пространстве в Substance 3D Painter. Но, как я уже говорил, я стараюсь этого не делать, может быть, я уже динозавр.

Наконец, вручную упаковывая мои оболочки, я могу добиться более высокой плотности упаковки, чем автоматические упаковщики. Цель для оружия ближнего боя от первого лица в современных играх уровня AAA составляет 60–80 пикселей на единицу. Я проверяю это целевое разрешение, импортируя манекен по умолчанию в Unreal Engine и соответствующим образом масштабируя оружие или реквизит. Я также измерил нож и сопоставил его с сеткой, которая была установлена в дюймах.

Лезвие длиной 4 дюйма, а рукоять — 4,5 дюйма без петли. В UVToolkit я могу выбрать оболочку и получить плотность текселей. Этот реквизит использовал один набор текстур. При разрешении 4K или 4096 x 4096 его плотность текселей составляет 246 пикселей на единицу! С одной текстурой 1K нож всё равно имеет плотность текселей более 60 пикселей на единицу. UV имеет значение.

Вы платите за стоимость карты текстуры независимо от того, занято ли пространство чем-либо. Небрежное UV приведёт к искажениям и проблемам на этапе текстурирования. Если ваша модель не поддаётся UV, скорее всего, ваша геометрия неоптимальна или нуждается в корректировке.

В итоге я разместил все внешние винты по отдельности с дополнительной плотностью текселей 25%, потому что у меня было место. Прокладки и внутренние пространства уложены стопкой. Вот финальные UV, упакованные на один лист, красные края — жёсткие.

Запекание

Если вы дошли до этого места, встаньте и потянитесь. Мы почти добрались до весёлой части. Но прежде чем мы доберёмся туда, мы должны покорить тёмное искусство запекания. В Maya мы должны убедиться, что наши модели чистые, сброшены к началу координат, правильно названы и сгруппированы.

Самая распространённая ошибка — геометрия вашей модели недостаточно точно совпадает, и опечатки в именах сетки. Если вам приходится прибегать к тактике старой школы, рисуя ожоги и перекошенные переносы, вам нужно проверить свою геометрию и UV. Вот как я подготовил эту модель для запекания.

Шаги для запекания просты, но если вы забудете один, вы получите нежелательные результаты. Во-первых, убедитесь, что все оси сетки установлены в начало координат. Во-вторых, заморозьте преобразования.

Я также склонен удалять историю. Убедитесь, что ваши сетки названы правильно. Они должны совпадать и использовать правильный суффикс. "_low" и "_high". Выберите обе группы и экспортируйте, проверьте триангуляцию. Триангулируя сетку перед запеканием, вы знаете, что она не будет использовать другой метод триангуляции в игровом движке.

Теперь я импортирую свои модели в Marmoset Toolbag 5 для запекания. Нажмите на значок буханки, чтобы настроить новый проект запекания. Выберите размер вывода карты и тип карт, которые вы хотите запечь. Я запекаю 4K и вывожу следующее: нормали, кривизну и Ambient Occlusion (AO).

В разделе AO выберите шестерёнку и снимите флажок, который говорит «игнорировать группы». Вы также можете перевернуть канал Y в карте нормалей для OpenGL или DX12. Нажмите кнопку запуска под запеканием.

При запекании возникает несколько ошибок. Это нормально, не так часто получается идеальное запекание с первой попытки. Я расскажу о наиболее распространённых проблемах. Если сетка не получает никаких данных, проверьте папку и убедитесь, что имена высоко- и низкополигональных моделей совпадают и они находятся друг над другом.

Самая распространённая проблема — ожог от другой сетки, или ваша низкополигональная сетка не охватывает высокополигональную сетку полностью, или ваши UV перекрываются в 2D-пространстве. Я дважды проверяю свою раскладку UV, затем перемещаю папку/взрываю сетки и перепекаю. Проблема устранена!

Вторая по распространённости проблема — искажённые данные. Существует множество продвинутых способов исправления искажённых данных, которые я не буду здесь рассматривать, требующих создания промежуточных сеток. Почти все эти проблемы можно решить в Marmoset Toolbag. Искажённые данные, как правило, возникают, когда в низкополигональной сетке мало геометрии по отношению к высокополигональной, при использовании поплавков или врезок деталей.

