Как создать в Unreal Engine 5 трёхмерный магазин зелий и стеклянные текстуры

Введение

Привет, меня зовут Эйвери Янг, и я студентка, изучающая искусство создания трёхмерных окружений. До того как я занялась 3D, я работала в совершенно другой сфере: в сфере ритуальных услуг. Наблюдая за тем, как люди ежедневно уходят из жизни, я осознала, что смерть одинакова для богатых и бедных. Это также помогло мне понять, как коротка жизнь, и что я должна тратить своё время на то, что мне действительно нравится.

Организовывая пакеты для кладбища и похорон и поддерживая скорбящие семьи, я также находила время для посещения местных художественных школ и художественных мероприятий, чтобы черпать вдохновение и учиться у великих художников. Однажды я наткнулась на рекламу моей нынешней школы, Think Tank Training Center, что привело меня к тому, чтобы перейти из местной художественной школы в онлайн-обучение искусству видеоигр.

Сначала я пыталась совмещать базовый курс в Think Tank с работой на полную ставку. Но к апрелю этого года я приняла важное решение: оставила свою шестилетнюю карьеру, переехала к партнёру и полностью посвятила себя искусству. Именно тогда начался мой проект «Lil Thief in the Potion Shop». В течение нескольких месяцев он был центром моей жизни, и благодаря ему я пришла к пониманию полного рабочего процесса создания игровых ассетов.

«Lil Thief in the Potion Shop»

Я думаю, мой секрет выбора художественного проекта — это позволить кому-то ещё помочь мне выбрать его. Имея опыт работы в изобразительном искусстве, я склонна нравиться очень нишевым вещам, которые могут не понравиться каждому, и я считаю, что для создания хорошего 3D-арта это должно нравиться и другим. Поэтому я попросила своего лучшего друга в школе, Джозефа Чана, порекомендовать мне концепцию, и он предложил магазин зелий Тармо Юхола. Моей первой мыслью было: «Это потрясающе! Но в нём так много стеклянного материала и столько деталей!»

Обладая авантюрным духом и сильным желанием учиться, я решила принять вызов.

Итак, я определила свои основные задачи, планируя фразы, которые заключаются в следующем:

1. Создать универсальные листы отделки мебели.
2. Решить задачу воспроизведения стекла, сложного материала, в Unreal Engine 5.
3. Эффективно создавать большое количество контента в отведённое время.
4. Получить опыт создания сушёных трав с помощью SpeedTree.

Арт-тест и листы отделки мебели

Прежде всего, мой наставник Сергей Панин сказал нам, что, когда игровые студии нанимают вас, они обычно дают вам арт-тест заранее, нацеленный на младших художников. Есть большая вероятность, что вам нужно будет создать предмет мебели за один день, используя сложный лист отделки. Это было моим основным вдохновением для практики работы с выдвижным ящиком, и каждый предмет мебели или мебель, которую я создала в этом проекте, была создана с целью подготовки к арт-тесту при приёме на работу.

Учитывая это, я приложила все усилия для планирования листов отделки после завершения наброска. Мне было трудно представить, какая часть мебели будет располагаться на какой части листа. В Maya я перевернула мебель на плоскость, вырезала каждое лицо и расположила их, чтобы визуализировать макет листа отделки.

Следует помнить, что вам нужно включить пыль на земле, пыль на поверхности, грязь, разливы и следы повреждений на верхней или нижней поверхности. В реальной жизни ни одна деревянная поверхность не бывает идеально ровной, и добавление основных деталей, о которых говорилось выше, добавит больше истории вашей сцене. При компоновке листа отделки помните, что группировка похожих элементов близко друг к другу значительно упростит этап текстурирования, поэтому все грани, которые будут покрыты пылью с земли, должны быть расположены ближе друг к другу.

Дерево — сложный материал, который трудно правильно передать в UE5. Мне пришлось много раз возвращаться назад и вперёд, чтобы настроить его правильно. Главное, что нужно помнить, — всё дерево должно быть из одного материала, но всё равно иметь некоторую вариативность. Вы хотите, чтобы зрители распознали, что мебель деревянная, но изготовлена в разное время, с разной отделкой и подвержена различным видам износа. Применение тонких цветовых настроек и меток, различных значений шероховатости, которые рассказывают историю, может внести большой вклад в этот эффект.

