Создание насыщенной и детализированной среды для мастерской викингов в 3D

Введение

Здравствуйте! Меня зовут Брэндон Уолш, и я — художник по окружению в 3D, живу в Ванкувере. Я всю жизнь создавал произведения искусства и играл в видеоигры. Изначально я хотел стать концепт-художником, так как люблю рисовать, и меня всегда вдохновляли игры, в которые я играл. Тогда я не был уверен, как попасть в игровую индустрию, поэтому получил высшее образование в области визуальных искусств. В конце концов я обнаружил, что многие концепт-художники используют 3D для ускорения рабочего процесса, поэтому начал изучать Blender. После двух лет обучения стало ясно, что я не получу навыки, необходимые для работы в игровой индустрии, поэтому решил сменить специальность на диплом по 3D.

Мои знания в области цифрового искусства действительно расширились, когда я поступил в Технологический институт Британской Колумбии в Бёрнаби (BCIT). Когда я наконец-то получил нужные уроки, я так влюбился в 3D, что решил сделать карьеру художника в 3D. Получив диплом, я начал искать работу. Я окончил BCIT в 2022 году, и индустрия начала переживать не лучшие времена. Несмотря на растущую неопределённость в отрасли, я продолжал практиковаться, налаживать связи и подавать заявки. Я так люблю видеоигры и это ремесло, что ничто не может остановить меня в осуществлении этой мечты, независимо от того, сколько времени это займёт.

После двух лет поиска работы я решил поступить в учебный центр Think Tank Training Centre в Ванкувере. Увидев все удивительные работы, которые были созданы в этой школе, я подумал, что это может быть хорошее место, чтобы улучшить своё портфолио и познакомиться с единомышленниками. Оказалось, что я был прав. Я усвоил столько ценных уроков и познакомился с потрясающими людьми.

Вдохновение

Когда я искал работы на ArtStation, я наткнулся на замечательную концепцию под названием «Мастерская викингов» Роберта Галлиерса. Приступая к любому проекту, невероятно важно собрать правильные референсы. Я создал свою справочную доску, используя PureRef, и собрал изображения домов викингов, мебели, оружия, материалов и скриншоты из игр для освещения и настроения. Мне нравится, чтобы всё было организовано и имело цветовую координацию, чтобы я мог быстро найти то, что ищу.

При создании любой среды мне нравится узнавать о её истории. Я хочу знать о культуре, какие материалы использовали люди и как всё было построено. Например, кажется, что люди в средневековой Скандинавии в основном использовали дуб и сосну для строительства домов. Изучая баллисту, я посмотрел на римские баллисты и то, как они функционировали.

Архитектура и украшения концепции напомнили мне «God of War» (2018) и «Как приручить дракона», поэтому я всегда держал эти названия в голове. Обычно я стремлюсь к более реалистичному стилю, но на этот раз я хотел больше склониться к детализированному и яркому стилизованному виду. В таких играх, как «God of War», «Ghost of Tsushima» и «Horizon Zero Dawn», есть сочетание деталей и связи с реальным миром, но с более яркими цветами и красотой. Почти как в романтизме, где природа изображена ещё более грандиозной и выразительной, чем она есть на самом деле.

В этих играх, о которых я упоминал, кажется, что их миры показаны в высоком динамическом диапазоне, а цвета несколько чрезмерно насыщены по сравнению с тем, что мы обычно видим в реальной жизни. Это немного похоже на изображения XDR (экстремальный динамический диапазон) городов, таких как Гонконг или Лас-Вегас ночью, когда все огни горят. Это изображения реальных мест, но границы контрастов света и темноты доведены до крайности, и это может создать более мечтательный эффект.

Планирование композиции

При создании композиции и проработке сцен я прохожу следующие этапы:

• Настроить камеру в Maya, чтобы как можно точнее соответствовать концепции;
• Разместить примитивные кубы и цилиндры с простым масштабированием и выдавливанием;
• Объединить проработку и импортировать её в Unreal Engine;
• Сделать быструю настройку освещения, чтобы почувствовать освещение и настроение.