Внутри Toolbag есть интерактивный инструмент рисования, который позволяет рисовать по сетке в режиме реального времени. Это фактически изменяет среднее значение нормали грани геометрии, чтобы оно было направлено строго вверх, аналогично проекции трассировки лучей по X, Y, Z. Не рисуйте по швам, иначе вы испортите нормали рёбер, фактически врисовав артефакты жёстких краёв в ваши текстуры.

Мы закончили запекать модель с высоким разрешением в модель с низким разрешением. С некоторой практикой и опытом вы сможете начать замечать причины плохого запекания. Теперь вернёмся в Maya, чтобы экспортировать наши сетки в Painter для текстурирования. Я делаю дубликат сетки и взрываю её в сторону.

Это позволяет мне легко текстурировать области, скрытые за другими сетками. Я редко текстурирую что-либо в режиме UV. Выберите исходную сетку и дублированную взорванную сетку и экспортируйте как единый FBX. Обратите внимание, что эти сетки должны использовать одни и те же наборы UV.

Substance 3D Painter

Давайте откроем Painter и настроим всё. Файл, Новый. Шаблон — ASM-PBR Metallic Roughness (starter_assets). Файл — это разложенная сетка. Размер документа — 4096, вы можете изменить это позже, если хотите. Здесь всё по умолчанию, кроме того, что я изменил управление цветом на Legacy и нажал «ОК».

Как только сетка загрузится, откройте настройки отображения и измените Environmental Alignment на камеру. Это позволяет мне легко видеть мои текстуры независимо от того, с какого направления идёт HDRI-освещение. В разделе Tone Mapping я меняю его на ACES.

Обратите внимание, что изменение здесь, а не в настройках документа, приводит к чёрному фону, что, на мой взгляд, облегчает просмотр цветов и контрастности. Анизотропная фильтрация установлена на очень высокий уровень. Наконец, откройте настройки шейдера и измените качество Specular на Ultra.

Теперь давайте импортируем карту, которую мы запекли из Marmoset Toolbag в Painter, и запечём остальные необходимые карты сетки.

Перенесите свои карты на палитру активов и добавьте их в свой текущий проект. В настройках набора текстур добавьте карты в соответствующие карты сетки.

Теперь нажмите на значок запекания сверху и создайте остальные нужные вам карты сетки. Единственное, что я делаю здесь по-другому, — это создаю карту Mesh ID со случайным цветом, чтобы я мог быстро геомаскировать папки для организации.

Текстурирование — это частично методическая, частично экспериментальная работа. Я начинаю с плана атаки, как я собираюсь выстраивать свои слои, и довольно быстро всё превращается в беспорядок. Поэтому очень важно сохранять организованность и называть вещи по ходу работы. Вот как выглядит структура папок.

Нож состоит всего из двух цветов — чёрного и серого. Чтобы ещё больше усложнить задачу, есть только один материал — окрашенный металл. Моя задача как художника — передать характер свойств материала, оставаясь в пределах разумного диапазона PBR. Давайте подробнее рассмотрим наши референсы и начнём делать общие наблюдения.

Есть 4 основные части: лезвие, рукоять, скол и фурнитура (винты, ось, петля). Помните, ранее я говорил о том, как качество и жёсткость краёв могут помочь читаемости поверхности? Ну, есть ещё три атрибута, которые могут это усилить. Цвет или альбедо, шероховатость и шумовые паттерны. С цветом я немного изменил значение для контраста и яркости, чтобы детали не терялись.

Шероховатость создаёт больше эффекта, когда свет падает на объект. Вот мои наблюдения. Обратите внимание, фурнитура была немного темнее и глаже, чем сетки, на которых она расположена, и была настроена в последнюю очередь.

Шумовые паттерны применяются к каждому активу или форме, чтобы улучшить читаемость. Прежде чем мы углубимся в детали, мне нужно заблокировать основные цвета, шероховатость и установить уникальные шумовые паттерны.

