Моделирование и текстурирование реалистичной 3D-скрипки

Введение

Меня зовут Рамона Боттильоне. Я работаю в основном художником по окружению, но в свободное время мне комфортно создавать персонажей. Я люблю называть себя гибридным художником, это значит, что я могу переключаться между созданием окружения и персонажей в зависимости от того, что нужно моей компании, хотя моё предпочтение остаётся за окружением.

С юных лет я всегда любила видеоигры и спецэффекты в кино: играя в видеоигры и смотря фильмы вроде «Властелина колец», я поняла, что хочу заниматься 3D-моделированием как профессией, а не просто как зритель, а быть частью мира, где 3D создаётся.

Я получила степень бакалавра в области 3D-анимации в Сиднее в Enmore TAFE, где во время учёбы у меня была возможность изучить различное программное обеспечение, такое как Maya, Substance 3D Painter, Mudbox, ZBrush, а также освещение с помощью Arnold. Иметь хорошую образовательную базу важно, но ещё важнее приобретать новые навыки, занимаясь множеством личных проектов. Большинство моих навыков и знаний нового программного обеспечения были развиты благодаря личным проектам и самообучению.

После окончания учёбы я подала заявки в различные компании и начала работать в нескольких анимационных студиях, создавая развлекательные телепередачи, веб-шоу и фильмы, ориентированные на детей как на основную аудиторию. Среди проектов, над которыми я работала, есть веб-сериалы, основанные на известных брендах игрушек и кукол, таких как Barbie, Monster High, Rainbow High, L.O.L., Vegesaurs, Teletubbies и LEGO DUPLO, среди прочих.

Я также участвовала в создании художественного фильма под названием Mission Santa: Yoyo to the Rescue, который скоро выйдет в прокат в немецких кинотеатрах примерно к Рождеству. Самый последний проект, над которым я работаю, — это 3D-экранизация мультфильма Bluey, выход которой запланирован на 2027 год.

Проект «Скрипка»

Я начала проект «Скрипка», потому что хотела исследовать другой стиль, отличный от того, что я обычно делаю для работы. Поскольку я работаю в анимационной компании, большинство моих моделей стилизованные, предназначенные для мультфильмов, но поскольку мне нравится экспериментировать и иметь более одного стиля, я часто при выборе личного проекта стараюсь выбрать что-то, что отличается от того, что я делаю каждый день.

Например, иногда мне нравится делать игру в стиле или даже реалистичный натюрморт. В этом случае я выбрала реалистичную концепцию натюрморта, особенно потому, что хотела посмотреть, как далеко я могу зайти в реализме, поскольку в будущем я хотела бы работать в компаниях VFX, таких как Weta Digital, DNEG, Industrial Light & Magic и т. д.

Когда я определилась с концепцией, я провела обширное исследование: я знала, что хочу что-то реалистичное и не слишком простое, с каким-то элементом более сложной модели, например, скрипки, и не менее сложными текстурами для репликации. Первое, что я сделала после импорта ссылки в Maya, — сопоставила камеру на основе кадрирования изображения, чтобы проверить, совпадает ли положение моделей с камерой. Моим первым шагом было сопоставить камеру и заблокировать сцену, используя простые формы, чтобы установить пропорции и композицию.

Первым делом я создала очень простую форму, например, прямоугольник, и масштабировала её до нужного размера скрипки. Затем я начала моделировать основной корпус инструмента, всегда начиная с очень низкополигональной модели, после чего добавила такие детали, как f-образные отверстия в середине скрипки.

Чтобы добавить детали на переднюю часть скрипки, я предпочла отделить переднюю поверхность от остальной сетки, что облегчило мне работу на плоской плоскости при добавлении таких элементов, как f-образные отверстия. Как только все необходимые детали были на месте, я придал скрипке характерную кривизну, слегка раздув поверхность, чтобы добиться типичной изогнутой формы инструмента.

Я считаю, что гораздо эффективнее делить сетку на отдельные части, чтобы можно было сосредоточиться на конкретных областях и вносить коррективы, не затрагивая остальную часть модели.

Детали и смычок

Затем я перешла к добавлению струн, чтобы иметь общее представление о том, где разместить другие детали, такие как колышки, подструнник или мост под струнами. Обычно я оставляю самые трудоёмкие части на потом: в скрипке самой сложной частью является завиток (верхняя часть грифа).

Для этой части мне нужно было найти ещё много референсов, чтобы понять, как она устроена, и я начал моделировать эту форму из новой простой сетки, а затем постепенно добавлял рёбра и выступы. Как только верхняя часть была окончательно завершена, я объединил её с остальной частью скрипки.

Я предпочитаю держать детали с более сложной проработкой отдельно от остальной сетки до их завершения, потому что так мне легче потом объединить их, если это понадобится.

