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Serie de Creación de Personajes para Videojuegos: Kila Capítulo 2 - Modelaje de Baja Resolución

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This post is part of a series called Game Character Creation Series: Kila.
Game Character Creation Series: Kila Chapter 1 – High Resolution Modeling
Game Character Creation Series: Kila Chapter 3 – UV Mapping

Spanish (Español) translation by Lourdes Lopez Jimenez (you can also view the original English article)

No pasará mucho tiempo antes de que las nuevas generaciones de consolas lleguen a nuestras salas de estar. Cada una vendrá con una promesa de más memoria, potencia de procesamiento superior y una multitud de otras características de "próxima generación".

Para los artistas de videojuegos esto puede parecer un sueño hecho realidad. Más potencia significa más polígonos, texturas de mayor calidad e ilimitadas posibilidades, ¿verdad? Desafortunadamente esto raramente es el caso, y ser económico será simplemente tan importante cuando trabajes en una Playstation 4, como en una Xbox 360 o incluso una consola portátil como la Nintendo DS.

En la segunda parte de la Serie de Creacion de Personajes para Videojuegos, tomarás el modelo de alta resolución de Kila que creaste en la primera parte, y la prepararás para ser integrada en el mundo del videojuego.

Empezaremos con optimizar completamente el modelo principal antes de explorar las técnicas para crear un personaje económico y apto para videojuegos, listo para sacar sus UVs y ser texturizado.


Archivos Adicionales:


1. Conoce Tus Límites

Tal y como hiciste las preparaciones antes de crear el modelo de alta resolución de Kila, necesitas asegurarte de que sabes exáctamente lo que se necesita de su versión real.

Esto va más alla del presupuesto estándar de polígonos y texturas, aunque estos sean muy importantes. Es una buena idea saber también qué papel jugará ella en el mundo del videojuego, cómo interactuará el jugador con ella y cómo ella, a su vez, interactuará con el mundo a su alrededor.

¿Necesitará ella hablar y mostrar emociones? Si es así, tendrás que considerar su topología facial asegurándote de que se deforma correctamente, permitiéndola conseguir diferentes expresiones. La deformación también acaba con cómo sus extremidades se doblan, sus brazos rotan y sus puños se contraen

Saber esto te dictará como construir estas áreas, y necesitarás cerciorarte de que dejas sitio a tu presupuesto para abastecer la geometría extra.

Para este personaje vas a tener un presupuesto de polígonos de alrededor de 10.000, pero con esto dicho, por qué no ver lo bajo que puedes llegar, y también conseguir que se vea genial.


2. Elimina y suaviza

Hay muchas maneras con las que puedes generar un modelo de baja resolución a partir de una versión inicial de alta resolución. La retopología, tal y como es conocida, no es nueva y lleva siendo parte del desarrollo de videojuegos muchos años.

Retopología normalmente implica dibujar nueva geometría sobre la superficie del modelo de alta resolución, literalmente pintar polígonos hasta que tengas una versión completa, mucho más económica y topológicamente sólida.

Los detalles de la superficie son entonces transferidos a este modelo en forma de textura, o incluso detalles de alta resolución trasladados sobre una malla más limpia.

Esta vez no vas a usar retopología para generar tu versión de Kila a tiempo real. Sé que es una sorpresa, pero quédate conmigo. Inicialmente usarás la versión de alta resolución, y la reducirás para conseguir el modelo que necesitas.

Suena como si fuera mucho trabajo, pero recuerda que tu prinicpal modelo fue construido usando Subdivisiones de Superficie, por lo que los modelos representantes son relativamente de baja resolución de todas formas.

