Создание игрового ассета «Карамбит» с помощью ZBrush и Substance 3D Painter

Введение

Здравствуйте, меня зовут Кэмерон, и я 3D-художник из Великобритании. Я всегда интересовался играми, поэтому стремление сделать карьеру в игровой индустрии казалось мне естественным шагом. До этого я работал техником по CAD/визуализации в строительной отрасли, где получил базовые знания об Autodesk Maya и работе в 3D. Затем я продолжил обучение визуальным эффектам в Норвичском университете искусств, выбрав специализацию в области 3D-моделирования и текстурирования.

В этом интервью я объясню свой подход к созданию проекта Karambit. Я хотел создать этот проект, чтобы узнать больше о рабочем процессе перехода от высокополигональных моделей к низкополигональным — с особым акцентом на ZBrush и техники ретопологии.

Ссылки и вдохновение

Основная цель этого проекта — развить знания, полученные при работе над моими активами оружия «Самсара». Я хотел улучшить каждый аспект того, что я узнал в этих проектах, в результате чего должен был получиться фотореалистичный, оптимизированный, готовый к использованию в играх актив.

Я начал со сбора обширных справочных изображений, которые можно было бы использовать на этапах моделирования и текстурирования, убедившись, что есть ортогональные снимки, передающие силуэт ножа.

Моделирование и лепка

Я не думаю, что нужно много говорить о создании лезвия, поскольку его конструкция довольно проста. В Maya я использовал плоскость изображения для моделирования одной стороны ножа. Затем я отразил её, убедившись, что режущая кромка лезвия имеет небольшую толщину, чтобы избежать проблем с запеканием позже. Я использовал ZBrush для создания и уточнения соответствующей высокополигональной модели.

Чтобы создать рукоятку, я использовал справочное изображение для трассировки силуэта. Затем я использовал нож для создания топологии, необходимой для каждого отдельного волнообразного сегмента. Выбрав вершины, которые должны были находиться во впадинах этого эффекта, я отодвинул их назад, чтобы создать очень грубую низкополигональную версию. Затем я экспортировал её в ZBrush.

Внутри ZBrush я сделал надрезы по краям, которые образовали пики эффекта — это дало мне больше контроля и помогло предотвратить нежелательное искажение. Используя комбинацию ZRemesher и Dynamic Subdivision, я создал высокополигональную версию. Затем я дополнительно уточнил силуэт, прежде чем принять сетку с более высоким подразделением. Я использовал экструзию для создания толщины, а затем использовал DynaMesh, чтобы создать версию, которую можно было бы лепить. Использование DynaMesh позволило мне сгладить пики эффекта для получения более органичной поверхности. Затем я использовал булевы операции для создания отверстий под болты.

Болты были созданы с помощью одной из стандартных кистей IMM, а затем перемещены в нужное положение. Завершённая высокополигональная модель была экспортирована обратно в Maya для ретопологии и UV-развёртки.

Я смоделировал, текстурировал и визуализировал нож, прежде чем решил создать сопутствующую ножны. При этом я использовал тот же метод, что описан выше; я создал среднеполигональную модель в Maya, которую затем доработал до высокополигональной в ZBrush. Особое внимание было уделено сглаживанию краёв для создания реалистичного, гладкого профиля ножен.

Ретопология и развёртывание

Внутри Maya я использовал среднеполигональную модель, которую уже создал, в сочетании с QuadDraw — используя высокополигональную модель в качестве живой поверхности — для ретопологии актива. По общему признанию, после получения конструктивной обратной связи ретопология этого актива пересматривалась мной несколько раз. Имея опыт работы в сфере VFX, я привык к чистым, хорошо распределённым петлям рёбер, проходящим по всей модели, поэтому попытка создать высокооптимизированную версию оказалась довольно сложной. Основная сложность заключалась в том, что «если это не влияет на силуэт, это не нужно». То, что я изначально считал хорошо оптимизированным, на самом деле можно было оптимизировать гораздо больше. К сожалению, у меня нет исходных каркасных изображений для сравнения, однако нож был уменьшен с 7 тысяч треугольников до 3 тысяч, а ножны — с 8 тысяч до 5 тысяч треугольников.

Что касается UV-развёртки, то с этим ассетом было довольно просто работать. Я сделал разрезы UV по жёстким краям (всё, что имеет резкое изменение направления). Любые длинные полосы были унифицированы и выпрямлены в ленты, а все острова были правильно ориентированы и выровнены, обеспечивая постоянную плотность текселей на всех островах. Хотя, конечно, можно было бы сделать больше для дальнейшей оптимизации UV-развёртки, например, использовать наложение оболочек, но я считаю, что у меня было достаточно места для работы, чтобы убедиться, что у всего был уникальный UV-остров.