Обратите внимание, как мы используем цвет, чтобы определить активы и изменения плоскости. Не PBR-корректно, но в пределах диапазона. Это особенно заметно на лезвии, где плоская часть немного светлее, чем наклонённые части. База шероховатости находится в пределах 20% от 50-ярдовой линии. Нам нужно пространство, чтобы сделать износ нового края заметным, не получая зеркальной отделки. И пространство для наложения деталей сверху, например грязи. Позвольте вашей карте шероховатости работать!

Металл на данный момент — чёрный или неметалл. Открытое лезвие установлено на 0,67, что далеко не 100% металла. В рабочем процессе шероховатости металла вещи обычно считываются как металл или неметалл. Однако, если вы установите значение металла на 1, а рядом будет неметалл, вы получите эффект ореола или белый поток при переходе.

Я никогда не поднимаюсь выше 0,875 по значениям металла. Вот базовые диапазоны для цвета и шероховатости. Если все ваши слои находятся в одном диапазоне цвета и шероховатости, вы получите облачные, беспорядочные и нечитаемые поверхности.

На этом этапе у вас должен быть открыт рендер, чтобы вы могли видеть свой прогресс и вносить коррективы соответственно. Вот быстрый предварительный просмотр внутри окна просмотра Painter. Обратите внимание, что при панорамировании света вы можете увидеть изменения плоскости из-за небольших значений цвета, заданных для лезвия.

Это очень небольшое изменение значения создаёт различие между разными планами, когда они в тени. При прямом свете шумовые паттерны помогают различать изменения плана, и лезвие выглядит как одно значение. Читаемость важнее реализма.

Дисклеймер. Для этой статьи я покажу пошаговый процесс текстурирования только лезвия. Тот же процесс был применён к каждой части с небольшими корректировками. Несколько вещей, о которых следует помнить: номер один, я не использую умные материалы и редко использую генераторы.

Я настоятельно рекомендую создавать свои собственные базовые материалы. Узнайте, как наблюдать за различными свойствами материалов и создавать их слой за слоем. Эти инструменты отлично подходят для повышения производительности и, скорее всего, будут выглядеть лучше, чем то, что вы создадите в начале, но всё будет выглядеть одинаково.

Во-вторых, начните собирать и создавать собственную библиотеку альфа-каналов. У всех есть доступ к базовым шумам в Painter, и у большинства художников, работающих над оружием и реквизитом, есть стандартные «обязательные» альфа-пакеты с textures.com. Если вы хотите уникальные и интересные поверхности, вам нужно создавать свои собственные и сильно модифицировать всё, что генерируется процедурно.

Почти каждый слой в этом проекте создан вручную! Недавно я сделал много фотографий промышленных металлических дверей и дверных косяков, на которых со временем появляются вмятины.

После блокировки значений я захотел поэкспериментировать с использованием градиентов, чтобы помочь выделить изменения плоскости и формы на поверхности лезвия. Используя градиенты, которые текут в противоположных направлениях друг к другу. Градиент помогает переместить взгляд к острой части лезвия. Очень тонкий эффект, который помогает читаемости при различных условиях освещения.

Далее я начинаю создавать общий износ, ссылаясь на изображения. Добавление перлинового шума для добавления небольшого сдвига значений на поверхности, тёмного пятна и некоторого обесцвечивания. Ещё один проход тёмных масел добавлен, на этот раз с более жёстким краем, чтобы лучше соответствовать референсу.

Логотип был добавлен с помощью трафарета, который я создал в Photoshop. Он был наклеен на поверхность. Трафарет слегка размыт, чтобы он соответствовал поверхности лезвия как краска (небольшой выступ), и добавлены уровни для управления яркостью логотипа.

Гранж добавлен для уникальной деколоризации и размытого склона для добавления несовершенства краям. Все эти слои используются, чтобы логотип соответствовал износу лезвия.

Чтобы добавить общий износ края, мы начинаем с генератора износа металлических краёв. Помните, когда я говорил, что если я их использую, они сильно модифицируются? Затем мы умножаем гранж сверху, чтобы придать случайные значения. Через серию слоёв краски мы возвращаем всё обратно и получаем значение на краю там, где мы этого хотим.

