Создание стилизованных 3D-моделей космического корабля «Артемида II» в технике ручной живописи

Введение

Здравствуйте, меня зовут Зайнеб Альджумаяат, и я 3D-художник, специализирующийся на раскрашенных вручную текстурах, стилизованных окружениях и реквизите. В детстве мне нравилось создавать глиняные и войлочные скульптуры, но также я увлекалась видеоиграми и анимацией и хотела найти способ объединить эти две вещи. Я решила поступить в школу искусств моей мечты — Школу дизайна Род-Айленда, и поступила!

Во время учёбы в RISD у меня было много возможностей для экспериментов, и именно там я обнаружила, что могу объединить свою любовь к традиционному искусству и цифровому миру, создавая 3D-модели, раскрашенные вручную. Я училась в RISD по специальности «иллюстрация», и в рамках этой специальности особое внимание уделялось изучению и приоритету традиционной живописи, рисования и теории цвета, прежде чем погружаться в цифровое.

Я очень благодарна, что нас учили именно так, потому что возможность изучить основы позволила мне применить эти бесценные навыки в своей цифровой работе. Когда я поступила на третий курс в RISD, я обнаружила своё увлечение созданием стилизованных миров и окружений. Цвета и красота живописи говорили со мной больше, чем любое другое искусство. С тех пор я начала экспериментировать и создавать небольшие диорамы, вдохновлённые разными мирами, которые хотела создать.

Когда на третьем курсе начался сезон стажировок, я решила подать заявку на стажировку в области 3D-арта окружения в Riot Games. В то время я не думала, что у меня есть навыки для стажировки в Riot, но мои замечательные друзья подтолкнули меня всё равно подать заявку. Я была в шоке, но также и в восторге, когда получила электронное письмо о том, что меня рассматривают для стажировки, и после нескольких собеседований я получила эту роль!

Во время работы там у меня была возможность поработать с некоторыми из самых удивительных художников в отрасли, и именно там я научилась работе и глубже исследовать область ручной росписи. На третьем курсе в RISD сотрудники команды NASA Orion Communications посетили RISD в поисках иллюстраторов и 3D-художников. Я решила встретиться с ними, и они сказали, что моя работа идеально подойдёт для проекта по созданию базы данных стилизованных моделей космического корабля Artemis II.

У NASA было много изображений космического корабля через реалистичную анимацию и рендеринг. Они хотели модели, которые можно было бы использовать, чтобы рассказать о запуске Artemis II младшей аудитории. Я была в восторге от возможности создать работу для NASA и научиться новым навыкам в другой отрасли. Вот мой пост на ArtStation для более подробного описания процесса создания 3D-моделей.

Космический корабль NASA Artemis II

Помимо использования этих моделей для рассказа о запуске Artemis II, команда также хотела, чтобы эти модели были встроены в PowerPoint, чтобы команды по всему NASA могли использовать их внутри для презентаций и графики. Из-за этого мне пришлось оптимизировать модели, чтобы обеспечить их корректное отображение в PPT.

Вначале команда предоставила мне сложные CAD-модели космического корабля и всех его частей. Я провела много недель, либо перестраивая топологию, либо переделывая космический корабль, потому что CAD-модели имели очень неорганизованную топологию и очень высокое количество полигонов. На изображении ниже у меня есть несколько примеров того, как топология CAD-моделей выглядела до и после ремоделирования или перестроения топологии.

Удивительная вещь в работе стажёром в NASA — это экскурсии по Космическому центру Джонсона и всем макетам и симуляциям на объекте. Я фотографировала всё, что мне разрешалось документировать, будь то крупные планы того, как панели собирались вместе, типы используемых металлов или даже ржавчина, скопившаяся на металле.

Наблюдение за текстурами всего было ключевым для понимания того, как я буду изображать космический корабль. Большая часть работы художника по текстурам — это изучение того, как материалы меняют цвет под разными углами или как свет падает на одни области и не попадает на другие. Даже когда я гуляла по Хьюстону, я фотографировала металлические столбы или пожарные гидранты, всё, что напоминало мне о материальности космического корабля.