Текстурирование

Substance 3D Painter использовался как для запекания, так и для текстурирования. Я думаю, что наиболее важным элементом, о котором я хочу рассказать, является то, как я создал текстуру для тела ножа — она имеет довольно сложную поверхность износа, которую я хотел воссоздать, накладывая различные элементы. Я не буду утверждать, что являюсь экспертом, и этот рабочий процесс стал результатом многих часов проб и ошибок, но он дал результат, который меня удовлетворил, и поэтому я решил его использовать.

Я был недоволен уровнем контроля, который я получал, пытаясь создать износ поверхности в пределах основного стека слоёв материала, не говоря уже о том, насколько загромождёнными и неорганизованными становились вещи. В результате я создал серию из пяти пустых слоёв заливки (без выбранных каналов) в нижней части стека слоёв с соответствующими масками слоёв. Я начал называть их «Edge-Wear Mask-Builders». Целью создателей масок, как следует из названия, было создание соответствующих масок для эффекта. Я обнаружил, что предварительно создавая маски для различных эффектов износа, а затем ссылаясь на них с помощью опорных точек, я получал гораздо больше контроля, в результате чего стек слоёв стал намного аккуратнее и лаконичнее.

Для воспроизведения ключевых элементов, которые я определил на эталонных изображениях, были получены следующие эффекты. Вы заметите, что маски, полученные на этом этапе, очень однородны и имеют очень мало разрывов — это сделано специально. Я использую комбинацию техник, чтобы разбить эффекты позже, когда на них ссылаются в маске основного материала. Теперь я подробно разберу каждого из пяти создателей масок:

1. Edge-Wear

Используя генератор износа металлических краёв, я создал общий эффект износа по краям ножа. Затем, используя слой краски, я раскрасил области, где я хотел увидеть больше износа по краям (переход между режущей поверхностью и телом ножа), а также закрасил области, которые я посчитал слишком сильными. Узел уровней используется для повышения интенсивности, а фильтр размытия смягчает края эффекта. Наконец, в верхней части стопки размещается опорная точка для дальнейшего использования.

2. Cutting Edge

Используя слой краски, я выбрал грани, которые составляют режущую кромку — это было преднамеренное решение, чтобы придать им топологию, чтобы упростить этот шаг. Снова используется фильтр размытия, чтобы размыть края. Затем добавляется опорная точка.

3. Stripes

Я не знаю, какая часть производственного процесса вызывает появление полос, но я знаю, что это был важный элемент, который мне нужно было воссоздать. Используя слой краски в сочетании с фильтром скоса, я создал предварительную маску того места, где я хотел, чтобы эффект проявился. Затем я поместил опорную точку (Blade Flat Side AP), которая будет использоваться снова в конце стека.

Используя линейный градиент, я создал параллельные полосы. Я специально сделал градиент более насыщенным с одной стороны и затухающим с другой — этот эффект повторяется на каждой полосе. Затем я использовал комбинацию фильтров Warp, Blur Slop и Blur, чтобы обеспечить более органичное разбиение очень однородного эффекта. Затем используется узел уровней для контроля интенсивности, а анизотропная карта шума используется для создания машинных линий внутри полос.

Ранее созданная опорная точка теперь используется для того, чтобы полосы не выходили за границы, которые я изначально создал. Наконец, создаётся опорная точка для всего эффекта.

4. Surface-Wear

Чтобы создать общий шумный износ поверхности ножа, я начал со ссылки на ранее созданную опорную точку «Blade Flat Side AP». Карта облаков используется для создания областей с высокой и низкой интенсивностью. Затем применяется карта грязи царапин, а узел уровней используется для контроля интенсивности. Затем создаётся опорная точка.

5. Blade-Wear

Этот эффект очень похож на эффект износа поверхности, упомянутый выше. Я начинаю с создания карты полос, масштабируя её до тех пор, пока я не буду доволен расстоянием между каждой полосой. Затем используется карта облаков для создания областей с высокой и низкой интенсивностью. Затем применяется карта грязи царапин, а узел уровней используется для контроля интенсивности. Слой краски используется, чтобы ограничить эффект только режущей поверхностью ножа. Наконец, создаётся опорная точка.

Основной материал

Я начинаю с создания основного блестящего металла в нижней части стека слоёв — это будет наш открытый металл. Затем я начинаю работать над созданием эффекта износа поверхности в маске базового металла.

Сначала я ссылаюсь на маски Cutting Edge-Wear и General Edge-Wear, которые я создал в разделе создания масок. Используется наклон размытия, чтобы обеспечить некоторое искажение, а фильтр размытия используется для создания довольно интенсивного эффекта затухания. Затем я повторно ссылаюсь на General Edge-Wear, чтобы он находился поверх эффекта затухания. Используя слой краски, я вручную раскрашиваю области, где я хочу и не хочу видеть эффект — обычно я использую набор грязных кистей со случайными вариациями для создания органического разрыва.