Мы не беспокоимся о том, чтобы сделать его «как раз подходящим», поэтому мы начали с генератора, а затем использовали гранж. Мы просто наблюдаем, как в целом выглядит край.

Несколько обрезков были добавлены снизу. С заблокированными базовыми значениями я начинаю добавлять большие царапины, чтобы установить ориентиры и точки интереса. Основные царапины нанесены с помощью специальных трафаретов.

Им также добавлен небольшой случайный цвет с помощью цветовой текстуры, которую я сделал в Substance 3D Designer. И был добавлен HSL-фильтр для управления яркостью и насыщенностью цвета.

Износ разделён на множество частей. 1-й — общая маска износа, где износ может иметь место. 2-й — стек яркости, который даёт мне полный диапазон для выбора горячих точек. 3-й — стек глубины, который позволяет мне независимо управлять информацией о высоте в пределах этих ориентиров.

Давайте сейчас сделаем тактическую паузу и посмотрим на наши основные карты. Цвет, шероховатость, металл, нормаль. Далее мы добавим лёгкое мерцание на поверхность с помощью модифицированной грязи, одной крупной и одной мелкой. Эта деталь выражает все карты, кроме высоты, и является очень тонкой.

Последняя часть лезвия — это заострённый край. Это довольно сложно и разбито на части. 1-й — я добавил вертикальные полосы. 2-й — я добавляю несколько тонких линий фрезерования на зубчатом крае. 3-й — мы добавляем цвета, затем ограничиваем эти цветовые расположения. Вот последовательность стеков слоёв, которые создают этот эффект.

Последний эффект на острой части лезвия — это эффект заполнения. Я заметил, что его нет практически у каждого 3D-ножа на ArtStation, который я анализировал. Это была крутая деталь, которую я хотел сделать идеально. Однако это оказалось очень трудоёмким и сложным.

После многочисленных попыток я наконец-то получил то, что меня удовлетворило. Он создан с помощью альфа-канала от одной из моих дверных коробок. Есть несколько очень маленьких и острых царапин. Этот альфа-канал размещён и нарисован поверх края, вращаясь, масштабируясь и накладываясь, чтобы соответствовать референсу. Обе стороны лезвия уникальны и получают два прохода: базовое заполнение и новое выделение.

Теперь, когда основное лезвие обработано, мы можем обратить внимание на детали, которые находятся на его поверхности. Эти элементы следующие: грязь, пыль, отпечатки пальцев и волосы. В зависимости от объекта иногда я обрабатываю эти элементы на глобальном уровне.

Однако я решил сделать эти элементы по частям, чтобы максимально повысить читаемость в зависимости от материала, на котором они расположены. Чтобы знать, где разместить эти детали, я использовал цифровой микроскоп. Тяжёлая грязь, как правило, скапливается возле шарнирных зон. Грязь вокруг штыря большого пальца. Пыль слегка на отдельных участках, чтобы помочь осесть или осесть глубоко изношенный на объекте. Отпечатки пальцев на контактных точках лезвия для открытия, а волосы обычно скапливаются поверх маслянистой грязи.

Вот прогресс создания финальных слоёв. Убедитесь, что у вас есть область сброса и место для наложения этих деталей. На моих референсах на лезвии было больше отпечатков пальцев, однако я ограничил их по нескольким причинам. Во-первых, это начинало делать текстуру слишком загруженной и беспорядочной, а во-вторых, я хотел, чтобы эта деталь была больше связана с рукояткой.

Для каждой части ножа использовался очень похожий процесс. На самом деле первой частью ножа, которую я текстурировал, была ось. Отчасти это было связано с тем, что она была маленькой и дала мне площадку для разработки процесса. Когда мы видим что-то законченное, мы часто предполагаем, что они сделали всё правильно с первого раза или сделали это без каких-либо неудач или трудностей.