Что касается смычка, я сделал его довольно простым. Я начал с цилиндра и слегка подкорректировал верхнюю часть, чтобы определить его форму. Струны смычка — это просто плоская плоскость, большая часть мелких деталей была добавлена позже на этапе создания поверхности.

Обычно, чтобы сэкономить время, я сначала собираю референсы различных частей, которые, как я знаю, вероятно, будут полезны, и стараюсь поддерживать довольно низкую топологию как можно дольше. Так, если я допущу какие-либо ошибки, их будет гораздо проще исправить с помощью более простой геометрии, по крайней мере на ранних этапах проекта. Как только различные объекты были завершены, я заменил первоначальные сетки-заполнители, которые использовал ранее, чтобы они соответствовали камере.

Мне приходилось несколько раз переходить от Maya к Photoshop и обратно, чтобы убедиться, что положение и пропорции объектов соответствуют эталонному изображению. Проверка в Photoshop была особенно полезна, потому что я мог наложить два разных слоя: один с эталоном, а другой с быстрым рендером моей модели, чтобы увидеть, насколько точно они совпадают.

Развёртка

Как я уже упоминал ранее, я стараюсь поддерживать чистую топологию, что также облегчает выполнение UV-развёртки. В топологии я избегаю любой ценой создания спиралей, с которыми даже при выполнении UV-развёртки работать очень сложно.

Когда я обычно выполняю UV-развёртку, я стараюсь размещать на одной и той же UV-плитке те части, которые, как я знаю, будут иметь одинаковый тип материала, например, металл, дерево или ткань. Для создания UV-развёрток я использую доступные инструменты Maya. Я создал несколько материалов для различных элементов сцены:

• Скрипка
• Струны
• Смычок
• Книги
• Стена и пол
• Нотная тетрадь

Что мне действительно нравится в Substance 3D Painter, так это большая библиотека доступных материалов, которая значительно ускоряет рабочий процесс. Мой подход заключается в том, чтобы начать с поиска материала, который уже близко соответствует или хотя бы примерно напоминает желаемый вид, а затем дополнить его, добавив пользовательские слои и детали, нарисованные вручную.

Для скрипки я начал с базового материала «Wood Acajou». Конечно, этого было недостаточно для достижения желаемого реалистичного результата, поэтому я добавил новые слои, чтобы воссоздать цветовые вариации, тонкие градиенты и мелкие детали, видимые на моём эталоне. При использовании готовых материалов из Substance 3D всегда полезно их настроить, поскольку они обычно довольно общие и плоские по цвету. Без модификации они могут выглядеть слишком однородно и не иметь того реализма, к которому вы стремитесь, но они являются отличной отправной точкой и помогают сэкономить много времени.

Затем я начал накладывать разные оттенки, от более тёмных до более светлых тонов, тщательно стараясь как можно точнее соответствовать эталону. Я использовал лёгкую, плавную, шумную кисть, чтобы добавить тональные вариации мягко, не будучи слишком агрессивным. Чтобы внести тонкую зернистость и дополнительные вариации в древесину, я также добавил слой «Anisotropic Noise», который помог внести немного органической нерегулярности, сохраняя при этом её очень тонкой.

Наряду с цветовыми слоями я также работал над параметром Roughness, чтобы убедиться, что он не был полностью плоским. Изменение значений Roughness и Specular добавляет реализма, поскольку в реальном мире поверхности никогда не имеют равномерных отражений. Я уделил особое внимание тому, чтобы сделать более грязные или более изношенные участки слегка менее блестящими, что помогает передать естественный износ.

Для оставшихся частей скрипки (чёрная часть) я создал блестящий чёрно-серый материал и добавил немного грязи и вариаций шероховатости, чтобы разбить поверхность. Затем я добавил ещё несколько слоёв, чтобы ввести небольшие цветовые сдвиги, имитируя участки, где материал мог состариться или покрыться пылью.

Я также добавил немного износа по краям, поскольку инструменты, используемые в течение долгого времени, естественным образом получают небольшие потертости, особенно по краям. Небольшие несовершенства, небольшие цветовые различия и мягкая шероховатость — вот что придаёт объекту ощущение реальности, но если переусердствовать, он может быстро стать похожим на CGI.

Освещение и рендеринг

Для настройки освещения и рендеринга я использовал Arnold в Maya. Внимательно изучив эталонное изображение, я сначала проанализировал направление света и расположение теней. Моя основная цель заключалась в том, чтобы воссоздать похожее настроение и баланс освещения, чтобы соответствовать концепции.

Я начал с создания направленного света с интенсивностью и экспозицией, установленными на 1.000. Это служило моим основным источником света, определяющим основное направление света, падающего на скрипку. Я тщательно поворачивал его, пока тени, отбрасываемые скрипкой, не совпали с тенями на эталоне.

Затем я добавил световой купол с интенсивностью 0.500, не как ключевой источник, а просто для того, чтобы ввести более равномерное окружающее освещение по всей сцене и смягчить общий контраст теней.

