Как создать окружение средневековой Европы с помощью Unreal Engine и Substance 3D

Введение

Здравствуйте! Меня зовут Брайан Пентц, и я художник по окружению, живущий во Франции. Мой путь в индустрию был немного нетрадиционным. Я начал изучать 3D восемь лет назад, когда получал степень по археологии. Хотя моя семья поощряла меня закончить учёбу, моя страсть сместилась в сторону цифровых миров. Как только я закончил учёбу в 2020 году, я сразу же пришёл в индустрию, став художником по окружению в игровой студии в Париже.

Эволюция: масштаб и дизайн Lay

Меня всегда вдохновляла идея создавать вещи эффективно и делиться этими знаниями. Работая в своей первой студии, я проводил вечера, обучая 3D двух близким друзьям. В конце концов, мы объединили усилия, чтобы создать Scale — коллектив, специализирующийся на высококачественных окружениях для различных рынков и фриланс-клиентов.

После трёх лет успешного сотрудничества и создания примерно 70 окружений мои партнёры занялись 3D-печатью. Я продолжил путь в одиночку, основав Laya Design около года назад. За последний год я расширил свои возможности, создавая по одному окружению в неделю.

Оттачивание мастерства

Мои навыки — это результат тысяч часов, проведённых в Blender, Substance 3D Painter, Substance 3D Designer и Unreal Engine. Создавая такой большой объём работ, я усвоил уроки, которые выучил через повторение:

• Визуальный приоритет: точно знать, где разместить детали, чтобы привлечь внимание.
• Итеративный дизайн: как быстро создавать, разрушать и перестраивать уровни, чтобы найти лучшую композицию.
• Технические знания: я получил так много знаний в моделировании, скульптинге, текстурировании, построении мира и освещении, создавая множество уникальных окружений.

Влияние и вклад

Что я считаю наиболее полезным, так это универсальность моей работы. Мои ассеты были интегрированы в огромное количество проектов:

• Игры: такие известные игры, как Ark, Chained Together и многочисленные инди-проекты.
• Медиа: виртуальное производство, образовательные инструменты для школ, рекламные видеоролики и анимационные проекты, такие как Silly Crocodile.
• Сообщество: мои бесплатные окружения в стиле «Звёздных войн» для Unreal Engine использовались моддерами и инди-разработчиками по всему миру.

То, что моя работа служит основой для сотен разных историй, от украинских спортивных залов с зелёным экраном до филиппинских инди-игр, вдохновляет меня. Она использовалась в таком разнообразии проектов и разных типах контента, что многие люди могли познакомиться с моей работой. Это действительно делает меня счастливым.

Вдохновение и концепция

Этот проект родился из желания создать мирную средневековую европейскую обстановку. Я хотел отойти от «тёмного» фэнтези и сосредоточиться на яркой, заросшей деревне. Хотя я хотел создать что-то мирное, работа над этой средой была очень расслабляющей.

Моё первоначальное вдохновение пришло из Pinterest, где я мог находить изображения заброшенных средневековых построек, которые заново осваиваются природой. Я представлял себе тихую деревню, где цветы и пышная, яркая трава занимали центральное место. Что сделало этот проект уникальным, так это моё окружение в то время. Я фактически находился в Германии, когда начал, что позволило мне черпать вдохновение из настоящей старинной архитектуры.

Было полезно увидеть пропорции и брусчатые конструкции настоящих исторических домов. Я объединил эти «реальные» наблюдения со своей доской PureRef, чтобы создать гибридный стиль, который казался приземлённым, но слегка стилизованным с помощью цветов.

Технические амбиции

Технически я хотел бросить вызов своему обычному рабочему процессу. Хотя плиточные текстуры обычно являются стандартом для модульных сред, я решил пойти другим путём, запекая уникальные модули. Вместо того чтобы полагаться на плиточные текстуры, я текстурировал каждый модуль индивидуально в Substance 3D Painter, а затем интегрировал детальные текстуры и карты нормалей в Unreal Engine, чтобы обеспечить высокое качество кадров при съёмке крупным планом.

Такой подход открыл двери для уникальной детализации, позволив мне вручную добавлять специфический износ, рост мха и «сюжетные» детали к каждому модулю так, чтобы это выглядело органично.

Композиция и макет

Композиция была очень ясной в моём сознании: центральный дом, окружённый листвой, обрамлённый далёкими горами, с передним планом из очень зелёной травы. Что-то, что вдохновило бы на лето. Однако моя цель никогда не ограничивается только «геройским кадром». Я стремлюсь создавать полные окружения.

Поскольку я построил так много сцен, я привык к масштабу и пропорциям, которые мне нужны для создания. Вместо традиционного блоуаута в Unreal Engine я построил полную структуру дома прямо в Blender, которая удовлетворяет мой вкус. Как только пропорции кажутся правильными, я «деконструирую» эту базовую сетку в модульный комплект.