Это не может быть дальше от истины. Каждая часть была текстурирована и пересматривалась с серьёзными изменениями 3 раза на основе полученных отзывов. Ручка претерпела 4–5 серьёзных изменений, прежде чем я остался доволен. Вот как выглядит прогресс оси.

Последнее, что я делаю в Painter, — это добавляю фильтр sharpen к картам цвета, шероховатости и металлика. Он установлен очень низко, примерно на 0,1–0,125. Любое более высокое значение, и ваши текстуры станут похожи на перлин-шум. Вот финальные текстуры внутри Painter.

Рендеринг

Давайте нажмём «print screen» и на этом закончим! Если вы дошли до этого места, сделайте паузу, отдохните и вернитесь со свежими глазами к своему проекту. Я думаю, что рендеринг и презентация — это то, как вы показываете свою страсть и уважение к ремеслу. Вероятно, я потратил столько же времени на рендеринг, сколько и на текстурирование.

Прежде чем начать рендеринг, я ещё раз посмотрел на свои целевые снимки в PureRef. Моим главным источником вдохновения были рекламные объявления на веб-сайтах и в журналах. Я хотел мрачные, художественные снимки, которые выглядели бы резко отличающимися от того, что другие рендерили на ArtStation.

Затем я посмотрел несколько видео профессиональных фотографов о световых установках. Одной из областей, на которых я хотел сосредоточиться, было понимание контурного и заполняющего света. Почти все мои снимки используют стандартную трёхточечную схему освещения. Обычно я сначала настраиваю контурный свет. Затем устанавливаю заполняющий свет напротив него и стараюсь добиться того, чтобы всё было слегка освещено, кроме основной поверхности.

Наконец, я поставил ключевой свет и корректирую угол, пока не увижу, как выделяются блики на металле. Затем я захожу и настраиваю каждый свет. Как только композиция будет установлена, я сделаю несколько снимков с разными условиями освещения.

В Marmoset Toolbag я использую папки, чтобы организовать свою сцену. Большинство этих снимков сделаны с помощью ресурсов Megascan. Все ресурсы помещены в группу вместе с дубликатом ножа (ножей). Также в группе находятся камера, свет и небо для указанного снимка.

Marmoset Toolbag позволяет вам одновременно активировать только одно небо. Это позволяет мне иметь в сцене сразу множество вариаций освещения. Простое изменение HDRI может кардинально повлиять на внешний вид и ощущение ваших рендеров.

Большинство моих настроек камеры очень похожи от снимка к снимку. Динамичные мрачные студийные снимки используют ACES, а уличные снимки — Hejl tone mapping. Хроматическая аберрация установлена очень низко, в диапазоне ~0,1 до 0,2 на крупных планах. Экспозиция обычно составляет около 1,1–1,25, а чёткость — менее 0,35.

Контраст используется дозировано, а резкость в большинстве случаев должна быть меньше 0,25. Как видите, иногда я отхожу от этих рекомендаций. В конце концов, именно то, что лучше всего показывает вашу работу. Вот мои настройки камеры для первых трёх снимков, которые показаны в моём посте на ArtStation.

В процессе рендеринга я подготовил около 20 снимков со слегка различающимися освещением, углом камеры и глубиной резкости. За 2–3 недели я, вероятно, подготовил более 100 снимков на основе отзывов из моих сообществ в Discord и The Weapon Room Discord.

В итоге у меня получилось около 10–12 снимков, которые мне понравились. Самая большая сложность здесь заключалась в том, чтобы сделать каждый снимок уникальным, ведь у ножа всего две стороны. Вот несколько рендеров, которые я сделал.

Давайте подробнее рассмотрим постановку, рендеринг и компоновку в Photoshop для каждого из трёх снимков. «Чёрно-белые блоки» были самым сложным снимком для настройки, и он потребовал больше всего итераций.

Вот сравнение ссылки и первой попытки, а также моя схема освещения для этого снимка. Освещение практически не изменилось. Для постановки использовались только вспомогательные опоры.

