Создание модульной готической среды с помощью процедурных систем, трим-листов и пользовательских шейдеров

Введение

Меня зовут Рустам Жуков, и мой путь в игровое искусство развивался в несколько чётких этапов.

Как и многие другие, я начал с простой одержимости — игры на старых консолях и за компьютером друга, полностью погружаясь в эти миры, не задумываясь о том, как они устроены. Со временем этот интерес перерос в более широкий поиск чего-то творческого, что привело меня к изучению архитектуры в течение шести лет.

Хотя архитектура дала мне прочную основу в искусстве и творчестве, последние два года учёбы сместили мой фокус. Я стал больше интересоваться визуальным выражением идей, а не чисто техническим исполнением.

Все знания, которые я накопил — композиция, пространственная логика, структура, свет, цвет и атмосфера — постепенно нашли выход в архитектурной визуализации. Сразу после окончания учёбы я начал работать со студией 3D-дизайна и продолжаю сотрудничать с ними сегодня. Архитектура научила меня дисциплине, точности и тому, как создавать правдоподобные среды.

Однако за последние два года мой фокус решительно сместился в сторону разработки игр. Я начал создавать готовые к игре среды, изучать рабочие процессы в реальном времени, модульные системы, листы отделки и оптимизацию. С тех пор я создал несколько проектов для портфолио разного масштаба и целей.

Врата Ада

«Врата Ада» — мой самый крупный и технически всеобъемлющий личный проект на сегодняшний день. Он был создан с нуля как ориентированная на производство среда в реальном времени с акцентом на полустилизованный подход, модульность, листы отделки, процедурные системы и художественную целостность.

Сцена была разработана с учётом перспективы геймплея сверху вниз и вдохновлена Baldur’s Gate 3, Diablo IV и Titan Quest 2. Вместо того чтобы полагаться на единую определённую концепцию, проект был разработан на основе первоначального грубого наброска и развивался благодаря непрерывному творческому поиску во время производства. Этот процесс позволил среде развиваться органично, а многие художественные решения были усовершенствованы непосредственно в движке.

Ключевым нюансом для меня было понимание того, как создатели этих трёх игр подходят к своей визуальной идентичности. Их художественное направление не является ни чисто стилизованным, ни строго реалистичным — оно уверенно позиционирует себя где-то между фэнтези-эстетикой и обоснованным, правдоподобным миром. Вместо прямого копирования визуальных мотивов я анализировал аспекты их окружения (богатство материалов, палитра, создание реквизитов и читаемость сверху вниз) и переводил эти качества в свою интерпретацию.

Целью было не скопировать их стиль, а понять баланс между атмосферой, реализмом и художественным преувеличением.

Ссылки

Поскольку не было чётко определённой концепции, которой нужно было следовать, и многие художественные решения принимались интуитивно на протяжении всего процесса, для меня было важно установить чёткие внутренние правила и границы. Без них этап исследования мог легко стать нечётким и отойти от основной идеи.

Чтобы сохранить ясность и направление, я структурировал свои исследования по нескольким ключевым визуальным столпам, которые определяли идентичность сцены. К ним относились готическая архитектура, настроение и освещение, материальный язык, растительность, скалы и каменные образования, статуи и могилы, и, самое главное, тщательно отобранные примеры из трёх эталонных игр, которые сформировали общий художественный эталон.

Эта структура позволила мне упростить процесс принятия решений, контролировать исследование и обеспечить поддержку всех элементов единого художественного видения.

Планирование сцены

Проект начался с этапа создания общего наброска. Основная идея была относительно проста — яркий портал, выступающий в качестве основной точки фокуса. Однако, поскольку сцена рассматривается с видом сверху, требовалась сильная направляющая ось, чтобы визуально вести игрока через пространство. Это было достигнуто путём введения массивной лестницы, которая ведёт прямо к воротам, усиливая как масштаб, так и визуальный поток.

Архитектура встроена в горную массу и имеет в основном линейную композицию. Из-за этой ясности модульный комплект не потребовал значительных вариаций. В полном производственном сценарии я бы расширил его для поддержки модульных зданий, но для этой сцены сфокусированная структура сделала систему эффективной.

Только чёткого указания направления движения недостаточно в дизайне уровней. После определения основного пути я ввёл варианты бокового перемещения, чтобы не ограничивать игрока. Я сломал перила лестницы, чтобы обеспечить боковую навигацию, и добавил два дополнительных маршрута для исследования и потенциальных столкновений. Один — это крутой путь вдоль могил, предполагающий напряжение или засаду, а другой — более спокойный путь возле небольших руин, намекающий на спрятанные награды.