Модульный рабочий процесс и моделирование

Как только базовые пропорции были зафиксированы, я разделил сетку на функциональный комплект:

• Стены и входы: стандартизированная ширина для удобства стыковки.
• Окна и края: специализированные модули для разбиения повторения.
• Кровля: сочетание больших скатов и детальных элементов, таких как мансардные окна.

Всё моделируется с учётом низкополигонального/высокополигонального рабочего процесса. Детализируя модули индивидуально после того, как дом был уже «доказан» на этапе блоуаута, я убедился, что каждая деталь будет идеально подходить при повторной сборке в Unreal Engine.

Процедурная растительность

Что касается создания растительности, я использовал Substance 3D Designer. Я создал текстуры цветов с помощью пользовательского графа, что позволило мне процедурно повторять цвета и формы. Наиболее эффективная часть этого рабочего процесса — это цикл обратной связи в реальном времени: я экспортирую текстуры из Substance 3D Designer и сразу же применяю их к своим моделям в Blender. Этот неразрушающий подход позволяет мне настраивать текстуру и видеть конечный результат на 3D-объекте в режиме реального времени, не перескакивая постоянно между программами.

Времясберегающие приёмы и модификаторы

Когда вы выпускаете окружение каждую неделю, вам нужно работать эффективно. Мои основные приёмы для экономии времени для этого проекта были разнообразными и ориентированными на максимальную эффективность на всём конвейере. Для создания крыши я использовал модификатор Array в Blender, чтобы быстро генерировать плитки.

Чтобы избежать повторяющегося вида, я разделил их и использовал модификатор для применения случайного поворота к каждой плитке, придавая ей ощущение ручной укладки и деревенского стиля.

Что касается умных материалов в Substance 3D Painter, их создание на основе первой сетки, которую я текстурировал, сделало текстурирование всех остальных довольно быстрым и лёгким, сохраняя при этом уникальные детали.

Кроме того, отказ от предварительного просмотра в UE5, доверяя измерениям в Blender и модульной логике, сэкономил мне несколько часов на перемещение между Blender и движком. Вместо этого я просто сделал блок дома в Blender, который затем разделил на детальные модули. Наконец, я полагался на процедурную растительность, смешивая процедурные системы с ручным размещением, что позволило мне сэкономить много времени и легко настраивать параметры, пока я не был удовлетворён.

В моём рабочем процессе ретопология не является проблемой, потому что я моделирую низкополигональным способом с самой первой вершины. Поскольку я работаю по строгому графику — одна среда в неделю, у меня нет возможности традиционного цикла «от высокого к низкому», который включает в себя тяжёлое ручное ретопо.

Текстурирование в Substance 3D

Для этого проекта я отошёл от своего обычного рабочего процесса, основанного на использовании плиточных текстур и RGB-масок для максимальной эффективности. Поскольку я хотел, чтобы эта средневековая сцена имела более «ремесленный» вид, я решил добавить детали вручную к сеткам в Substance 3D Painter, придавая каждому модулю свою уникальную историю. Я твёрдо верю в использование правильного инструмента для правильной цели. Хотя я всё ещё использую традиционную скульптуру для органических объектов, таких как камни или статуи, я использовал «преимущество художника» для этих архитектурных модулей.

Используя опорные точки и карты высот, я могу передавать пользовательские детали высоты непосредственно в стек генератора для создания данных о кривизне и затенении окружающей среды. Это обеспечивает ту же богатую визуальную информацию, что и запечённая высокополигональная модель, но со значительно большей гибкостью на протяжении всего процесса разработки внешнего вида.

Интеграция с Unreal Engine: детальная нормаль

Чтобы уникальные текстуры не теряли своей чёткости, когда игрок приближается, я смешал эти уникальные запечённые текстуры с картой детальной нормали в Unreal Engine. Это позволяет мне иметь «рассказывание большой картины» (мох, протечки, специфический износ древесины) из Substance 3D Painter, сохраняя при этом детали поверхности с помощью детальной нормали.

Оптимизированные UV-развёртки в Blender

Мой процесс развёртывания в Blender полностью построен вокруг скорости и оптимизации. Я использую гибридный подход, в основном полагаясь на автоматизированные инструменты, такие как «Smart UV Project», для выполнения примерно 90% объёма работы. Оттуда я вручную настраиваю и упорядочиваю UV-острова, чтобы максимизировать доступное пространство и расставить приоритеты по плотности текселей в ключевых областях.

Этот рабочий процесс поддерживается пользовательским конвейером сочетаний клавиш Blender, которые я усовершенствовал за годы, чтобы сделать этот этап максимально быстрым. Такой оптимизированный подход к UV-развёртке и текстурированию позволяет мне с лёгкостью проходить технические этапы производства. Именно такая эффективность позволяет мне поддерживать свой темп — одна среда в неделю — без ущерба для качества конечного результата.

