Как смоделировать и создать текстуры для персонажа в жанре тёмного фэнтези в реальном времени в ZBrush, Maya и Substance 3D

Введение

Меня зовут Жюль Жорис, и я 3D-художник персонажей из Бельгии. Я обнаружил свою страсть к 3D около 4 лет назад, попробовав себя в изобразительном искусстве. Я поступил в университет прикладных наук Howest на программу бакалавриата по цифровым искусствам и развлечениям и понял, что хочу сделать карьеру на стыке техники и искусства.

После окончания учёбы в июне прошлого года я понял, что мне нужно улучшить своё портфолио, чтобы соответствовать ожиданиям студий, и решил присоединиться к онлайн-программе Think Tank Training Centre — уважаемому учреждению в этой области. «Сладкая Офелия» была моим финальным проектом на промежуточном этапе под руководством Шона Феррейры.

Я увлечён рыцарями, Средневековьем и эстетикой тёмного фэнтези. Я черпаю много вдохновения в таких студиях, как FromSoftware, CDPR, Larian и Grinding Gear Games, а также у таких художников, как Майк Франчина и Андрес Риос, чья работа оказала сильное влияние на моё художественное направление.

Сладкая Офелия

Мой подход заключался в том, чтобы глубоко погрузиться в первоначальную концепцию и убедиться, что я уловил дух персонажа. Дизайн был создан Bodybag Planty и принадлежит вселенной, созданной коллективом художников под названием "Stare Joberknoll".

Я начал с перекраски, изолируя и кодируя каждый объект цветом, чтобы познакомиться с концепцией. Затем я искал референсы и заполнял любые пробелы в концепции, например, добавляя гамбезон под доспехи или кожаные ремни для поддержки определённых элементов.

Собрав ссылки на Pinterest, я создал большую доску PureRef. Они представляют собой смесь соответствия реальной жизни, детализации поверхности для скульптуры и текстурирования, а также CG-ссылок из игр, фильмов и других художников. При использовании последних я старался понять функциональный дизайн, стоящий за формами, а не просто копировать формы. Со временем я создал банки PureRef, которые использую в разных проектах, и дополняю их ссылками, специфичными для проекта, поэтому я склонен работать с большим количеством изображений.

На этом этапе я пытаюсь реконструировать процесс концепт-художников. Всегда приятно, когда я нахожу ссылку, которая идеально соответствует концепции, например, этот готический термометр, служащий реликварием.

Моделирование

Для моделирования я использую ZBrush и Maya. Я начал с наброска DynaMesh в ZBrush, чтобы установить основные формы и пропорции. Для этого проекта я создал временную позу на раннем этапе, чтобы увидеть, как взаимодействуют различные объекты, когда они сопоставляются с концепцией, а затем соответствующим образом скорректировал пропорции в T-позе.

Первая задача, с которой я столкнулся, заключалась в том, чтобы решить, буду ли я придерживаться сильно стилизованных черт персонажа. Сначала я экспериментировал с более длинными конечностями и меньшей головой, но в итоге решил смягчить их и придать персонажу более реалистичный вид.

Лицо было первым элементом, на котором я сосредоточился. Я усовершенствовал его, пока он не уловил суть оригинального дизайна, затем привёл его в соответствие с топологией MetaHuman и протестировал на ранней стадии в Unreal Engine. Этот ранний этап разработки помог мне заметить структурные проблемы, прежде чем двигаться дальше. Затем я спроецировал на него данные сканирования и только после этого начал вводить едва заметную асимметрию, шрамы и тому подобное.

Для создания доспехов я использовал сочетание ZBrush и Maya, чтобы сохранить чистую топологию, что экономит много времени на этапе создания готовой к игре сетки. Я начал с частей, созданных с помощью DynaMesh, и использовал Quad Draw в Maya для очистки форм. Учитывая инструменты ZBrush, я сделал все пластины доспехов односторонними и сосредоточился на плавном течении граней и лёгком выборе полигрупп.

ZBrush может показаться менее эффективным для ранних изменений формы, поэтому я переключался между Maya и ZBrush. Как только базовые формы были очищены, я использовал Dynamic Subdivision в ZBrush, чтобы добавить толщину, и продолжил уточнение с помощью ZModeler. После этого я создал складки на своих полигруппах и подразделил их, пока не получил достаточное разрешение для скульптинга.