Модульные ассеты

Архитектура в сцене была построена с использованием модульного подхода. Из-за больших монументальных форм и повторяющегося ритма структуры ворот ключевым вызовом стало избежание визуального повторения. Специальное внимание требовалось, чтобы предотвратить ощущение слишком однообразной среды.

Большинство вариаций было введено в систему лестниц, поскольку лестницы по своей природе являются ритмическими элементами. Значительное внимание было уделено универсальным каменным блокам, которые можно было комбинировать для создания более уникальных кладочных узоров, а также повторно использовать в качестве элементов мусора по всей сцене.

Большинство ассетов имеют согласованную плотность текселей — 512 пикселей на метр, что более чем достаточно для вида сверху, даже при движении камеры. Поскольку видимая игровая зона относительно ограничена, не было необходимости создавать LOD, а сами сетки имеют ограниченное количество треугольников.

Чтобы нарушить однообразие и придать более естественный вид, я полагался на тщательное размещение объектов, вариацию RGBA-масок, вершинную покраску и декали в качестве финальных этапов детализации.

Уникальные ассеты

Большинство уникальных ассетов в сцене создавалось по согласованному производственному конвейеру: высокополигональное скульптурирование в ZBrush, создание низкополигональных моделей, развёртка UV в RizomUV, запекание в Marmoset Toolbag и текстурирование в Substance 3D Painter. Хотя это был стандартный рабочий процесс, некоторые ассеты требовали небольших корректировок в зависимости от их сложности и роли в сцене.

Для основной статуи я импортировал базовую анатомическую сетку из Mixamo в нужной позе и усовершенствовал её структурно, прежде чем приступить к детальной скульптуре. Из-за её масштаба и визуального воздействия в активе также используются дополнительные текстуры деталей, наложенные в движке поверх запечённой основы, что увеличивает богатство поверхности без увеличения разрешения текстуры.

Гаргульи представляли собой другую задачу. Учитывая их скульптурную сложность, я выбрал более эффективный подход, начав с базы фотограмметрии и запекая её на подготовленную геометрию. Это позволило мне сохранить детализацию, оставаясь в рамках производственных ограничений.

Небольшие предметы, такие как жаровня, оконце на крыше, надгробия и пьедестал, были более простыми в создании. Это полностью уникальные ассеты с запечёнными текстурами и относительно простыми шейдерами.

При создании уникальных предметов я поддерживал общую консистенцию плотности текселей по всей сцене. Статуя и горгульи потребовали наибольших усилий при настройке UV-развёртки из-за их форм. Все каменные ассеты используют специальный умный материал, созданный с нуля в Substance 3D Painter, который добавляет контролируемое накопление грязи, трещины, мох и тонкие вариации поверхности, чтобы сохранить их визуальную целостность.

Набор растительности

Природные элементы играют важную роль в сцене, поскольку занимают значительную часть видимого пространства. Из-за этого я потратил много времени и усилий, чтобы добиться как выразительного внешнего вида, так и технической эффективности. На протяжении всего процесса я экспериментировал с несколькими различными подходами.

Атлас деревьев был создан с использованием гибридного рабочего процесса. Сначала я сгенерировал структуры ветвей в SpeedTree и запек их, затем доработал и расширил текстуру внутри Substance 3D Designer. После этого я создал объёмные скопления листвы и тщательно распределил их по базовой структуре дерева обратно в SpeedTree. Важнейшим этапом было определение общего силуэта и цветового баланса — это ознаменовало переход от просто обоснованного или полустилизованного вида к более целенаправленному художественному направлению. Я в значительной степени полагался на концепт-арт и традиционные картины, чтобы достичь этого баланса. Дополнительные участки мха и детали с отслоившейся корой были добавлены для повышения сложности поверхности.

Трава стала моей второй гордостью после деревьев. Весь атлас травы был сгенерирован процедурно в Substance 3D Designer, что делает его очень гибким. Я могу настроить формы кластеров, размещение в атласе, масштаб, плотность, цветовые вариации и другие параметры без перестройки текстуры с нуля.

Для кустов я начал с базы фотограмметрии, перестроил все вспомогательные карты и преобразовал результаты в оптимизированный атлас.