Также важно использовать хорошие референсы. Например, я полагалась на референсы для создания потолка, наблюдая за различными оттенками дерева и признаками повреждений. Для мебели антикварные магазины или сайты по реставрации — отличные референсы, но имейте в виду, что некоторые из них более современные. Вам нужно будет использовать своё воображение и творческие способности, чтобы создавать предметы, соответствующие эпохе вашей сцены.

Создание стекла

Освоив обрезные листы, я перешёл к работе со стеклянным материалом. Моя главная рекомендация всем читателям: никогда не бойтесь задавать вопросы людям, у которых больше опыта, чем у вас. Я по натуре интроверт и не очень разговорчив на работе, но всякий раз, когда я чего-то не понимаю, я готов спросить кого угодно, даже незнакомого человека, чтобы найти ответы.

Я написал техническому художнику из моей школы, Джо, который рассказал мне о Френеле в UE5. Я также связался с другим студентом, Жюлем, который в прошлом семестре создавал сцену бара с большим количеством стеклянных предметов. Он поделился своим методом изготовления стекла, и я исследовал всевозможные шейдеры для стекла в интернете, пока наконец не нашёл тот, который работает. На момент написания этой статьи шейдер всё ещё бесплатен и имеет открытый исходный код как для игровых, так и для личных проектов. Художник очень щедрый, хотя и не предоставляет инструкций или обучающих материалов по его использованию.

Собрав всю информацию о том, как его создать, я решил использовать прозрачное стекло UE5 только для тех бутылок, в которых что-то есть внутри. Большинство бутылок в сцене непрозрачные, с шейдером поддельной жидкости.

Непрозрачная бутылка

Когда вы работаете со стеклом, помните, что для карты базового цвета в Substance 3D Painter нужно включить опцию «Непрозрачный». Сначала примените её ко всем бутылкам, а затем добавьте пыль и наклейки.

Также полезно использовать эффекты капель воды и ржавчины. Эти два генератора Substance 3D Painter напрямую модифицируют карту нормалей бутылок, так что вам не придётся вручную рисовать повреждения на своих нормалях, что экономит много времени.

Старые наклейки

Для старых наклеек я сначала создал чистые, совершенно новые версии в Photoshop.

Для наклеек, нанесённых на белые банки, я сделал их альфа-версией, чтобы можно было нанести их напрямую на нужные части. Затем я добавил немного износа, маскируя или стирая части наклеек.

Для наклеек на непрозрачных бутылках я использовал функцию Sticker в Substance 3D Painter. Обязательно отключите каналы высоты и нормали; в противном случае на стекло будут влиять наклейки. При их нанесении помните, что они из викторианской эпохи, поэтому они должны выглядеть старыми, пожелтевшими и грязными. После нанесения добавьте ещё один слой пыли сверху, чтобы покрыть и наклейки, и бутылки.

Прозрачные бутылки

Мой одноклассник Жюль и технический художник помогли мне настроить стеклянный материал. Я не технический художник, когда дело доходит до изготовления стекла, но с точки зрения художника, прозрачные материалы в UE5 действительно имеют шероховатость, но не всегда влияют на стекло так, как нам нужно с художественной точки зрения. Добавление сетки декалей с пылью — хороший способ сделать прозрачное стекло более интересным. Я также разместил тусклый прямоугольный светильник прямо рядом с моей витриной, чтобы стекло слегка светилось.

Не забывайте применять прозрачные материалы только там, где это необходимо, поскольку они не очень эффективны. Также не забудьте нажать кнопку «Отключить Nanite» для всех прозрачных сеток. На момент написания UE5.5 не поддерживает Nanite для прозрачных материалов.

Внутри этого слоя вы можете использовать эмиссионный материал для создания жидкостей. Эмиссионная сетка должна быть вывернута наизнанку, чтобы сохранить прозрачность.

Наконец, вы можете поместить в бутылки всё, что захотите! Я был сильно вдохновлён магазинами диковинок для этой части и весело проводил время, создавая маленьких существ в ZBrush на своём iPad перед сном.

При изготовлении стекла для стеклянной витрины самым важным фактором, влияющим на окончательный вид, была сетка декалей с пылью. Подготовка аналогична подготовке пыли на непрозрачных бутылках: включите значение «Непрозрачный» в Substance 3D Painter и нарисуйте пыль на стекле. В движке установите материал как «Прозрачный → Отложенный декаль», а затем разместите декаль поверх стекла.