  • Abre tu modelo orginal de Kila creado en la primera parte.
  • Primero necesitas eliminar todo lo que esté reflejado o duplicado.
  • Luego quita áreas como las costuras en sus pantalones, o cualquier geometría cercana a la superficie. Éstas no son necesarias en la malla base y se añadirán después al modelo a traves de mapas normales. No tiene sentido intentar añadirlos usando polígonos, ya que incrementará la cantidad de éstos, y causará problemas cuando ella cambie de posición.
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  • Una vez lo hayas eliminado todo, simplemente necesitas añadir una operación de Alisar cada elemento. Porque la versión inicial de Kila es un modelo con Subdivisión de Superficies, añadirle un simple Alisado suavizará el modelo representante lo suficiente como para encajar con la silueta de su versión superior, manteniendo aún la cantidad de polígonos relativamente baja.
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  • Zonas como el torso de Kila, y posiblemente su camiseta, son prácticamente simétricas así que no tengas miedo de eliminar la mitad. Esto reducirá la cantidad de trabajo que necesitas hacer, y una vez que una de las mitades haya sido rehecha siempre puedes reflejarla después.
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3. Optimización Global

Lo que estás viendo ahora es un modelo de resolución semi-alta que está lejos de tu límite de polígonos real, pero es un gran lugar para comenzar.

Ahora es el momento de meterse de lleno y empezar a cortar.

Ya que estos modelos fueron suavizados, verás que hay bucles de aristas que obviamente se pueden quitar ya, y mientras trabajas empezarás a notar áreas que necesitan más atención que otras.

Una vez el torso ha sido optimizado, por ejemplo, los brazos se verán descompensados, y también las piernas. Cuanto más trabajes, más lo notarás. Simplemente ten en mente que esta primera pasada tiene la intención de ser una reducción global en la cantidad de polígonos, así que no te preocupes sobre la deformación, topología super límpia o la silueta del modelo todavía.

Deberías enfocarte en quitar cualquier geometría Sin Usar u Oculta, pero ¿qué queremos decir con Sin Usar u Oculta?

  • Geometría Sin Usar es cualquiera que no contribuye a como se ve el modelo, o como se deforma. Por lo que una zona que es plana pero tiene divisiones es excelente para su reducción ya que cada división no mejora la apariencia del modelo. Eso es así a menos que ayude a deformarse.
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  • Geometría Oculta es lo que su nombre sugiere, es cualquiera que está escondida o no vista por el jugador. Además de la geometría obvia, en la que nos enfocaremos en más detalle luego, también quita todo polígono que sea muy pequeño.

Con estas reglas en mente, enfoquémonos en la mano primero.

La mano va a ser una de las principales áreas que puedes optimizar. Inicialmente almacena mucha geometría para darte los detalles que necesitas en cada dedo, y alisarla ha incrementado su cantidad simplemente mediante la adición de bucles de arista extra.

  • Trabaja en cada dedo eliminando cualquier bucle de arista y anillo de arista excesivo.
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  • Se puede decir lo mismo en la cabeza, particularmente la oreja, boca y nariz. Estos eran inicialmente bastante detallados, así que nos podemos permitir eliminar aquí un montón de topología. Ten cuidado de no ir demasiado lejos y quitar en exceso, mantén las zonas alrededor de los ojos tan curvas como sea posible.
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  • Continúa alrededor del torso quitando ahora cualquier geometría que creas que no es necesaria. De nuevo, no te preocupes demasiado con el flujo de las aristas todavía, estás tras una reducción global dejándote con menos geometría con la que trabajar, pero suficiente sobre la que trabajar si lo necesitas.
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4. Shrink Wrap

Dije antes que no ibamos a usar retopología en este tutorial, pero hay otras herramientas que puedes emplear para ayudarte mientras trabajas.

Para áreas simples como los brazos y las piernas, donde en esta etapa no necesitas preocuparte por una gran cantidad de detalle. Siempre puedes intentar crearlo desde cero y remodelar para que encaje con el modelo de alta resolución.

Sin embargo, para hacer tu vida más fácil, puedes ir más allá y usar la herramienta Shrink Wrap, que puede ser encontrada en la mayoría de las principales aplicaciones, para conseguir una forma exacta.