Экосистема умных материалов

Мой процесс текстурирования реквизита и архитектуры полностью находится в Substance 3D Painter для этой конкретной среды. Я начинаю с совершенствования модуля, где разрабатываю основной вид древесины, камня и штукатурки. Как только я останусь доволен, я преобразую их в умные материалы. Это гарантирует, что каждый дом, реквизит и балка в окружении будут иметь одинаковый визуальный вид. Затем я применяю эти умные материалы ко всем модулям и редактирую их там, где это необходимо.

Селективное наложение слоёв и уникальные детали

Преимущество подхода с использованием умных материалов — его гибкость. В моих слоях я использую плиточные маски, управляемые данными об окклюзии окружающей среды и кривизне, для автоматического размещения мха, износа краёв и пыли в щелях.

Как видно на изображении выше, я могу просто включать или выключать определённые слои в зависимости от того, что требует сетка. Если модуль состоит только из дерева и крыши, я скрываю слои стен и окон внутри интеллектуального материала. Это позволяет мне текстурировать сложный ассет за считанные минуты, при этом вручную настраивая прозрачность определённых масок, чтобы добавить тот «уникальный» штрих, который отличает его от процедурно сгенерированных.

Упаковка текстур и интеграция с UE5

Для окончательного экспорта я оптимизирую производительность. Я упаковываю Ambient Occlusion, Roughness и Metallic в R, G и B каналы одной текстуры (называемой AORM-картой). В Unreal Engine мой рабочий процесс почти мгновенный, потому что я полагаюсь на библиотеку готовых мастер-материалов. Из них я создаю экземпляры материалов для каждого идентификатора текстуры, что позволяет создать высокоэффективную настройку.

Я просто помещаю свои текстуры в назначенные слоты и использую параметры для точной настройки цвета и деталей непосредственно в движке, что даёт мне полный контроль над окончательным видом без необходимости возвращаться назад. Это возможно благодаря тому, что я разработал универсальный мастер-материал с многочисленными параметрами, которые управляют AO, цветом, шероховатостью, металличностью и масками, а также детализированной нормалью для сохранения резкости на близком расстоянии.

Стратегия импорта «всё сразу»

Большую часть моей эффективности обеспечивает рабочий процесс «пакетного импорта». Вместо того чтобы импортировать дом, затем возвращаться в Blender, чтобы сделать траву, затем обратно в движок, я подготавливаю всю экосистему (модули, листва, цветы) и импортирую всё сразу. Пропуская этап блокировки в Unreal Engine и доверяя измерениям в Blender, я могу сразу приступить к построению мира. Наличие всех моих ассетов, готовых мгновенно, гарантирует, что я никогда не потеряю направление при построении сцены.

Композиция и макет

Финальная сцена была построена вручную, по частям. Я начал с размещения «дома героя» немного выше уровня глаз камеры, чтобы придать ему ощущение важности и масштаба. Одновременно я блокировал дальние горы, чтобы установить горизонт и глубину.

Поскольку мой модульный комплект был предварительно рассчитан в Blender, процесс сборки в Unreal Engine был чрезвычайно быстрым. Эта эффективность позволила мне начать настройку освещения на раннем этапе, гарантируя, что желаемое «мирное» настроение будет определять каждое решение о размещении, которое я принимал. Как только основная структура была установлена, я расширил окрестности главного дома, добавив другие здания и реку, чтобы создать более захватывающую и естественную среду.

Двойной подход к растительности

Растительность — это душа этой среды. Чтобы добиться заросшего, пышного вида, я использовал два разных метода:

• Ручная роспись (дом): для растительности, карабкающейся по крыше, я использовал традиционный инструмент Foliage Tool. Это позволило мне «художественно направить» рост, чтобы он дополнял архитектуру, не скрывая лучшие детали.
• Процедурное рассеяние (ландшафт): для окружающих лугов я использовал инструменты процедурной растительности, интегрированные в мой ландшафтный материал.

Связав тип процедурной растительности с определёнными слоями ландшафта, трава и цветы появляются автоматически везде, где я рисую этот слой. Это невероятно эффективно. Я могу изменить плотность, масштаб или поворот тысяч ассетов в режиме реального времени, просто настроив несколько параметров.

Ландшафт и построение мира

Как только основная композиция была зафиксирована, я расширил мир, чтобы он стал похож на место, которое игрок мог бы по-настоящему исследовать.

• Горы: я создал собственные горы в Blender, используя карты высот, и импортировал их в виде статических сеток.
• Динамическое затенение: я создал специальный мастер-материал для фоновых гор. Он использует логику обнаружения наклона и высоты, чтобы автоматически размещать снег на вершинах и камни или траву на более крутых/нижних углах.
• Декор: наконец, я разбросал более мелкие предметы: ящики, бочки и инструменты, чтобы сделать среду более живой.