В оставшуюся часть недели я моделирую столько, сколько могу, начиная с крупных объектов и постепенно переходя к мелким ассетам. Важно сначала сделать крупные архитектурные элементы, потому что они занимают большую часть изображения. Я, по сути, наношу широкие мазки, как если бы я рисовал на холсте.

Процесс текстурирования

Для этого проекта я выбрал плотность текселей 512 пикселей на метр, что оказалось гибким решением, когда пришлось масштабировать текстуры вверх или вниз. Как только были размещены крупные архитектурные элементы, такие как стены и колонны, я создал первый вариант материалов с помощью Substance 3D Designer. Поскольку сцена состоит в основном из дерева, металла и камня, я мог сосредоточить внимание на создании всего нескольких хороших материалов для укладки, а не на уникальном текстурировании каждого объекта.

Большинство знаний, которые я сейчас использую в 3D Designer, я получил из уроков Джонни Малькольма в Think Tank и на его канале YouTube. Основной рабочий процесс, который я использую для материалов, аналогичен тому, как я создаю элементы окружения: мы начинаем с крупных деталей и постепенно переходим к мелким высокочастотным деталям. Для создания дерева хорошо начать с текстуры, поскольку это наиболее очевидная особенность. У всех типов древесины свой узор, поэтому я внимательно рассмотрел дуб, чтобы увидеть, насколько далеко друг от друга, длинные и волнистые волокна. Я начну добавлять большие трещины и повреждения, затем мелкие царапины. После того как повреждения будут закончены, я могу создать альбедо и использовать большую часть созданной информации, например текстуру и повреждения, чтобы определить, где я хочу разные цвета и грязь. Например, мы можем использовать заливку, чтобы рандомизировать цвет текстуры волокон, и использовать информацию о высоте повреждений, чтобы добавить грязь и износ с помощью Ambient Occlusion и Curvature.

Изучение реальных референсов — лучший способ добиться правдоподобных материалов. Наш мозг часто обманывает нас, несмотря на то, что мы видим эти детали каждый день, поэтому всегда важно иметь хорошие справочные изображения. Сложные материалы часто состоят из множества слоёв тонких деталей, а не из нескольких слоёв крупных, очевидных деталей.

Каменную стену пришлось создавать несколько раз, чтобы найти нужный вид. Я экспериментировал с созданием её исключительно в 3D Designer, моделируя камни в соответствии с уже существующим материалом, физически складывая камни, которые я вылепил, и создавая укладываемый материал, запекая его в 3D Designer. В конце концов, я решил создать укладываемый материал в 3D Designer, затем использовал информацию о высоте, чтобы создать смещение в ZBrush. Затем я упростил его, чтобы создать свою низкополигональную модель. Поскольку у неё уже были UV-координаты с плоскости, мне нужно было только убрать края, чтобы она могла укладываться, и я мог повторять каменную стену сколько угодно. Я использовал эту технику, чтобы иметь смещённую геометрию без необходимости использования Nanite, на случай, если я когда-нибудь буду работать в студии, которая не использует Unreal Engine или Nanite. Это также даёт мне большой контроль над плотностью сетки, и я могу легко создавать LODs с упрощением в ZBrush.

В этом видео я расскажу о том, как использую смещение в ZBrush для создания каменной стены.

Для окружения с таким количеством дерева материал для укладки выполняет большую часть работы. Очень немногие объекты в сцене используют запекание с высокого на низкий поли. Большинство объектов используют одни и те же материалы для укладки. Для оружия потребовалось немного больше уникальных деталей, поэтому они используют комбинацию Substance 3D Designer и 3D Painter. Большая часть запекания была выполнена в 3D Designer.

Я составил график, который назначает 3 материала, используя цветовые идентификаторы, которые я применил при экспорте из Maya. Когда всё было настроено, всё, что мне нужно было сделать, это запечь ассет, затем подключить пекари к узлу графика и переименовать каждый выход перед экспортом. Каждый из этих реквизитов получает уникальную текстуру, но это способ текстурировать и запекать множество похожих ассетов быстро.

