Создание завораживающего и кинематографичного персонажа в реальном времени с помощью ZBrush и Unreal Engine 5

Введение

Меня зовут Лена Холмфридардоттир, я художник по персонажам, живу в Копенгагене. С ранних лет меня привлекала работа с персонажами, и я начала посещать уроки рисования с натуры и изучать анатомию, чтобы лучше понимать, как оживлять персонажей. Сначала я исследовала анимацию, но обнаружила, что меня больше привлекает создание самих персонажей и работа над их внешним видом и ощущениями.

Позже я получила степень в области компьютерной графики и в итоге перешла в игровую разработку, привлечённая коллаборативным характером долгосрочных проектов и балансом между художественным выражением и техническими ограничениями. За последние несколько лет я работала над визуальными эффектами и играми, внося свой вклад в готовые проекты, а моя последняя работа была сосредоточена на стилизованных персонажах.

«Lyoba» — это личный проект, в котором я хотела исследовать более реалистичное направление, взяв 2D-концепцию и переведя её в кинематографичного персонажа, который будет смотреться в реальном времени. Целью было сохранить верность оригинальному дизайну, одновременно обосновав его правдоподобной анатомией, материалами и освещением. Этот объект был создан во время курса Şefki Ibrahim «Создание гиперреалистичных персонажей в UE5».

Концепция и вдохновение

«Lyoba» основана на поразительной концепции Iyoba 2077 от Kkaburi, которая переосмысливает королеву-мать Бенинского королевства в условиях киберпанка. Меня привлёк контраст традиционной африканской королевской иконографии и футуристической эстетики. Моей главной целью была «Точность перевода»: обеспечение того, чтобы пропорции, поза и царственное присутствие 2D-арта сохранились при переходе в высокоточное 3D-пространство.

Важность референсов

Для «Lyoba» сбор референсов был многоэтапным процессом. Я не просто искала общее вдохновение. Я разбила свои референсы на конкретные категории:

• Анатомия и сходство: лица из реального мира с аналогичной структурой костей и происхождением, чтобы обосновать скульптуру в реальности.
• Материал: фотографии золота и изношенных металлов для изучения зеркального распада.
• Уход за волосами: ссылки на афро-волосы, с акцентом на объём, распад и вариативность локонов.

Я использовала PureRef, чтобы всё было организовано на втором мониторе. Тренировка глаза, чтобы распознавать тонкие вариации в реальном мире, так же важна, как и освоение инструментов.

Моделирование и метачеловеческий конвейер

• Скульптура: я начала в ZBrush, сосредоточившись на передаче сходства и анатомии концепции.
• Обёртка: чтобы сделать персонажа готовым к производству, я обернула базовую сетку MetaHuman Creator вокруг своей пользовательской скульптуры. Это обеспечивает высококачественную UV-развёртку и немедленную совместимость лицевой оснастки, сохраняя мои оригинальные формы.
• Костюм и аксессуары: наряд был создан в Marvelous Designer для придания естественного веса и складок ткани. После симуляции я усовершенствовала формы в ZBrush. Ретипология в Maya была выполнена аккуратно и дружелюбно к анимации, с приоритетом деформации в ключевых областях. Для золотых элементов я сосредоточилась на чистом моделировании Sub-D, чтобы обеспечить резкие, реалистичные блики.

Уход за волосами: создание афро

Афро-волосы в реальном времени — это задача по созданию объёма, силуэта и контролируемой случайности. Я создала причёску в Maya XGen как единую причёску, при этом общая форма была определена на раннем этапе, а вариативность была введена процедурно с помощью модификаторов. Локоны были в основном сформированы в модификаторе Clump, который позволил мне установить основную структуру и направление волос, сохраняя при этом целостный силуэт.