Этот рабочий процесс позволил мне перейти от пустого проекта Unreal Engine к полностью реализованной среде с несколькими областями всего за несколько дней, сохраняя акцент на атмосфере «мирной деревни», которую я намеревался запечатлеть.

Атмосфера солнечного дня

Для этого проекта я хотел передать ощущение тёплого, расслабляющего солнечного дня. Моя основа была относительно стандартной: я использовал стандартный Sky Light, Directional Light, Atmosphere и Exponential Height Fog. Однако я искал умиротворённое настроение, манипулируя этими источниками света, чтобы избежать плоского, однообразного вида.

Чтобы усилить визуальную глубину, я добавил HDRI для фона специально для получения красивых, чётких облаков. Хотя HDRI обеспечивает фон, освещение создаётся с помощью упомянутых инструментов и постобработки.

Функции динамического света

Один из наиболее эффективных способов нарушить однородность солнечного света — это использование световых функций. Я создал пользовательскую функцию материала с текстурой шума панорамирования и применил её к моему Directional Light. Это имитирует эффект прохождения облаков над головой, создавая естественные тени на ландшафте и доме. Это добавляет слой реализма, который заставляет мир чувствовать себя живым.

Как видно на изображении выше, переход от стандартного Directional Light к добавлению световой функции и, наконец, bloom создаёт огромный сдвиг в настроении.

Постобработка: «мягкий» вид

Я отказался от стандартного Bloom в пользу Convolution Bloom с использованием пользовательских текстур. Это помогает смягчить блики и придаёт изображению более естественное мягкое свечение, по моему мнению.

«Прокачка» цветов: градация и экспозиция

Чтобы цвета действительно «выделялись» и казались яркими, я провёл глубокую проработку настроек цветовой градации и локальной экспозиции:

• Глобальный и средние тона: я вручную настроил контраст и насыщенность глобально, но сосредоточился именно на средних тонах. Это позволило мне «прокачать» пышную зелень травы и яркие цвета цветов, не выжигая блики и не заглушая тени.
• Локальная экспозиция: это был важный параметр. Изменив значения по умолчанию (как показано на изображении ниже), я предотвратил размытие деталей солнечным светом. Я понизил масштаб контрастности бликов до 0,4 и настроил масштаб контрастности теней до 0,68, чтобы выделить детали в тенях на крыльце. Это усиливает эффект глобального освещения.

Финальная жизнь и движение

Чтобы завершить рендер, я добавил несколько деталей для анимации окружения. Я включил частицы падающих листьев, настраиваемый эффект ветра в шейдерах листвы и движущуюся воду. Эти тонкие движения в сочетании с функцией панорамирования света создают ощущение оживления сцены.

Заключение

На выполнение этого проекта у меня ушла ровно одна неделя. С апреля прошлого года я ставил перед собой задачу создавать по одной полноценной среде каждую неделю, и на данный момент я создал 36 сред.

Основная задача этого конкретного проекта заключалась в поддержании высокого уровня детализации, когда камера находится близко к сетке. Поскольку я решил использовать уникальные текстуры для каждого модуля, а не плиточные материалы, мне пришлось быть очень внимательным к плотности текселей и поработать с шейдерами, чтобы получить хороший результат с близкого расстояния.

В будущем я планирую запустить Humble Bundle, который будет включать все среды, которые я создал в этом году. Это отличный способ объединить все эти разные миры в одной коллекции для сообщества. Если бы я мог дать какой-нибудь совет тем, кто только начинает свой путь в 3D-арте, это было бы следующее:

• Следуй своей страсти: создавай то, что делает тебя счастливым. Я добился наибольшего прогресса, когда работал над предметами, которыми искренне увлекался.
• Избавься от «ада туториалов»: не зацикливайся на просмотре видео навсегда. Посмотри туториал, чтобы изучить конкретную технику, а затем сразу примени её к чему-нибудь, что ты создаёшь. Активное творчество — единственный способ по-настоящему «закрепить» новые навыки.
• Количество ведёт к качеству: никогда не прекращай создавать. Создавая большой объём работ, ты обнаружишь, что новые идеи приходят тебе в голову чаще, и ты будешь оттачивать свои навыки.
• Не бойся сложности: даже если проект кажется невероятно сложным или долгим, просто попробуй. Ты узнаёшь больше из «провального» сложного проекта, чем из простого, который ты делал сотню раз. Бросай себе вызов, будь последовательным и продолжай строить.

Брайан Пентц, художник по окружению

Интервью проведено Эммой Коллинз

Вы поклонник того, что мы делаем здесь, в 80 Level? Тогда обязательно установите нас в качестве предпочтительного источника в Google, чтобы видеть больше нашего контента в вашей ленте.