Некоторые из них были перенесены в ZBrush для дополнительных деталей на хай-поли, но другие используют низкополигональную модель для запекания на себя, чтобы получить некоторую Ambient Occlusion, Curvature и т. д. Для таких вещей, как щиты и мечи, я хотел добавить уникальные детали, поэтому перенёс их в Substance 3D Painter, применил текстурные карты из Substance 3D Designer и добавил уникальные детали, например, рисунки на щитах. Я нарисовал каждый дизайн в Photoshop и экспортировал его в виде альфа-каналов:

Для создания меховых шкур я использовал свой тайлируемый материал с Parallax Occlusion и Mesh Skirt (карта непрозрачности на тонкой геометрии по краю меша) для отдельных волосков. Я нарисовал маску в Substance 3D Painter, двигаясь в направлении волосков для достижения лучших результатов.

Деревянные стены были окрашены по вершинам с использованием двух деревянных материалов, материала грязи и случайного оттенка для каждой доски.

Доским были присвоены разные цвета вершин перед экспортом из Maya, которые затем использовались для придания синему каналу разного оттенка синего на каждой доске. Это помогло добавить больше тонких вариаций в цвет.

Мой метод ретопологии действительно зависит от ассетов, которые я создаю. Не все ассеты окружения требуют запекания, поскольку мы используем много тайлируемых материалов, поэтому их можно оптимизировать по ходу работы. При развертке UV больших ассетов они могут выходить за пределы пространства 0-1, если сохраняют плотность текселей. Для реквизитов, требующих запекания, иногда я сначала создаю высокополигональную модель, а затем ретопологизирую с помощью инструмента Quad Draw в Maya, особенно если актив был создан в ZBrush. Когда вы делаете высокополигональную модель активной поверхностью, вы можете нарисовать свою низкополигональную версию поверх неё.

Финальная сборка сцены

Оформление сцены — одна из моих любимых частей создания окружения. Как только все мои ассеты готовы и все прокси-ассеты заменены, я начинаю дублировать вещи вокруг, следя за тем, чтобы не было слишком заметных повторений. Для крошечных мешей я люблю использовать режим Foliage в Unreal, чтобы разбросать древесную стружку и мелкие камни.

Я стараюсь представить себя персонажем в этом пространстве и подумать, как бы я его испортил. Может быть, я оставил бы некоторые инструменты, потому что слишком устал, чтобы убрать их, или я нахожусь в разгаре работы над баллистой. Возможно, я убрал древесную стружку с части стола, из-за чего она упала на пол. Когда всё слишком аккуратно, окружение может начать казаться искусственным и лишённым ощущения «обжитости». Также легко разместить вещи так, чтобы это выглядело слишком преднамеренно, как будто они выставлены напоказ и менее естественно. За этим я всегда слежу, и это требует практики. Оглядываясь на то, как другие люди относятся к своему окружению и вещам, действительно помогает. Столярная мастерская может показаться грязной, но у всех её инструментов есть своё место, которое обычно удобно и легкодоступно, если она слишком чистая и организованная, то выглядит как новая. Если что-то размещено где-то неудобно, это может показаться запутанным. Всё дело в том, какое настроение вы хотите создать.

Освещение и рендеринг

Освещение — ещё одна часть создания окружения, которая мне очень нравится, потому что оно может кардинально повлиять на настроение сцены и привлечь больше внимания к интересующим областям. Если в моей сцене есть солнечный свет, то я люблю использовать Directional Light with Volumetric Fog для создания световых лучей, направленных на место, на которое я хочу, чтобы зритель посмотрел.

Для областей, где горят свечи и лампы, я буду использовать либо точечный свет, чтобы распространить свет во всех направлениях, либо направленный свет, чтобы направить свет на что-то конкретное. Важно знать, какие источники света более затратные, и использовать их как можно меньше, добиваясь при этом желаемого вида. Один точечный источник света можно использовать для нескольких свечей, расположенных близко друг к другу. Я также наблюдаю за тем, насколько тёмными и мягкими получаются тени. Я использую Post Process Volume для ручной настройки экспозиции, чтобы убедиться, что мои тени не слишком тёмные, а блики не слишком яркие. Современные источники света довольно сильные, поэтому для средневековой сцены полезно посмотреть, как солнечный свет и огонь влияют на тени. Добавление небольшого количества Bloom в Post Process Volume также может осветлить тени и придать источникам света мягкое свечение, чтобы добавить воспринимаемый реализм.