Все ассеты растительности включают в себя тонкую анимацию ветра на основе шейдеров, управляемую масками. Трава и кусты также используют смягчённые вершинные нормали, чтобы обеспечить более контролируемое и естественное взаимодействие со светом. Когда дело дошло до вариаций, я больше полагался на разнообразие геометрии и параметры шейдера, чем на создание большого количества отдельных текстур.

Камни и скалы

Хотя технически камни и каменные образования являются уникальными ассетами со специальной скульптурой и запеканием, они были разработаны с дополнительной гибкостью, чтобы эффективно функционировать по всей сцене.

Первым требованием был более продвинутый шейдер. Он работает с использованием упакованных масок для выделения краёв, смешивания вторичных материалов, грязи в полостях и распределения мха, а также поддерживает процедурное генерирование мха на основе положения в мире. Это позволяет ассетам естественным образом адаптироваться к их размещению без необходимости дополнительных наборов текстур.

Вторым важным элементом было адаптивное поведение UV. Настройка позволяет масштабировать сетку без влияния на плотность текселей и вводит вариативность узора, управляемую положением в мире, уменьшая видимое повторение, когда несколько экземпляров размещаются по всей среде.

Размещение камней не ограничивалось ручной композицией. Я также создал двухуровневые экземпляры, сгенерированные на основе физического моделирования, чтобы получить более естественные каменные груды. Для этих симуляций я использовал Physical Layout Tool Сэида Голизаде (Unreal Engine Marketplace), который позволил мне быстро создавать правдоподобные скопления, управляемые гравитацией, сохраняя при этом полный контроль над окончательным расположением. Большое спасибо автору за создание такого практичного и удобного в производстве инструмента.

Эти скопления помогли создать более плавные переходы от больших скальных образований к меньшим камням на земле, улучшая визуальный поток между вертикальными и горизонтальными поверхностями.

Материалы

Все материалы в сцене были созданы с нуля в Substance 3D Designer. Многие из них включают обширные элементы управления параметрами, что позволяет создавать множество вариаций, сохраняя при этом общую визуальную целостность.

Например, все наземные материалы построены на основе единого базового подграфа. Такая настройка даёт мне контроль над распределением камней, обломками, покрытием травой и основными свойствами поверхности, не нарушая согласованности. Централизуя логику, я смог быстро вносить изменения, сохраняя при этом визуальное единство местности.

Чтобы добиться более естественных форм для разбросанных элементов, я смоделировал отдельные формы камней и обломков и запек их в два атласа, содержащих все необходимые карты. Затем эти атласы были интегрированы обратно в граф Substance 3D и распределены по наземному материалу.

Готические архитектурные элементы имеют единый материал обрезного листа. Этот обрезной лист позволил мне создать облицовку пола и крыши, колонны, декоративные потолки, арки, столбы, карнизы и различные мелкие декоративные детали. Сами сетки имеют относительно небольшое количество треугольников, сохраняя при этом достаточную детализацию поверхности благодаря информации о нормалях и работе с материалами.

Декали

Последний этап доработки поверхности включал обогащение окружения декалями. Этот шаг сильно зависит от окончательной геометрии и играет ключевую роль в проработке как повествовательных деталей, так и видимого повторения.

Декали широко использовались по всей сцене: вырезанный текст на камне, мох, трещины, лишайник, грязь, водяные разводы и смешивание между сетками и рельефом. Они позволили мне ввести локализованные элементы повествования без изменения базовой геометрии или материалов.

Во многих случаях декали оказались более эффективным с точки зрения ресурсов решением по сравнению с использованием виртуальных текстур или сложного смешивания вершин.

Процедурная генерация

Чтобы не тратить лишнее время на ручное размещение каждого объекта и оставаться гибким в случае корректировки местности, я использовал процедурный подход с помощью системы PCG в Unreal Engine. Ручная рандомизация и перестройка элементов после каждого изменения была бы неэффективной и трудной для поддержания.

В то же время процедурная генерация может легко навредить ясности повествования и правдоподобности окружения, если её не контролировать. Поэтому моей целью было создание гибких систем, которые позволили бы мне сохранять художественное направление, работая на более широком, системном уровне.

Самым важным инструментом в проекте был пользовательский Grave Generator. Эта система позволяет мне быстро создавать готовые к использованию могилы, включая накопление почвы, растительность и надгробия. Структурно это Blueprint со встроенной логикой PCG, что даёт мне контроль над размещением объектов, вариациями материалов, плотностью, масштабом и возможностью запекать результаты, сохраняя логику экземпляров.