Основная проблема, с которой я столкнулся при работе над этим снимком, заключалась в том, что все бревна в библиотеке MegaScans не соответствовали плотности текселей моего ножа в нужном мне масштабе. Над этим снимком я почти сдался. Но мне очень нравятся чёрно-белые фотографии с высоким контрастом, поэтому в качестве последнего усилия я попытался выложить несколько балок рядом, чтобы спасти сцену.

После удаления цвета негативное пространство между балками стало довольно сильным, поэтому я вылепил в ZBrush несколько куч грязи и применил к ним общую текстуру земли. Эта геометрия врезается в балки на рендерах. Недовольный результатом, я взял сетку с землёй и гравием из MegaScans, положил её поверх балок и визуализировал.

Затем я скрыл этот слой в Marmoset Toolbag и снова визуализировал ту же сцену с разбросанным щебнем. В Photoshop эти слои маскируются там, где я хотел, чтобы грязь заполняла пустоты. Это был быстрый хак, чтобы получить нужные мне результаты, вместо того чтобы экспортировать сетки и лепить вокруг расщелин или запускать симуляцию для мусора.

В Photoshop первое, что я делаю, — это дублирую свой рендер и корректирую его с помощью редактора RAW. В RAW я настраиваю освещение, контраст, чёткость, резкость, а иногда и цветовую температуру. Опять же, нужно быть очень осторожным, чтобы не перешарпнить свои изображения. Слишком большая чёткость, контраст и резкость превратят ваше изображение в шум.

В постобработке были сделаны несколько дополнительных корректировок, таких как исправление балок, где есть геометрические артефакты из-за чрезмерного уменьшения количества данных при сканировании. Настройки грязи и щебня по значению и фокусу, добавлено гауссово размытие, чтобы соответствовать плотности текселей балки, что, в свою очередь, сделало нож более чётким. Вот окончательный рендеринг:

Рендер «Натуральный блок» довольно прост, но на его постановку ушло больше всего времени. Мне пришлось найти и поэкспериментировать с MegaScans, которые больше всего соответствовали ссылке. В итоге я скорректировал значение цвета на заборах, чтобы получить более чёткие силуэты. Плоскости земли размещены под экстремальными углами, а некоторые предметы плавают, чтобы добиться желаемого кадрирования и композиции.

Однако для того, чтобы этот снимок получился, мне нужно было внести небольшую корректировку в модель. Когда лезвие полностью выдвинуто, часть рукоятки возвращается на место, чтобы удерживать лезвие в нужном положении. Поэтому я вернулся в Maya и вместо того, чтобы создавать оснастку, я просто использовал инструмент мягкого выделения (настроенного на поверхность) и согнул металлическую часть вниз.

Вот схема освещения в Marmoset Toolbag. Тоновое отображение настроено на Hajl:

В Photoshop я снова начал с редактирования в формате RAW, внося небольшие корректировки. Следующим шагом было маскирование лезвия для большего контроля и блоков на переднем плане. Экспериментируя с различными HDRI в Marmoset Toolbag, я решил попробовать функцию замены неба в Photoshop. Несколько корректировок добавлены к ножу и блокам, чтобы соответствовать референсу, и финальный композит завершён.

Вот финальный рендер:

Финальная съёмка — это закрытый нож. Этот снимок я решил сделать самостоятельно, чтобы заполнить пробелы в том, что у меня уже было, референсных изображений для этого снимка не было. Чтобы получить 10 уникальных рендеров, мне нужны были снимки с закрытым и частично открытым лезвием.

У меня также были студийные снимки и множество маркетинговых снимков с брёвен на природе. Так что этот снимок был задуман как отличающийся с самого начала, закрытый контраст с жирным цементом и щебнем. В кадре нет ничего особенного, всего два источника света. Этот снимок был хорош и требовал минимальных корректировок в Photoshop.

Вот настройка освещения в Toolbag:

Это не значит, что я не сделал ничего особенного. В итоге я рендерил две версии этого снимка с разным уровнем глубины резкости. В Photoshop я замаскировал их и смешал, чтобы получить более тяжёлую глубину резкости, ведущую к ножу.