Большинство ссылок, которые я использую при работе над проектом, — это фотографии реального мира или сканы. Это был урок, который мне преподал один из моих профессоров в RISD. Вдохновение от других художников может быть очень вдохновляющим, но оно не должно быть вашим основным ориентиром. Изучение мира и документирование его сложности — лучший ориентир.

Единственный раз, когда я смотрела на работы других людей, это было, когда я пыталась понять, как добиться определённой цветовой палитры, как кто-то добился определённого мазка кисти или нарисовал эту мелкую деталь. Ниже приведены некоторые изображения, которые я собрала из базы данных NASA или фотографии, которые я сделала во время экскурсий.

Производственный конвейер

При работе над этими моделями основными программами, которые я использовала, были Blender, Substance 3D Painter и Photoshop. Я использовала Blender для моделирования, перестроения топологии и анимации. Я использовала Substance 3D Painter для текстурирования, а Photoshop — для очистки текстур. Моей любимой частью космического корабля был модуль экипажа. Мне нравилось раскрашивать все цвета и оттенки на металле и экспериментировать со светом.

Рисование освещения недооценено, потому что многие полагаются на внешний источник света, но возможность рисовать его напрямую приносит огромное удовлетворение и способствует улучшению понимания того, как свет влияет на разные материалы. Ниже представлено изображение того, как я постепенно создавал текстуры для достижения окончательной модели.

Самым сложным аспектом этого проекта была подготовка моделей и их анимаций для PowerPoint. У 3D-просмотщика PowerPoint ещё есть долгий путь впереди, поэтому мне пришлось обойти множество ограничений. Например, PPT не мог работать с тяжёлыми текстурами или моделями, поэтому мне пришлось всё сильно оптимизировать. Ещё одной проблемой было то, что мне пришлось изменить код PPT, чтобы отображать модели только с диффузной текстурой без встроенного освещения, потому что освещение полностью меняло внешний вид моделей.

Кроме того, PowerPoint не мог отображать анимации, если они не были настроены с помощью костной структуры. Я не был знаком с этим процессом, поэтому мне пришлось научиться риггингу, весовому раскрашиванию и анимации костей. Это потребовало много проб и ошибок, потому что мне пришлось протестировать несколько методов внедрения анимации в PowerPoint, пока я не нашёл это решение. Ниже представлена анимация, которую я создал в Blender с использованием риггированных костей:

Проект занял больше времени, чем я планировал, что обычно бывает при работе с 3D. В основном это было связано с тем, что я впервые пробовал много вещей, таких как работа с CAD-моделями, оптимизация для PowerPoint и попытка найти баланс между эстетикой ручной росписи и соблюдением стиля и языка дизайна NASA.

При этом некоторые способы, которыми я пытался сэкономить время, включали переделку многих деталей, потому что это было на самом деле более эффективно по времени по сравнению с их ретопологизацией. Другие способы экономии времени включали использование множества генераторов и масок в Substance 3D Painter, чтобы помочь мне создать достойную основу перед ручной росписью.

Ретопология и текстурирование

Большая часть оптимизации, проделанной с этими моделями, заключалась либо в ручной ретопологии, уменьшении количества полигонов, либо в переделке и создании более простых версий моделей. После того как я оптимизировал каждую реквизит, я также потратил некоторое время на проработку языка форм моделей. Один из уроков, который я усвоил в Riot, заключается в том, что следует избегать углов в 90 градусов и прямых линий, поэтому я добавлял несколько петлевых разрезов здесь и там, чтобы сгладить края или выдвинуть грань.

Это делает модель более интересной и придаёт ей вид ручной работы. На рисунке ниже я указал области, где я немного изменил топологию, чтобы придать ей более интересную форму. После этого я развернул все реквизиты и получил в общей сложности 6 UV-карт, по одной для каждой части космического корабля (система аварийного запуска, модуль экипажа, служебный модуль, промежуточная криогенная ступень, космическая система запуска и декали/мелкие детали).

