Проектирование диорамы реалистичных ржавых ворот с помощью ZBrush и Unreal Engine

Введение

Я — Шейла Алессандрини, фрилансер, художник по окружению в 3D, живу в Италии. Я начинала с традиционного искусства и графического дизайна, но со временем сфокусировалась на 3D, обучая себя и строя карьеру на создании окружения.

Цели проекта

В основном я работаю над стилизованными сценами, ориентированными на настроение и повествование. В проекте Rusty Gate я хотела немного выйти из зоны комфорта и сосредоточиться на улучшении своего подхода к листве, используя более реалистичные условия, чтобы лучше изучить, как растительность взаимодействует с искусственными структурами.

Для этого проекта я намеренно ограничила масштаб и сфокусировалась, решив создать диораму, а не полноценное окружение. Это позволило мне сконцентрироваться на конкретных целях, особенно на интеграции листвы, не отвлекаясь на масштаб или количество ассетов. Основным фокусом сцены являются сами ворота, и я потратила много времени, изучая, как ржавчина развивается на металлических поверхностях. Параллельно я также изучала определение материалов на таких элементах, как кирпичи, чтобы поддержать общий реализм сцены.

Концепция и сбор референсов

Вместо того чтобы работать с одной концепцией, я использовала смесь фотографий, которые сделала сама, и других, найденных в интернете, в качестве отправной точки. Я объединила их с помощью фотобашинга, чтобы создать композицию, которая казалась бы правдоподобной и уникальной. Этот подход дал мне достаточно структуры, чтобы оставаться реалистичной, но при этом оставил место для творческих решений во время производства.

Чтобы поддержать это, я собрала дополнительные референсы, сосредоточившись на различных аспектах сцены, таких как композиция, настроение и освещение, используя как реальные локации, так и игры. Я также собрала конкретные референсы для типов листвы, которые планировала создать, включая плющ, цветы и траву, уделяя пристальное внимание тому, как они растут и распределяются в естественной среде.

Как только у меня появилось чёткое направление, я перешла к созданию блок-аута, используя фотобашированную ссылку в качестве руководства для определения основных форм и композиции. Поскольку сцена построена как диорама, я сосредоточилась на определении угла камеры и обеспечении того, чтобы ворота оставались в центре внимания.

Блок-аут и композиция

Я создала блок-аут непосредственно в Unreal Engine, используя простые формы. Сама стена и ворота довольно просты, что позволило мне быстро вносить изменения. После нескольких итераций и отзывов я скорректировала первоначальную идею и сделала композицию более динамичной, наклонив боковые стены вместо того, чтобы оставлять их вертикальными, как в оригинальном концепте.

Затем я экспортировала блок-аут в Blender, чтобы немного доработать формы, при этом сохраняя их достаточно простыми, особенно для листвы. Даже на этом этапе было важно включить основные элементы листвы для композиции. Дерево на заднем плане, в частности, играет большую роль в балансировке сцены и обрамлении фокуса.

Несмотря на то что сцена в основном просматривается спереди, мне понравилась идея разработать и обратную сторону. Я рассматривала её как небольшой заросший дворик, где можно добавить более плотную и мелкую растительность.

Моделирование и изучение реквизита

Я также добавила в эту область несколько реквизитов и начала с бочки в качестве эталона качества, используя её для отработки текстурирования и усовершенствования своего подхода к ржавчине.

Сам ассет довольно прост и был смоделирован в Blender с небольшим скульптингом в ZBrush для создания высокополигональной модели. Большая часть работы была выполнена в Substance 3D Painter, где я практиковалась в использовании Anchor Points и проекционных декалей для достижения более реалистичного вида. Позже я использовала этот подход для ворот.

Вот несколько полезных видео по этим темам:

Я создал эти пользовательские наклейки, используя фотографии, которые сделал сам у ворот, и стандартные изображения, найденные в интернете. После импорта изображений в программу для редактирования я увеличил контрастность, чтобы лучше отделить окрашенные участки от ржавчины, затем преобразовал их в чёрно-белые маски, которые можно было повторно использовать в качестве текстур в Substance 3D Painter.

Создание материала: кирпичная стена

После нанесения текстур на основные объекты я перешёл к созданию материала кирпичной стены, который был создан в Substance 3D Designer с использованием полностью процедурного подхода. Я начал с создания базового узора кирпича, внеся разнообразие в размер, расстояние и выравнивание на раннем этапе, чтобы избежать однородного вида.