Для более органических областей, таких как набедренники и наплечники, я использовал сочетание кистей Standard, ClayBuildup/ClayTubes, Pinch и DamStandard. Во время прохода по повреждениям я старался сохранить чистоту и элегантность брони, добавляя едва заметные царапины и износ. Наборы кистей Trim Dynamic и Orbs оказались здесь весьма кстати здесь.

Для заклёпок я использовал кисть Standard, чтобы сдвинуть металл вокруг них, как будто их вбили молотком. Это помогает при запекании и обеспечивает естественное оседание грязи и ржавчины в эти полости во время текстурирования.

Для кольчуги я использовал Dynamic Subdivision и MicroPoly. Даже в играх ААА-класса повреждение кольчуги иногда выполняется с помощью инструментов лассо или рисования карт непрозрачности, что может оставить видимые артефакты на краях. Уделив немного дополнительного времени редактированию правильного поведения звеньев, можно добиться больших изменений. Я убедился, что повреждённые участки следуют гравитации, и добавил едва заметное движение звеньям с помощью кисти Move Topology для более аутентичного ощущения.

Волосы

Для волос я вылепил блок-аут из сферы, чтобы установить поток и объём. Я настоятельно рекомендую видео Вероники Неклюевой о таком подходе:

Затем я создал карты волос в Maya с помощью XGen и разместил их с помощью GSCurveTools. Урок Хейзел Браун был особенно полезен на этом этапе:

Хотя цвет причёски был довольно светлым, я позаботился о том, чтобы добавить достаточно сложности и цветовых вариаций в карте диффузии, чтобы она оставалась визуально интересной.

Ретушь топологии

Для ретопологии я следовал подходу, характерному для персонажей ААА-класса, с достаточным количеством квадов и петель, чтобы обеспечить чистое развёртывание и правильную деформацию для риггинга. Я подогнал лицо под топологию MetaHuman и сделал то же самое для таких частей тела, как рукава гамбезона и штаны. Для этих областей я также сохранил резервный UV-канал с исходной раскладкой MetaHuman, чтобы облегчить позирование с помощью передачи атрибутов.

Использование топологии MetaHuman увеличило количество полигонов, но, поскольку индустрия переходит к сеткам с более высокой плотностью, я чувствовал себя комфортно, остановившись на 150–200 тысячах для финального персонажа. Сетка использует шесть различных наборов текстур 4K, разделённых в соответствии с плотностью теселей и общими материалами.

Я сгруппировал UV-файлы плаща и кольчуги, поскольку им требовалась информация о непрозрачности, что позволило мне пропустить этот канал на остальной части брони. Для глаз, ресниц и бровей я использовал ассеты MetaHuman и экспортировал только базовые текстуры, чтобы внести окончательные коррективы в Photoshop. 

Для брони этап ретопологии прошёл быстро, поскольку я уже установил чистую топологию ранее в процессе. Я начал с сеток с наименьшим количеством подразделений и оптимизировал их, оставив достаточно места для скосов на краях пластин брони, чтобы они правильно запекались. Я убедился, что детали разворачиваются и выпрямляются чисто, чтобы избежать алиасинга в текстурах.

Для раскладки UV я начал с автоматических инструментов раскладки в Maya, а затем сделал ручную проходку, что сэкономило около 10% пространства текстуры в целом. Поскольку это был автономный портфолио-объект, который не будет использовать LOD, я смог сделать отступ между островами очень маленьким. Я также отразил UV-файлы для ног и рук, освободив значительное количество места. Поскольку плащ частично закрывал их, зеркальное отображение было даже менее заметно.

Чтобы достичь определённого уровня качества, я использовал геометрию для мелких деталей, которые можно было бы просто запечь на плоскостях. Хотя у них нет обратных сторон, я придал каждой монете толщину, чтобы правильно улавливать свет по краям.

Для создания цепи я сделал узор в персидском стиле, который слегка раздул, чтобы закрыть любые промежутки, затем запек его на цилиндре. Это позволило избежать артефактов запекания от лучей, проходящих через него, и получить более чистый окончательный рендер. Я создал плащ, используя три слоя соответствующей геометрии в сочетании с карточками для повреждённых кусков ткани. Ниже я показываю самый нижний слой плаща:

При развертывании этого слоя я принял некоторую деформацию UV в обмен на сохранение прямых UV-координат, поскольку хотел получить чистые оси для проецирования пользовательских альф.