Последний снимок оказался одним из самых простых. Одна из проблем с освещением этого реквизита в целом заключалась в том, что цветовые значения лезвия и рукоятки находятся в пределах одного диапазона. Я использовал это как ориентир при установке яркости ключевого света, положения и угла. Лезвию и рукоятке нужны были разные значения в свете.

Заключение

Давайте будем честными, мы все делали работы, которые были далеки от совершенства. Поэтому мы должны регулярно обновлять наши портфолио. Даже в хороших проектах не каждый снимок хорош, поэтому мы вырезаем их, хотя и больно видеть, как работа выбрасывается. Из более чем 100 рендеров я оставил 10, не включая разбивки, плоские изображения и референсные изображения.

В этом разделе я хочу немного рассказать о своей философии при создании поста для проекта. Как я решаю, какие рендеры попадают в подборку, и почему они расположены в таком порядке. Часто в объявлениях о вакансиях говорится, что они ищут художников с сильным чувством эстетики. Что это значит? И как я это показываю? Я думаю, это тот, кто понимает основы искусства и дизайна. Освоил свет, цвет, композицию и т. д. И мы показываем это через выбор, который мы делаем при компоновке портфолио и выборе изображений. Показ рендеров, которые являются избыточными или заполняющими, может заставить кого-то усомниться в моём художественном чутьё. Нас часто оценивают по самому слабому изображению в посте или портфолио, а не по самому сильному.

Они будут задаваться вопросом, знаете ли вы, что это не так хорошо, как другое, и если да, то почему вы его не вырезали? Могу сказать по опыту, что причина, по которой я не вырезал вещи в прошлом, заключалась в том, что я был слишком эмоционально вовлечён в них. Приём на работу — это НЕ эмоциональное решение.

Хорошо, с этим разглагольствованием покончено. Я взял все свои рендеры и сгруппировал их в похожие кадры. Я собирался включить только лучший снимок из каждой категории. Я планировал включить 6–10 снимков в пост. Открытый, спереди и сзади, закрытый, частично открытый, крупный план лезвия, крупный план рукоятки и разобранный.

Всё, что будет восприниматься как избыточность, должно было быть поставлено в совершенно другую обстановку или должно было иметь совершенно другое освещение и настроение, отсюда и высококонтрастные чёрно-белые снимки. После группировки я просмотрел изображения с группой профессиональных художников в TWR Discord для получения обратной связи.

Я принял обратную связь и переработал лучшие рендеры. И сделал ещё один или два раунда рендеринга и компоновки изображений. Порядок изображений имеет значение. Я начинаю с установленного кадра, что означает, что вся модель видна и легко читается.

Также первый снимок, как правило, тот, в который я вложил больше всего усилий, кинематографический вид. Если этот первый рендер не будет удачным, они, скорее всего, не будут прокручивать дальше, чтобы найти «хороший». Нечасто первое изображение, которое вы видите в посте, — чёрно-белое. Мне также понравился видимый в лезвии и рукоятке контраст материалов. Причина, по которой следующим кадром является вертикальный снимок на открытом воздухе, заключается в том, что он является полной противоположностью первому.

Первый — чёрно-белый и почти ортографический, за ним следует полностью проработанная сценическая сцена. Цветной снимок мрачный и требует прокрутки на ПК. На мобильных устройствах он идеально вписывается в вертикальный формат. Третий снимок — закрытый нож, лежащий на битом цементе. Это любимый снимок многих людей, судя по комментариям и отзывам.

Мы только что показали последовательные визуализации полностью раскрытого ножа. Это позволяет по-новому взглянуть на один и тот же объект. Я всерьёз рассматривал возможность сделать этот рендер первым, главным образом потому, что на мобильных устройствах, когда вы прокручиваете ленту, вы видите не миниатюры, а первый рендер, который занимает больше места на экране, чем первое изображение, более короткое по вертикали. Решение разместить его третьим было обусловлено моим первым правилом: первый кадр должен быть установлен и должен быть мгновенно узнаваем.