Рассматривая референсные изображения, я вижу, что общий износ по краям выглядит довольно зернистым — я могу воспроизвести это, используя карту белого шума. Затем я повторно установил параметры износа режущей кромки, так как не хотел, чтобы режущая кромка выглядела зернистой. Затем был использован узел уровней, чтобы повысить интенсивность. На этом этапе я считаю, что общий износ по краям завершён, и начинаю работать над износом поверхности.

Я использую маски «Полосы», «Износ поверхности» и «Износ лезвия» из раздела «Построитель масок». Затем я накладываю три разные карты царапин, чтобы создать микроцарапины на поверхности. Затем используется узел «Облака», чтобы создать области высокой и низкой интенсивности. Затем я ссылаюсь на «Полосы лезвия» — это относится к механическим полосам на режущей поверхности лезвия. Наконец, создаётся точка привязки для всей маски, которая позже используется для управления шероховатостью и деталями нормалей в эффекте.

Я понимаю, что объяснил только то, как я создал эффект износа поверхности, однако это показывает, как я подхожу к каждому аспекту текстурирования. Я в значительной степени полагаюсь на маски и точки привязки, чтобы внести тонкие изменения по каналам. Я считаю, что именно тонкие детали помогают сделать предмет более правдоподобным. Для этого я использую сочетание процедурных и ручных техник.

Рендеринг

Я выбрал Marmoset для рендеринга этого проекта, так как всё больше с ним знакомлюсь и мне нравится качество рендеров, которые он создаёт. Я знал, что хочу, чтобы ассет был реализован в сцене, поэтому просмотрел Quixel в поисках подходящих ассетов, которые можно было бы использовать для постановки сцены. Я неизбежно выбрал деревянный стол и картонную коробку — последнюю из них я немного отредактировал в Substance Painter, чтобы добавить наклейку с логотипом.

Я использовал простую настройку освещения с тремя точками в сочетании с HDRI для этой сцены. У этой сцены не было реального повествования, кроме «Я сделал крутой реквизит, пожалуйста, посмотри на него». Тем не менее, не было конкретных областей, которые я хотел бы выделить с помощью освещения, вместо этого я выбрал общую хорошо освещённую сцену. Я хотел, чтобы зритель не торопился, рассматривая объект, и сам выбирал, на каких элементах сосредоточиться.

Для рендеринга картонной коробки я использовал камеру 85 мм (используя ACES Tone Mapping), вручную установив дистанцию фокусировки, чтобы создать слабый эффект глубины резкости. Я настроил ползунок чёткости, чтобы немного выделить детали текстуры, а также ввёл очень небольшое количество хроматической аберрации и цифрового зернистости плёнки. В Photoshop я использовал фильтр Camera Raw, чтобы ещё больше повысить чёткость, а также создать очень тонкую виньетку.

Для квадратного рендера миниатюры я использовал те же настройки камеры, за исключением того, что увеличил силу эффекта глубины резкости, а также увеличил количество хроматической аберрации и цифрового зернистости плёнки.

Заключение

Для меня привлекательные реквизиты — это те, которые стремятся к фотореализму. Предмет не должен быть особенно захватывающим; он просто должен быть хорошо реализован. Я считаю наиболее привлекательными реквизиты, которые трудно отличить от настоящих. Тем не менее, я считаю, что ключ к созданию привлекательных реквизитов — это точное воссоздание того, что вы видите на своих референсных изображениях (подчёркивая их необходимость). Вам нужно потратить время на анализ референсных изображений и определение элементов, которые необходимы для воссоздания объекта.

Это также может быть сложной задачей: где провести черту? Как определить, что важно, а что нет? Это во многом зависит от проекта — в портфолио у вас есть определённая роскошь — вы можете потратить больше времени и добавить больше деталей, чем обычно на производственном этапе.

Мой совет начинающим: референс — это ключ! Собирайте как можно больше референсов на каждом этапе процесса. Я собирал фотографии с референсами, которые помогли мне смоделировать и текстурировать этот ассет, но я также собирал произведения других людей, чтобы использовать их в качестве рендерных референсов — кусочки, которые мне нравились по оформлению, или которые выделяли что-то определённым образом. Даже то, что вы не считаете вполне применимым — я могу гарантировать, что в конце концов вы найдёте им применение.

Также нормально ошибаться. Пробуйте новое, а если что-то не получается, вернитесь туда, где вы были, и попробуйте что-нибудь ещё. Как я уже упоминал в этом интервью, методом проб и ошибок я смог попробовать новые вещи и изучить новые техники, которые привели к финальной работе, которой я могу гордиться.

В заключение хочу поблагодарить 80lv за проведение этого интервью и за то, что позволили мне обсудить мой проект Karambit, а также поблагодарить всех, кто его прочтёт! Больше моих работ можно найти на ArtStation, и если у вас есть вопросы, не стесняйтесь писать мне на ArtStation или LinkedIn.

Кэмерон Эдди, художник по 3D-декорациям