Чтобы внести больше естественной вариативности, я добавила модификатор Coil, добавив вторичный распад и тонкую неравномерность узору локонов. Это помогло избежать повторений и придало волосам более органичный вид. Наконец, я использовала серию модификаторов Noise для создания эффекта выбившихся и пушистых волос. Эти мелкие детали были важны для того, чтобы разрушить CG-вид и смягчить общий вид. Причёска была экспортирована как Alembic strands и импортирована в UE5.6 как Groom Asset, что позволило добиться реалистичного взаимодействия со светом и физикой.

Текстурирование и трюк с «микро-влажностью»

Для головы я использовал текстуру MetaHuman в качестве чистой основы, затем настроил её в Substance 3D Painter, добавив метки на лице и тоновые вариации. Детальность кожи: я интегрировал данные смещения TexturingXYZ VFace, чтобы добавить детализацию микропор и разбить поверхность на более тонком уровне.

В Unreal Engine я дополнительно усовершенствовал внешний вид, используя шейдер кожи MetaHuman, настроив несколько доступных параметров материала, чтобы лучше контролировать реакцию под поверхностью, вариацию шероховатости и общее разрушение кожи. Ключевым выводом из курса Шефки было использование инвертированной карты кривизны для управления влажностью.

В материале кожи MetaHuman я включил переключатель «Использовать влажность» и замаскировал долины пор. Настройка этого параметра в экземпляре материала позволила мне имитировать натуральные кожные масла, придавая поверхности едва заметное «дышащее» качество и избегая чрезмерно сухого, пластикового вида, часто встречающегося у персонажей в реальном времени.

Освещение и рендеринг в UE5.6

Моя цель — чистая достоверность в реальном времени, достижение кинематографического результата полностью в пределах вида Unreal Engine 5.6. Я не использовал Path Tracer для окончательных рендеров. То, что вы видите, появляется в режиме Lit в реальном времени. Материалы были сначала созданы в нейтральной среде с использованием базовой трёхточечной схемы освещения, прежде чем перейти к более кинематографическому сценарию освещения.

Аппаратная трассировка лучей использовалась для отражений и теней, чтобы повысить реализм, оставаясь в пределах ограничений реального времени. Окончательные рендеры были получены с помощью очереди рендеринга фильмов Unreal Engine. Такой подход требует точности. Не полагаясь на офлайн-рендеринг, необходимо тщательно сбалансировать параметры Roughness, Specular и Subsurface Scattering. Если это работает в окне предварительного просмотра, это будет работать и в игре.

Заключение

Одной из самых больших проблем была разработка причёски, достижение мягкости в афро-волосах, не делая их чрезмерно «хрустящими». Это требовало тщательного балансирования плотности, комков и реакции материала с постоянными итерациями в движке. Другой проблемой был отклик шейдера на отражающих поверхностях, особенно на стёклах. Небольшие корректировки параметров Roughness и интенсивности отражения сильно влияли на убедительность, требуя многократных проходов, чтобы они оставались незаметными.

Более техническая проблема возникла из-за настройки глаз MetaHuman. Поскольку в глазах используются многослойные сетки, включая оболочку влажности, даже незначительные геометрические правки могут вызвать отсечение при переносе в MetaHuman Creator.

Мой совет: переходите в движок раньше, чем вы думаете. Многие проблемы, особенно с волосами и шейдерами, проявляются только при реальном освещении. Ранние итерации в Unreal Engine приводят к лучшим решениям и меньшей доработке. Также изучите материалы реального мира на микроуровне. Тонкие вариации часто отличают то, что выглядит хорошо, от того, что кажется реальным.

Техническое резюме:

Программное обеспечение: ZBrush, Maya, Marvelous Designer, Substance 3D Painter, Unreal Engine 5.6, MetaHuman, XGen, Wrap и TexturingXYZ.

Последние мысли:

Этот проект предоставил возможность углубиться в реалистичную работу с персонажами и лучше понять, как различные элементы, такие как причёска, материалы и освещение, объединяются в реальном времени. Видеть, как всё складывается воедино прямо в окне предварительного просмотра, было особенно приятным моментом.

Лена Холмфридардоттир, художник по персонажам

Интервью проведено Глорией Левин