Отсюда рендеры упорядочены на основе потока. 4 и 8 очень похожи, но 8 — это крупный план, поэтому я не ставлю их рядом. В конце я показываю ортографические проекции, затем орто с проводами, затем плоские с UV-развёрткой и референсами. Этот порядок всегда один и тот же, поэтому, если кто-то просматривает моё портфолио, я установил поток и ожидания, что упрощает работу рецензента, просматривающего несколько проектов.

Я никогда не включаю видео или SketchFab, если это не необходимо (VFX или анимация), потому что загрузка может занять вечность! Если вы хотите их включить, размещайте их в конце вашего поста, чтобы они загружались к тому времени, когда пользователь прокрутит до них.

Миниатюры. Получение кликов. Это довольно просто. Я взял все свои лучшие рендеры и масштабировал их примерно до 2x2 и обрезал их по наиболее интересным областям. Увеличьте контрастность с помощью редактирования RAW и уровней. То, что я ищу в миниатюре, — это читаемость, контраст и любопытство.

Мне просто нужен клик! Имейте в виду, что есть много потрясающих работ, которые получают мало внимания. Здесь есть доля удачи. Но вы должны выставлять свою работу напоказ, чтобы дать себе шанс. Мне посчастливилось опубликовать этот проект на канале Unreal Engine на неделе, когда я его опубликовал, который к тому же рекламировался, так что он был на первой странице в течение 2–3 дней.

Великое искусство требует времени. Мой подход к созданию привлекательных объектов заключался в тщательном наблюдении за тем, как всё устроено физически. Разбиение на определяющие характеристики материалов и поверхностей. И регулярные публикации в сообществах художников для получения обратной связи. Самая большая проблема для меня, когда я начинал работать в 3D много лет назад, заключалась в том, чтобы привыкнуть показывать незаконченные работы.

Основными задачами в этом проекте были ограничение деталей и оставление свободных зон. Мой бывший арт-директор в Disney, Джо Олсон, однажды сказал, что умелый художник проявляется, а уверенный художник оставляет свободные зоны. Это было самым большим открытием для меня. После того как я нанёс текстуру на весь объект, он выглядел действительно хорошо, все детали были на своих местах.

Но это было перебор, слишком много предупреждений, слишком занятно. Поэтому я вернулся и отрегулировал некоторые параметры, удалил несколько слоёв и очистил другие. Читаемость важнее реализма. Лучший совет, который я могу дать начинающим, — следовать:

• Абстрактные наблюдения (деконструируйте физический мир).
• Технически любознательны (открытие через эксперименты).
• Мастера ремесла (последовательная практика).
• Критика сообщества (открытость к обратной связи).

Что касается программного обеспечения, освойте хотя бы одно программное обеспечение для моделирования коробок (Maya, Max, Blender), научитесь лепить и освойте текстурирование и рендеринг. Это может показаться очень сложным, когда вы начнёте. Я потратил годы на моделирование, прежде чем научился текстурировать.

Не делайте этого! Когда вы научитесь работать с UV, это изменит ваше моделирование. Когда вы научитесь текстурировать, это изменит ваше UV. Короче говоря, выполняйте небольшие проекты по всему конвейеру. Выберите что-нибудь небольшое, что можно разумно завершить за 1–2 месяца. Вы увидите быстрые улучшения, так что не нужно начинать годичный проект, который вы захотите переделать на полпути.

Инструменты более доступны, чем когда-либо прежде. Обучающие и учебные материалы бесплатны через YouTube, ArtStation и публикации вроде 80 Level. Найдите то, что вам нравится делать. Вы никогда не будете слишком стары. Я начал только в конце 20-х.

Наконец, присоединяйтесь к сообществу единомышленников-художников, которые вас поддерживают, поощряют и подталкивают к совершенствованию, а не к тому, которое будет только говорить вам, насколько хороша ваша работа. Чтобы присоединиться к сообществу The Weapon Room Discord (T.W.R.), нажмите здесь.

Если вы подумываете о поступлении в школу и хотите создавать крутые вещи со мной. Нажмите здесь, чтобы узнать о наших степенях в области разработки игр в Университете Юты. Utah Games — College of Architecture and Planning.

Райан Боун, профессор

Интервью проведеноГлорией Левин