Затем я сосредоточился на разрушении структуры с помощью нескольких слоёв деформации и искажения, что помогло смягчить прямые края и придать кирпичам более естественный, неправильный вид.

Большая часть работы была основана на карте высот. Я накладывал разные уровни повреждений, используя размытие склона и маски на основе шума для создания сколов краёв, износа поверхности и тонкой эрозии. Это позволило мне постепенно наращивать глубину, сохраняя при этом контроль над общей читаемостью материала.

Для цвета я повторно использовал многие маски, созданные на этапе работы с картой высот, чтобы внести разнообразие между отдельными кирпичами и добавить грязь и изменение цвета. Это помогло связать всё воедино, сохраняя при этом материал реалистичным и правдоподобным, не делая его слишком шумным.

Поскольку стена является значительной частью сцены, важно, чтобы материал держался сам по себе, одновременно поддерживая общую композицию, не отвлекая внимания от фокуса.

Чтобы добавить больше разнообразия и глубины, я создал вторую версию кирпичного материала с более тёмными тонами и слегка изменённой картой высот, где раствор более утоплен по сравнению с кирпичами. Затем я смешал два материала в Unreal Engine с помощью тесселяции Nanite, что помогло усилить глубину поверхности и нарушить однородность стены.

Разрушение стены: скульптурные вариации

Для сломанных боковых стен я выбрал более ручной подход, чтобы лучше контролировать силуэт и повреждения. Я вылепил набор отдельных кирпичей в ZBrush, сосредоточившись на сколах краёв и неправильных формах, а затем собрал их непосредственно в ZBrush, вращая и позиционируя каждую деталь.

Для текстурирования я использовал плиточный кирпичный материал, созданный в Substance 3D Designer, в качестве основы в Substance 3D Painter. Оттуда я настроил текстуры так, чтобы они лучше соответствовали уникальной геометрии, обеспечивая согласованность с остальной частью стены, сохраняя при этом разнообразие износа и повреждений.

Листва

Поскольку листва была основным направлением проекта, я использовал этот этап для изучения типичного игрового конвейера создания листвы и изучения SpeedTree, который был для меня совершенно новым.

Во время этого процесса меня наставлял Джаред Соботта, главный художник по окружению в Naughty Dog, через Vessel Forge, что помогло мне лучше понять как технические, так и художественные стороны создания листвы.

Я потратил значительное количество времени на сбор ссылок для листвы, выходя за рамки общих форм и внимательно рассматривая различные стадии роста. Я собрал снимки крупным планом, показывающие такие вариации, как ростки по сравнению со старыми листьями, а также цветы в разных состояниях, от закрытых до полностью раскрытых. Это помогло мне лучше понять структуру и вариации, необходимые для того, чтобы листва выглядела более естественной.

Перед переходом к финальным объектам я создал быстрые атласы набросков в Photoshop. Они использовались в SpeedTree для установления пропорций и общего масштаба, что позволило мне быстро вносить изменения, не переделывая текстуры постоянно. Я также перенёс эти наброски в Unreal Engine, чтобы проверить их размер и получить первоначальное представление о размещении в сцене.

Скульптура

Как только я остался доволен пропорциями и распределением, я перешёл к этапу скульптинга, который был самой трудоёмкой, но в то же время самой rewarding частью процесса. В ZBrush я начал с простой плоскости и применил атлас набросков в качестве текстуры для ориентира.

Для листьев я сначала вырезал плоскость, чтобы она соответствовала силуэту, затем вылепил основные формы и детали поверхности. После этого я добавил толщину и дополнительно доработал формы с помощью различных кистей и инструмента изгиба.

Чтобы улучшить детализацию поверхности, я также создал карту высот в Substance 3D Designer для имитации жилкования, которую использовал для добавления деталей листьям. Необязательно создавать с нуля каждый отдельный лист. Например, чтобы создать Вирджинию ползучую, я вылепил три вариации отдельных листьев и расположил их вместе, чтобы создать полный лист, отрегулировав их масштаб и уточнив некоторые детали.

Одним из важных факторов было следить за количеством полигонов в ZBrush, поскольку высокодетализированные листья могут быстро утяжелить файл и усложнить работу, а в худшем случае даже привести к сбоям. Из-за этого важно часто сохранять работу на протяжении всего процесса.