В том же направлении, что и направленный свет, я разместил ключевой свет с экспозицией 15.000 и слегка тёплым цветовым тоном. Это помогло осветлить сцену (не переэкспонировав её) и лучше выделить главный объект. Также это помогло естественным образом отбросить тень от скрипки на стену, как на эталоне.

Затем я добавил несколько заполняющих источников света. Основной заполняющий свет был особенно полезен, чтобы осветить правую сторону скрипки и смягчить интенсивность тени, падающей на стену. Оставшиеся заполняющие источники света использовались для подсветки конкретных участков, которые казались слишком тёмными по сравнению с исходником.

Например, за скрипкой, где расположены книги, участок получал лишь минимальное освещение, поэтому я разместил контровой свет, чтобы слегка подчеркнуть формы без сглаживания контраста. Ещё один небольшой заполняющий свет был добавлен внутри скрипки, чтобы убедиться, что f-образные отверстия не выглядят слишком тёмными.

Для финального рендера я включил Cryptomatte-проходы в Arnold для генерации масок для каждого объекта в сцене. Это позволило мне внести точные корректировки позже в Adobe After Effects. Даже несмотря на то, что я пытался максимально приблизить цвета текстур к концепции в Substance 3D Painter, они всё равно требовали небольшой доводки.

В After Effects было легко настроить цвет и яркость для конкретных элементов с помощью этих масок. Например, стена на рендере казалась немного слишком насыщенной и яркой, поэтому я изолировал её, используя маску Cryptomatte, и скорректировал с помощью Lumetri Color, мощного инструмента для коррекции цвета и цветокоррекции. Я уменьшил насыщенность, экспозицию и тени, пока баланс не стал ближе к исходной концепции.

Я применил тот же метод к другим частям сцены, таким как передняя часть скрипки, книги и смычок. Слегка понизив их насыщенность, экспозицию, светлые участки и тени, я добился целостного и реалистичного окончательного вида.

Заключение

Для меня создание привлекательных реквизитов сводится к трём основным аспектам:

1. Хорошие референсы и концепция: прежде чем начать работу над любой моделью, я всегда собираю надёжные референсы, реальные фотографии или похожие реквизиты. Они помогают мне понять пропорции, материалы. Без хороших референсов реквизит легко может выглядеть плоским или общим.
2. Чистое моделирование и читаемые формы: я начинаю с простых форм и фокусируюсь на правильных пропорциях и силуэте, прежде чем добавлять детали. Чистая топология важна, и я стараюсь добавлять только то, что нужно, в зависимости от того, насколько близко реквизит будет виден. Для главных реквизитов добавляется больше деталей, в то время как фоновые остаются простыми.
3. Реалистичные материалы: текстуры оживляют реквизит. Мелкие несовершенства, такие как износ краёв, грязь или неровности, придают объекту ощущение использования и правдоподобности. Я всегда стараюсь добавлять их незаметно, ровно настолько, чтобы не переусердствовать.

Самым сложным было точно подобрать угол камеры и создать текстуры скрипки, чтобы они выглядели как можно ближе к оригинальной фотографии. Совмещение освещения и теней также было довольно сложной задачей. Я хотел, чтобы они реалистично взаимодействовали с объектами, не переэкспонируя сцену, но при этом оставляя достаточно света, чтобы избежать участков, которые казались слишком тёмными или неясными. Поиск правильного баланса между светом и тенью был ключевой частью процесса.

В ходе этого проекта я узнал, насколько важно тщательно изучать референсы, чтобы моя модель выглядела как можно более реалистично, убеждая зрителей, что это может быть оригинальная концепция, а не 3D-реконструкция. Моя цель состояла в том, чтобы достичь уровня детализации, при котором было бы трудно определить, что является реальным, а что — цифровым.

Я многому научился, особенно в отношении текстур и освещения. Обычно, когда я работаю над стилизованными реквизитами, я склонен преувеличивать определённые черты, что соответствует этому стилю. Но при воспроизведении реальной жизни важно не переусердствовать с деталями. Этот проект помог мне попрактиковаться в поиске этого тонкого баланса и улучшить свою способность добиваться правдоподобного реализма.

Сосредоточьтесь на создании прочного фундамента с хорошими референсами и чистым моделированием. Регулярно практикуйтесь с личными проектами, чтобы улучшить свои навыки, экспериментируйте с разными стилями и обращайте внимание на мелкие детали в текстурах, освещении и материалах. Небольшие продуманные корректировки часто имеют решающее значение для достижения реализма и привлекательности.

Кроме того, очень важно запрашивать обратную связь. Когда вы работаете над одним и тем же проектом в течение длительного времени, легко упустить ошибки, которые находятся прямо перед вами. Запрос мнения друзей или коллег может помочь вам обнаружить то, что вы, возможно, никогда бы не заметили самостоятельно.

Рамона Боттиглионе, 3D-артист

Интервью проведено Эммой Коллинз