Текстурирование

Для текстурирования я использовал Substance 3D Painter, но запекал свои карты в Marmoset Toolbag, так как это позволяет лучше контролировать такие инструменты, как перекошенное и смещённое рисование. В ZBrush я назначил один цвет для каждого материала или для каждого декоративного элемента, затем запек эту карту цветов вершин и подключил её к каналу ID в Substance 3D.

Я сохранил модель в формате FBX с отдельными частями и чистым соглашением об именах, что позволило мне комбинировать выборку по ID, выборку геометрии и маскирующую краску для плавной изоляции и обработки каждого компонента.

При текстурировании я большую часть времени отключал АО, использовал Studio Tomoco для нейтрального освещения и постоянно переключался между видами Roughness, Material и Base-color, чтобы оставаться под контролем. Здесь проблемой стал очень тёмный металл из концепции. Это необычное значение для достижения в PBR, поскольку металлам требуется высокая светлота базового цвета.

Доспех мог выглядеть таким тёмным, если бы он был очень грубым и обветренным, как чугун, или отражающим, но помещённым в тёмную среду, что я и сделал. Я также подумал, что для персонажа-героя более высокие значения Roughness помогут ей выделиться.

Для металлических деталей всё было связано со слоями и постепенным изменением цветов. Я повторял этот процесс на протяжении всего времени, регулируя непрозрачность слоёв и режимы наложения, чтобы найти комбинации, которые выявили бы наиболее интересные вариации поверхности. Это был распорядок, которому я следовал для металлов (и большинства материалов):

– Основа

• Я начал с установки точных значений PBR и смешивания с тонкими вариациями грязи. Поскольку это игровое искусство, а не строгий реализм VFX, я позволил себе расширить эти границы, пока результат казался правдоподобным.
• Я также использовал умные материалы внизу стопки для быстрого старта. Я проверил каждый параметр, настроил маски и удалил всё, что не соответствовало выбранному мной направлению.

– Грязь

• Здесь я добавил сложности и искал «счастливые случайности». Я накладывал и поворачивал карты грязи, настраивал тайлинг и полагался на ссылки. Используя АО и маски на основе кривизны, я улучшил контраст и доработал формы.

– Цвета

• Я накладывал несколько оттенков, используя смешивание цветовых режимов, и настраивал непрозрачность слоёв, чтобы создать насыщенность. У каждого слоя был свой цвет, и я использовал маски грязи, чтобы постепенно вносить изменения.

– Наложения грязи

• Здесь я углубил полости более тёмными, более насыщенными тонами и более высокими значениями шероховатости. Я использовал наложения грязи и генераторы, такие как Dripping Rust, в сочетании с масками после эффекта, градиентами и фильтрами HSL для контроля контрастности и уровней.

– Поп-эффекты на краях

• Используя карты полостей или кривизны, я осветлил края более светлыми тонами и слегка более высокой шероховатостью. Я разбил эти эффекты дополнительными масками грязи, чтобы они не выглядели однородными.

– АО/Градиенты

• На этом этапе я не возражал против включения шейдера АО, когда приближался к финальному игровому виду. Я добавил градиенты, которые были темнее и грубее внизу и светлее и блестящее вверху, чтобы направить взгляд к лицу. Я также быстро проверял с включёнными тенями и пробовал разные варианты освещения окружающей среды, чтобы убедиться, что всё в порядке.

Плащ следует той же философии текстурирования: усиление контраста, наложение слоёв грязи для естественной сложности и выделение краёв и впадин с помощью изменений тона. Для высокополигональной модели я сделал простую скульптуру с мягкими складками и направленным потоком, чтобы установить силуэт, зная, что большинство разрывов и потрёпанных краёв будут обработаны с помощью карты непрозрачности. Для финальной сетки я создал пять вариантов тканевых карт и спрятал их под каждым слоем плаща, чтобы скрыть их концы и сделать повреждения естественными и интегрированными.