Система лестниц также была создана с помощью PCG. Инструмент распределяет ступени и перила вдоль сплайна и проецирует их на поверхность местности. Он вносит небольшие изменения в расположение и поворачивает опорные элементы на 90 градусов, чтобы избежать повторений. Поскольку PCG по умолчанию не предоставляет строгого контроля выравнивания, потребовались дополнительные корректировки для поддержания точного позиционирования там, где это необходимо. В итоге этот рабочий процесс позволил мне сбалансировать эффективное заполнение сцены с художественным контролем.

Освещение

Освещение было построено вокруг чёткого фокуса — ворот как основного светового акцента, предназначенного для того, чтобы выделяться как в красивых кадрах, так и с точки зрения игрока.

Настройка основана на Lumen для глобального освещения, в то время как несколько стратегически расположенных прожекторов определяют ключевые архитектурные элементы. Я также использовал блокировщики света, чтобы вручную формировать теневые области и контролировать контрастность. Значительная часть света направлена на лестницы, чтобы усилить движение и визуальное руководство, иногда прерываемое длинными тенями от деревьев и камней, чтобы избежать однообразия.

FX и SFX

Атмосфера сцены была бы неполной без вспомогательных эффектов, таких как явления окружающей среды и звук. В «Врата ада» я решил исследовать хотя бы часть этих аспектов игрового производства, чтобы вывести окружение за пределы статичных визуалов.

Одной из самых приятных частей этого этапа была разработка пользовательского шейдера тумана. Он был создан в основном на основе идей из отличной статьи Ашера Чжу.

Система тумана стала очень гибким художественным инструментом. Она обеспечивает обширный контроль над формой, плотностью, анимацией, цветом, положением и взаимодействием с окружением. Для этой конкретной сцены я ограничился двумя основными пресетами (эмиссионный градиент от портала и наземный туман), поскольку хотел избежать перегрузки окружения чрезмерными визуальными эффектами. Однако потенциал системы гораздо шире, и я планирую изучить его подробнее в будущих проектах.

Пламя было использовано из бесплатной библиотеки M5 VFX Vol2. Fire and Flames (Niagara).

Что касается звукового дизайна, я не буду вдаваться в подробности, но он играет едва заметную, но важную роль. В более оживлённых лесных районах присутствуют звуки окружающей растительности и птиц, а при приближении к воротам слышны далёкие шёпоты из могил, треск огня и низкий тревожный гул за порталом.

Эти элементы занимают не так много визуального пространства, как архитектура или растительность, но они формируют границу между простой текстурированной геометрией и правдоподобным окружением.

Заключение

В целом, этот проект занял у меня примерно год работы и учёбы. Я начал его с относительно ограниченными знаниями и постепенно расширял как технические, так и художественные познания на протяжении всего процесса. То, что начиналось как амбициозная личная задача, превратилось в глубокое исследование листов отделки, модульных систем, процедурных материалов, процедурной генерации, FX, рабочих процессов на основе масок, множественных наборов UV, анимации растительности и эффективного использования атласов.

Помимо финальных визуалов, наиболее ценным результатом стал опыт соединения этих систем в единое производственное мышление.

Вот ключевые уроки, которые я бы выделил:

1. Сосредоточьтесь на том, что актуально в отрасли. Важно понимать, куда движутся производственные рабочие процессы, а не слепо гнаться за каждым новым инструментом или полагаться исключительно на устаревшие конвейеры.
2. Постоянно обновляйте свою техническую базу и учитесь у опытных художников. Изучение работ и разбивок профессионалов ускоряет рост гораздо больше, чем изолированные эксперименты.
3. Уделяйте время ссылкам, основным принципам и планировке. Чёткое художественное направление и прочная структурная основа упрощают последующие решения и сокращают ненужные итерации.
4. Критически относитесь к своим решениям, ищите обратную связь, но избегайте бесконечной полировки. Усовершенствование важно, но не менее важно знать, когда двигаться вперёд.

Большое спасибо 80 Level за возможность поделиться этим проектом, авторам и художникам, чьи знания вдохновили мой рабочий процесс, и за постоянный технический прогресс в нашей отрасли, который делает такую работу возможной.

Рустам Жуков, художник по окружению