Язык дизайна NASA очень лаконичен, но в то же время сложен, и моя цель состояла в том, чтобы сохранить раскрашенную вручную красочную эстетику, одновременно соблюдая видение NASA. Некоторые из способов, с помощью которых я смог этого достичь, заключались в том, чтобы начать с тусклой основы и расставить приоритеты по значениям. Один из уроков, который я усвоил в Riot, заключается в том, что 80% процесса текстурирования — это значения. Много раз в процессе я делал паузу, делал снимок экрана и смотрел, как выглядит моя текстура в чёрно-белом цвете.

Я делал акцент на том, чтобы боковые стороны были темнее, а передняя часть — намного ярче, чтобы модели выглядели более объёмными. Я думаю, что мой самый большой «секрет» текстурирования заключается в том, что там, где должна быть тень, нужно делать её больше, чем вы думаете, и сохранять общее значение детали темнее, чем вы думаете в начале. Когда вы начинаете добавлять более светлые оттенки и освещение на более тёмную основу, это будет выглядеть гораздо ярче. При этом всегда держите общий цвет и значения в средних диапазонах.

Слишком тёмный или слишком светлый тон обычно является одной из самых больших ошибок. На рисунке ниже я указал, что большинство моих важных значений находятся в красной области. Обычно я делал бы ещё менее ярким и тёмным, но поскольку модуль экипажа изготовлен из очень тёмного отражающего металла, я сделал немного темнее и ярче в светах и тенях.

Установив свои значения, я нарисовал много слоёв цветовых сдвигов, не слишком преувеличивая цвета и добавляя всплески цвета только там, где я хотел, чтобы взгляд зрителей остановился. Это был баланс между драматическим изображением как можно большего количества деталей при сохранении целостности и читабельности даже в небольшом масштабе.

Ещё один совет, который я использую при работе в Substance 3D Painter, чтобы упростить процесс, — я всегда создаю ID-карту в Blender (присваивая определённый цвет всем материалам в реквизите). Я использую ID-карту в Substance 3D Painter, чтобы применить любой эффект, который я использую, только к этому цвету. Так намного быстрее и проще!

Освещение

Самое замечательное в ручной росписи то, что все детали нарисованы, включая освещение, металличность, шероховатость и т. д. Единственная постобработка, которую я добавил, — это небольшая насыщенность и контрастность.

Заключение

Основной этап проекта занял около 3 месяцев и включал в себя моделирование, развёртывание и базовую покраску. Многие детализированные покраски и финальный рендеринг я выполнил параллельно, работая над другими проектами осенью, когда я был в NASA.

Некоторые из основных трудностей, с которыми я столкнулся в рамках этого проекта, были связаны с прохождением процесса без особого наставничества.

Поскольку никто другой не специализировался на создании оптимизированных вручную нарисованных реквизитов, мне пришлось самостоятельно преодолеть множество препятствий. Несколько раз я получал разрешение показать свою работу предыдущим профессорам или наставникам, которые были открыты для того, чтобы дать мне критику и обратную связь. Эти моменты были решающими, потому что, я считаю, на каком бы этапе ни находился художник, критика необходима для постоянного совершенствования и обучения.

Самые важные уроки, которые я извлёк во время этого проекта, были связаны с подготовкой, моделированием и оптимизацией, которые необходимы для создания реквизитов, поскольку это занимает больше времени, чем текстурирование, и иногда может быть обескураживающе, когда на ранних этапах всё выглядит не так, как ты хочешь.

Однако эти шаги необходимы для достижения прекрасных результатов в конце. Терпение в процессе чрезвычайно важно, особенно когда всё может усложниться. Как только трудная часть заканчивается, всё складывается воедино, и ты понимаешь, что это того стоило!

Зайнэб Альджумаяат, художник по окружению в 3D

Интервью проведено Эмбер Резерфорд