В результате был совмещён стеклянный материал с картой нормалей, модифицированной в Substance 3D Painter с помощью эффектов капель воды и ржавчины, а также слой пыли, нанесённый через сетку декалей.

Сушёные травы

У меня ушло много времени, чтобы разобраться, как сделать свой собственный атлас, но чтобы соответствовать полуреалистичному стилю этого проекта, я решил, что те, которые я сделал, не соответствуют качеству, которое я хотел.

В сухих травах так много интересных цветов и текстур в их мёртвых стеблях и листьях. Поэтому я решил использовать атлас с Textures.com. Скачав атлас, я вырезал нужные мне части в Photoshop. Чтобы создать убедительную сушёную траву, вам понадобится как минимум две разные вариации.

Открыв SpeedTree, первое, что я сделал, — импортировал верёвку, которую сделал в Maya. Самое важное в этом процессе создания — убедиться, что сухие травы естественно вписываются в верёвки. Затем я создал ствол в SpeedTree. Придав ему нужную форму, я перешёл на вкладку Skin, выбрал первый вариант и установил его на Spine Only. Это заставляет геометрию ствола исчезнуть, сохраняя его форму. Затем я создал листья, которые естественно повторяли форму ствола.

Важно помнить, что, поскольку травы крошечные, они быстро исчезают на небольшом расстоянии после размещения в UE5. Чтобы избежать этой проблемы, я экспортировал их только с самым высоким LOD.

Рабочий процесс, эффективность и оптимизация

На изображении ниже показан рабочий процесс создания игровых ассетов, который я использовал для этого проекта. Мой наставник Сергей Панин помог нам усовершенствовать процесс планирования.

Самое важное в видеоиграх — это то, что игроки могут плавно исследовать окружение со скоростью 60 FPS. У ассетов могут быть недостатки, поэтому удовлетворение игрока от игрового процесса всегда должно быть в приоритете. Вот почему в игровом производстве редко используются карты текстур 4K. В этом проекте все мои мебельные ассеты используют 2K-обрезки. У них может быть не самое высокое разрешение, но они всё равно выглядят хорошо и демонстрируют понимание того, как создавать привлекательные среды с ограниченными ресурсами.

Низкополигональные мелкие предметы

Для мелких предметов обычно достаточно низкополигональной сетки, текстурированной в Substance 3D Painter. В зависимости от их размера вы можете разместить около четырёх из них на меньшей UV-карте — или даже 10–20 на одной карте. Причина в том, что в реальной игре иногда вам нужна только одна бутылка в комнате. Вы не хотите, чтобы движок загружал текстуры для 10 других бутылок в фоновом режиме, поскольку это было бы просто пустой тратой ресурсов.

Mid Poly

Для крупных предметов мебели многие игровые студии в настоящее время используют среднеполигональные модели, чтобы они выглядели интересно, экономя при этом время и силы, необходимые для высокополигональной лепки в ZBrush и процесса ретопологии/печей. Просто добавив несколько дополнительных вершин, чтобы согнуть прямые линии и углы, вы можете придать предмету больше характера. Ни одна из моих мебельных моделей не является идеально прямой, потому что я добавил небольшие изгибы в каждую из них. Использование среднеполигональной техники может сделать вашу среду более сложной с помощью нескольких настроек, не затрачивая при этом много времени или усилий.

Ретопология и 4K

С учётом описанного выше рабочего процесса единственными ассетами, которые, по моему мнению, стоили того, чтобы делать их высокополигональными и ретопологировать, были свечи и подсвечники, небольшие металлические предметы, большой сундук рядом с камерой и печи на стене. Эти формы более органичны, ближе к камере или более важны для сцены по сравнению с другими ассетами. Также мне нравится дорабатывать металлические бирки и ручки в ZBrush, чтобы придать металлу более тонкие характеристики.

Только для большого сундука и печей использовались карты 4K, потому что я планировал снимать их крупным планом и сделать их главными ассетами, но теперь, глядя на финальную работу, я думаю, что 2K-карт было бы достаточно.

Художественный вкус, композиция и сборка в Maya и UE5

Как художник по окружению, я умею делать концепции правдоподобными и воплощать их в 3D. Я всегда помню, что профессиональные концепт-художники или дизайнеры тратят дни, тщательно планируя свои макеты, прежде чем завершить работу. Из-за этого я очень уважаю их художественное видение.