Для кожи я начал с текстуры MetaHuman и настроил её в соответствии с концепцией. Я сдвинул цвет лица в сторону слегка болезненного тона и добавил очень тонкие зоны оттенков. После наложения слоёв грязи, кривизны и карт AO я добавил влажность вокруг глаз, немного макияжа и немного цветокоррекции, чтобы обесцветить общий вид.

Освещение и рендеринг

Я использовал Unreal Engine для всего освещения и рендеринга, с окончательными настройками презентации, выполненными в Photoshop. Я начал с добавления объёма постпроцесса с бесконечной протяжённостью, отключил игровые настройки и контролировал экспозицию через него. Для каждого рендера и позы я сохранял отдельную сцену и последовательность уровней и использовал камеру с фокусным расстоянием 35 мм, так как, по моему мнению, она лучше всего соответствовала кажущемуся искажению концепции.

Чтобы создать настроение, я начал с HDRI и вращал его, пока не нашёл интересный угол. Его цель была в основном атмосферной, поэтому я держал интенсивность очень низкой. Моим любимым HDRI является Belfast Sunset Pure Sky, который имеет прекрасный диапазон синих, оранжевых, розовых и фиолетовых оттенков.

Я использовал направленный свет в качестве основного источника, стремясь к эффекту божественного луча сверху, чтобы придать персонажу это неземное и почти святое присутствие. Этот угол также помог мне сохранить немного темноты вокруг глаз, что действительно добавило настроения.

Я использовал краевые огни с прожекторами, чтобы обрамить силуэт и выделить детали доспехов и меча. Я добавил ещё один прожектор сверху, чтобы выделить лицо и сделать его фокусом рендера.

Чтобы заполнить слишком тёмные области, я разместил прямоугольные источники света: один для тела, один для лезвия меча и пару едва заметных для шеи и верхней части полдрона. Я отрегулировал размер источника, чтобы избежать резких теней, и настроил радиус затухания так, чтобы каждый источник света влиял только на намеченную область.

С помощью объёма постпроцесса я добавил едва заметный эффект свечения, увеличил контрастность и внёс некоторые цветовые изменения. После рендеринга я перенёс изображения в Photoshop для окончательной доработки. Я предпочитаю работать неразрушающим образом с чистыми рендерами при добавлении тумана и пыли, поскольку так гораздо проще получить интересные формы, чем полагаться на объёмный туман или карты тумана, которые могут сломаться под разными углами камеры.

Я также добавил едва заметную виньетку и некоторую дополнительную цветокоррекцию для достижения чёткого конечного вида.

Чтобы правильно представить металлы, я убедился, что они достаточно освещены, чтобы избежать чёрных пятен, и поэкспериментировал с углами освещения, чтобы продемонстрировать вариации шероховатости на их поверхностях.

Заключение

В общей сложности это заняло у меня около двух месяцев. Я начал блокировать его в середине ноября и закончил к концу января, с трёхнедельным арт-тестом и другой работой, втиснутой между ними. Главной задачей, безусловно, было освоиться с XGen и карточками волос в первый раз. Это была крутая кривая обучения.

Плащ также оказался интересным в обращении, поскольку он покрывал персонажа, но при этом должен был оставаться практичным для использования в реальном времени. Мне пришлось найти правильный баланс между наложением эффектов и контролем топологии. Видеть, как текстуры собираются вместе, — это всегда один из самых приятных моментов.

Финальные проходы действительно заставляют персонажа чувствовать себя живым. Но больше всего мне нравилось работать над созданием доспехов и меча, проходя через все этапы от наброска до окончательной полировки. Это тот вид работы, которым я мог бы с удовольствием заниматься очень долго. Мой ArtStation.

Чтобы начать делать рыцарей в ZBrush, я настоятельно рекомендую это видео с канала PankArts. Он очень ясно объясняет моделирование твёрдой поверхности, и это был один из первых обучающих материалов, которые я посмотрел, когда начал изучать ZBrush. Я всё ещё пересматриваю его время от времени:

Работа Виталия Булгарова "Hardern" из Mortal Shell всегда является для меня эталоном, когда я делаю рыцарей. Она постоянно где-то на моей доске PureRef. А также потоки MarcoPlouffe, чтобы понять весь конвейер ZBrush, но я не думаю, что он нуждается в представлении!

Jules Joris, художник по 3D персонажам и предметам

Интервью проведено Amber Rutherford