Поскольку я преувеличиваю диапазон цветов в своей сцене, я придал солнечному свету синий оттенок, чтобы создать больший контраст между тёплым светом свечей и холодными тенями. Я создал таблицу поиска (LUT) в Photoshop, чтобы расширить диапазон цветов и добавить больше яркости в сцену. Я сделал снимок в Unreal, выполнил цветокоррекцию в Photoshop и экспортировал LUT, который применил к Post Process Volume. Это был отличный способ легко управлять цветом сцены без радикального изменения всех источников света в Unreal.

Я делал рендер-снимок каждую неделю, поэтому мои настройки рендеринга были хорошо настроены на раннем этапе. Я следую видео Уильяма Фоше о освещении и рендеринге, чтобы получить высококачественные результаты. Я настоятельно рекомендую всем, кто занимается рендерингом в Unreal, ознакомиться с его материалами.

При рендеринге очень важно дать себе достаточно времени, чтобы сделать несколько рендеров, потому что почти всегда что-то будет не так или будет выглядеть неуместно. Даже несмотря на то, что мои настройки рендеринга были хорошими на протяжении всего проекта, мне всё равно пришлось внести коррективы к концу.

Заключение

Весь проект был создан примерно за 14–16 недель. Первая неделя была посвящена выбору концепции, вторая неделя — сбору референсов, а последние 14 недель были потрачены на создание. Основная задача заключалась в создании большой библиотеки ассетов без ущерба качеству и сохранении единообразия стиля. Я научился ещё больше продвигать плиточные материалы, избегая при этом заметного повторения. Один из самых больших уроков состоял в том, что мне не нужно делать каждый отдельный ассет идеальным предметом в мире, если его едва видно. Гораздо эффективнее расставить приоритеты в наиболее заметных и важных аспектах сцены, когда есть ограничение по времени.

Наша цель как художников — сделать всё как можно лучше, но если никто не увидит гвозди или коробки вблизи, то не нужно тратить на них столько же, сколько на оружие и верстак. Сделайте их такими же потрясающими, как только сможете, но не зацикливайтесь на этом настолько, чтобы проект занял вечность. Художники обычно бывают перфекционистами, но важно тратить время с умом и думать о картине в целом. Как и при традиционной живописи, я часто встаю и смотрю на свой экран из другого конца комнаты или даже отворачиваюсь на мгновение, чтобы попытаться забыть сцену и вернуться с новыми глазами. Это помогает избежать туннельного зрения.

Если бы я мог дать какой-нибудь совет тому, кто только начинает свой путь в 3D, я бы сказал, что самое главное — получать удовольствие, создавать то, что вы любите, изучать реальный мир, никогда не переставать учиться и не сравнивать себя с людьми, у которых за плечами годы или даже десятилетия опыта. Ещё я бы порекомендовал, если вы действительно хотите быстро совершенствоваться, постоянно искать обратную связь и критику. Не обижайтесь, когда вас критикуют; легко принять это на свой счёт, но в 90% случаев это делается, чтобы помочь вам улучшить своё мастерство. Почти для каждого художественного проекта, который я критиковал, другой человек находил то, чего я не замечал. Не вся критика хороша, поэтому важно получать отзывы от как можно большего числа людей. Наконец, я хочу упомянуть, что в отрасли сейчас трудные времена, и моё сердце с каждым, кто пострадал. Всем, кто ищет свою первую должность или только начинает свой путь в 3D, не стоит отчаиваться. Сосредоточьтесь на пути, продолжайте создавать искусство и напоминайте себе, почему вы выбрали эту карьеру. Почему я это делаю? Потому что мне это нравится.

Брендон Уолш, художник по окружению в 3D

Интервью проведено Эммой Коллинз