Для этого проекта я строго следовал углу обзора Тармо Юхола. Я потратил около дня или двух, подбирая его в Maya, пока он не стал идеально точным, затем потратил две недели, заканчивая блок-ап с бутылками и реквизитом, расположенными в точном соответствии с концепцией. После этого я объединил сетки и перенёс всю сцену в UE5. Оттуда я разделил сетки по частям и повторно импортировал их в UE5. В ходе этого процесса я снова сопоставил камеру в UE5, нанеся прозрачный материал на актёр кинокамеры, проецируя концепт-арт прямо в сцену. Этот метод гарантировал, что и мои базовые сетки, и финальная сцена в UE5 имели идеальный угол.

Единственным аспектом концепции, который меня не полностью устраивал, была мебель. Поскольку Тармо спроектировал изделие как исследование бутылок, мебель была довольно простой. Мне пришлось гораздо больше подумать и по-своему интерпретировать дизайн, чтобы он выглядел так, будто принадлежит лавке зелий старой эпохи. Именно здесь художники по окружению в значительной степени полагаются на исторические отсылки, чтобы сделать сцену более значимой, сюжетной и обжитой.

Весь процесс согласования камеры, проектирования и сборки занял много времени, но каждая минута того стоила.

Освещение

В 80 Level был специалист по Unreal Engine, который объяснил науку освещения в этой статье. Самое важное, что я применил к своей сцене, — это значение EV в настройках постпроцесса. Вы можете узнать больше о том, что такое EV, по ссылке выше, особенно в абзаце об EV100 и стопах.

Одна из распространённых ошибок, которую я вижу у новичков, — слишком яркое или слишком тёмное освещение сцен. Если вы настроите EV на раннем этапе своего рабочего процесса и будете регулировать освещение в рамках этого контроля, оно мгновенно будет выглядеть более сложным.

Для моей сцены направленный свет установлен на минимальную яркость — 3 люкса, с температурой 15 000К. Я предпочитаю использовать физически корректное освещение, чтобы добавить реалистичные тона. Также необходимо включить объёмный туман, поскольку в каждой сцене в помещении нужен хороший туман, чтобы не выглядеть плоско.

Я также добавил несколько синих прямоугольных светильников возле окна, чтобы добавить дополнительный свет. Эти светильники с синим оттенком придают сцене атмосферу фэнтези.

Как я упоминал ранее, для всех стеклянных полок на витрине я добавил тусклые прямоугольные светильники, чтобы усилить отражения на стекле. То же самое касается пола — я добавил едва заметные синие отражения, чтобы создать ощущение «пути».

Для свечей я начал с физической температуры свечного света, а затем увеличивал температуру с шагом в 500, пока не достиг нужного мне окружающего цвета. Всегда помните, что не стоит делать свечи слишком яркими. Используйте значение EV в постобработке, чтобы контролировать уровни яркости.

Ещё один приём со свечами — регулировка интенсивности непрямого освещения. Незначительное её увеличение может помочь осветлить близлежащие области. Например, у травы рядом с камерой есть жёлтый ободок, потому что у свечи под ней точечный свет с непрямой интенсивностью 50.

Подводя итог: использование EV и физически корректных температур света при незначительном изменении освещения в сторону более фэнтезийного стиля — такой подход я использовал в этом проекте.

Заключение

Этот проект занял у меня три месяца в течение продвинутого семестра в Think Tank. Когда я начинал, я не до конца знал, как создать многие из вещей, которые я здесь показал, но я понял, что пока ты сохраняешь любопытство и продолжаешь работать над собой, ты можешь расти так же, как и любой другой в этой области. На протяжении всего этого пути я получил ценные сведения о рабочих процессах в игровой индустрии, лучше понял материалы для стекла и укрепил уверенность в работе с листами отделки. Я искренне благодарен за возможность поделиться тем, что я узнал, и я надеюсь, что мой опыт вдохновит других продолжать.

Спасибо всем, кто поддерживал меня на этом пути, особенно моему партнёру, который верил в меня и дал мне возможность заниматься искусством на постоянной основе во время этого путешествия.

Эвери Янг, студентка по 3D-арту окружающей среды

Интервью проведено Глорией Левин