Текстурирование

Атласы листвы были текстурированы в Substance 3D Painter, чтобы обеспечить более целенаправленный и гибкий рабочий процесс по сравнению с полностью процедурными подходами. Я начал с блокировки базовых цветов для каждого листа, затем внёс контролируемые изменения в оттенок и насыщенность, чтобы избежать повторений и имитировать естественные различия в росте.

Помимо ручной прорисовки отдельных деталей, я также использовал генераторы на основе кривизны и масок. Они использовались для тонкого подчёркивания краёв, жилок и естественных следов износа, помогая листьям выглядеть более органично, сохраняя при этом общую читаемость.

Я намеренно избегал внесения повреждений, таких как отверстия или сильные разрывы поверхности, непосредственно в скульптуру сетки. Вместо этого я решил полностью справиться с этим в Substance 3D Painter, используя маски прозрачности. Такой подход дал мне гораздо больший контроль над размещением и распределением перфораций, позволяя мне решать, где листья должны выглядеть более изношенными или повреждёнными, не привязываясь к геометрии.

Наконец, я уделял пристальное внимание значениям шероховатости на протяжении всего процесса, поскольку это ключевой элемент в достижении правдоподобной листвы. Тонкие вариации шероховатости помогли нарушить однородность листьев и способствовали более естественному отклику на свет.

Создание дерева

В отдельном файле SpeedTree я создал систему ветвей. Я начал со ствола, уделяя особое внимание пропорциям и сильному базовому силуэту. Оттуда я добавил основные ветви, тщательно корректируя их направление и распределение, чтобы избежать симметрии и сохранить естественный поток, затем вторичные ветви, чтобы ещё больше разбить структуру, и, наконец, листья. После этого я запек ветви внутри SpeedTree и использовал их в качестве текстуры для финального объекта.

Для дерева я работал над его построением постепенно, слоями, начиная с очень простой структуры и постепенно усложняя её. Я начал со ствола, уделяя особое внимание созданию твёрдой базовой формы и общим пропорциям. На этом этапе цель состояла в том, чтобы определить основной силуэт и убедиться, что он будет хорошо читаться с основного угла камеры.

Оттуда я добавил основные ветви, уделяя внимание их направлению и распределению, чтобы избежать симметрии и создать более естественный поток. Затем я ввёл вторичные ветви, чтобы разбить структуру и добавить вариативность.

После того как базовая структура была готова, я перешёл к листьям, сосредоточившись на их распределении в кластеры, что помогло создать более органичный вид и избежать «плоского» внешнего вида. Вариативность масштаба, поворота и плотности была ключом к тому, чтобы листва выглядела более естественно.

На протяжении всего процесса я регулярно проверял дерево в Unreal Engine, чтобы убедиться, что оно хорошо вписывается в сцену и сохраняет правильный масштаб и визуальный баланс.

Чтобы создать растущий плющ на стволе, я начал с генерации новых ветвей от основного дерева и применения системы сил к стволу. Это позволило стволу действовать как сила, направляя ветви плюща так, чтобы они естественным образом следовали и обхватывали его форму.

Я использовал тот же принцип для листьев плюща. Используя ствол в качестве силы, я смог лучше выровнять и ориентировать листья, придав им более естественное прикрепление и общий вид.

Я использовал похожий подход для групп плюща, но вместо того, чтобы использовать ствол в качестве опоры, я импортировал полную стену в SpeedTree. Это позволило мне более точно подогнать плющ под форму стены и добиться более естественного прикрепления к поверхности.

Я создал набор плюща, содержащий как кластеры нестандартной формы, так и более общие вариации, которые я использовал повторно по всей сцене, особенно на задней стороне. Я также сделал небольшие горизонтальные элементы, которые можно было использовать в качестве «крышек» и создавать более плавные переходы, когда плющ свисает с обеих сторон.

Меньшую листву и цветы в целом было гораздо проще создавать. Чтобы упростить процесс, я сначала собрал цветочные головки в Blender, а затем импортировал их в SpeedTree в виде мешей.

Большинство растений были построены всего из нескольких основных элементов, обычно из стебля и набора листьев. Используя опорные точки вдоль основного стебля, я смог распределить дополнительные листья и разместить цветы сверху, что упростило контроль над общей формой и создало естественные вариации.

Наклейки и смешивание поверхностей

Наклейки сыграли важную роль в устранении повторений и добавлении локальных деталей по всей сцене. Вместо того чтобы полагаться исключительно на базовые материалы, я использовал их для создания грязи, пятен и тонких цветовых вариаций в местах, где естественный износ будет происходить, например, у основания стен, в углах и вокруг ворот.

Они также были полезны для смешивания различных элементов, помогая смягчить переходы между стенами, землёй и реквизитом. Сохраняя наклейки ненавязчивыми и размещая их целенаправленно, я смог добавить визуальный интерес, не перегружая сцену.

Помимо стандартных наклеек с цветом и шероховатостью, я также создал наклейки с информацией о нормалях для имитации повреждённых кирпичей, особенно по краям колонн. Это помогло добавить дополнительную глубину и детализацию без изменения базовой геометрии.

Я также экспериментировал с наклейками Parallax Occlusion Mapping (POM) для создания следов шин на земле, добавляя более выраженные детали поверхности, сохраняя при этом базовый материал относительно простым.

Рельеф

Для рельефа я использовал три разных материала в смеси: одна текстура травы и две вариации почвы и грязи. Чтобы добавить дополнительные детали и детализацию поверхности, я также использовал наклейки с мелкими камнями и листьями, а также разбросанные сетки камней, размещённые с помощью инструмента для работы с растительностью.

Поскольку я хотел сохранить ощущение «диорамы» в сцене, я избегал слишком далеко выдвигать рельеф или заканчивать его резкими срезами. Для этого я создал пользовательскую маску для плоскости земли в Substance 3D Painter. Маска представляет собой простую чёрно-белую текстуру, созданную вручную с помощью мягкой кисти, что позволило мне более естественно затухать рельеф к краям. Я также добавил эффект мелкого дизеринга, чтобы ещё больше смягчить переход и избежать резкого силуэта.

Освещение

Настройка освещения для сцены была довольно простой, опираясь в основном на один направленный свет. Вместо того чтобы сосредоточиться на сложных настройках освещения, я потратил больше времени на балансировку читаемости и распределения теней по окружающей среде.

Поскольку листва легко может стать слишком тёмной или визуально шумной, я хотел, чтобы сцена оставалась равномерно освещённой, сохраняя при этом достаточный контраст и глубину. Большая часть процесса заключалась в поиске правильного баланса между освещёнными и затенёнными участками, чтобы растительность оставалась читаемой, не сплющивая общее изображение.

Чтобы помочь сделать окружение более правдоподобным, я также добавил несколько деревьев за сценой, которые не видны, но помогают отбрасывать дополнительные тени на стены и рельеф. Несмотря на то, что проект представлен в виде диорамы, эти тонкие вариации теней помогли создать впечатление более крупной среды, выходящей за пределы видимого кадра.

Финальная презентация

Для финальной презентации «Ржавых ворот» я хотел создать короткометражный кинематографический ролик, который помог бы усилить атмосферу сцены и продемонстрировать окружение более иммерсивно.

После совместной работы над моим проектом «Cinque Terre» я снова поработала с Самуэлем Оддамо, который создал оригинальный музыкальный трек по моему краткому описанию. На этот раз я хотела, чтобы музыка была спокойной и меланхоличной, соответствующей тихой и слегка заброшенной атмосфере окружения.

Я использовала Sequencer в Unreal Engine, чтобы снять серию кинематографических кадров, сфокусированных на композиции, листве и материалах, что помогло подчеркнуть настроение и общее представление сцены.

Заключение

В целом, «Rusty Gate» стал для меня очень ценным проектом как в техническом, так и в художественном плане. Он помог мне укрепить понимание создания листвы и интеграции в окружение, а также улучшить способность балансировать реализм с читаемостью сцены.

Работа над сфокусированной диорамой, а не над полноценным окружением, позволила мне посвятить больше времени доработке материалов, растительности и композиции, что сделало процесс обучения намного эффективнее. Изучение SpeedTree с нуля также стало для меня большим шагом и подтолкнуло к экспериментам с разными рабочими процессами, пока я не нашла подходы, которые были бы одновременно естественными и пригодными для повторного использования.

В итоге этот проект дал мне гораздо более глубокое понимание того, как создавать целостные окружения, в которых все элементы работают вместе чётко и визуально приятно. Я надеюсь, что эта статья окажется для вас полезной и вдохновляющей. Наверняка есть ещё многое, о чём я могла здесь не упомянуть, так что не стесняйтесь обращаться ко мне, если у вас есть вопросы!

Шейла Алессандрини, freelance 3D Environment & Prop Artist