  • Crea un cilindro con una cantidad de polígonos relativamente baja y posiciónalo de forma que quede fuera de una de las piernas de Kila.
  • Aplica Shrink Wrap, diciéndole a la aplicación que use el cilindro para envolver el modelo base.
  • Lo que te queda no es solo un modelo limpio, si no uno que también encaja exáctamente con la forma de la pierna y es perfecta para mapeo normal.
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Ahora, la pierna aun tiene pocos polígonos y si miras la silueta verás que algunos de los principales pliegues y arrugas ya no están. Esto no es un problema ya que estamos en una buena posición con este modelo, y podemos crear algunos de los grandes detalles de nuevo si tenemos hueco en nuestro presupuesto.

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5. Elimina Geometría Oculta

Una vez hayas completado el primer pase de optimización, necesitas mover tu atención a la geometría que está esencialmente oculta. Esto incluye partes del torso cubiertas por su ropa, así como la parte superior de sus zapatos escondidos bajo sus pantalones vaqueros.

A menos que estés usando dinámica de tejido, zonas como estas nunca serán vistas. Superponer geometría también causará problemas cuando se le ponga esqueleto a tu personaje, y como se ve en el motor del videojuego.

Cuando se unen a las articulaciones los polígonos pueden chocar, así como cuando el personaje se inclina y se mueve, la geometría de debajo será empujada a través de la superficie. Un problema similar puede aparecer en el juego, cuando el personaje se mueve de la cámara y el motor se confunda con cómo el polígono debe ser ordenado, y no sabe cual está al frente y cual detrás.

En resumen, es mejor eliminarlos y mantener tu modelo "de una sola pieza" cuanto sea posible.

Enfócate en el torso y su camiseta inicialmente.

  • Elimina toda la geometría que está tras los polígonos de la camiseta. Aquí puedes ser bastante brutal, y no te preocupes si algunos polígonos salen fuera de la camiseta y dejan un agujero.
  • Con estos eliminados ahora puedes combinar los modelos del torso y la camiseta.
  • Ahora sigue trabajando alrededor de las aristas de la camiseta, uniendo los dos elementos. Puedes hacerlo creando nueva geometría, uniendo vértices existentes o rellenando huecos, siempre y cuando te quedes con un modelo simple y contínuo.
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  • Ahora puedes repetir el proceso con los vaqueros y las zapatillas de deporte. Quitando la geometría oculta de cada uno antes de unirlos de nuevo, haciéndolos contínuos.
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Deberías estar viendo una versión optimizada de Kila, que también es de una sola pieza y lista para el siguiente paso.

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6. Testea la Superficie

A esta altura puede que pienses que has llegado al final del tutorial. Tienes un modelo de baja resolución que está optimizado y no tiene geometría que se entrecruce.

Incluso cuando esto es técnicamente verdad, es importante testar la superficie del modelo y hacer mejoras y ajustes, no solo para mejorar la topología, pero tambien para sacar el máximo provecho de los mapas normales.

Si la optimización ha ido muy lejos, el mapa normal no se ajustará correctamente o puede resultar en defectos en la superficie. Por otro lado, aplicar ahora un rápido mapa normal puede señalar las zonas que pueden ser reducidas aun más, y rebajar más valiosos polígonos que no son necesarios.

Otra área clave que comprobar son los bordes de tu modelo. Si optas por mantener la camiseta y el torso separados, como haremos, el mapa normal u otra textura pueden interferir entre las UV shells y causar mayores problemas cuando tratas de pintar las texturas.

Primero vas a generar un rápido mapa normal. No te preocupes por pasar tiempo trabajando en un buen UV layout, esto puede venir más tarde. Por ahora solo queremos previsualizar como se verá el mapa normal.

  • Selecciona cada elemento y usa Mapeo Automático para conseguir algunas UVs de ellos. Ni siquiera compruebes el editor de UV ya que estas UVs son desechables.
  • Usa los modelos de alta resolución para conseguir un rápido mapa normal de cada versión de baja resolución y mira como se ven.

Obviamente puede no ser de inmediato, pero mira la malla, particularmente alrededor de las áreas donde diferentes objetos se sobreponen. En este caso enfócate donde la camiseta se une al torso bajo su axila.

Veras que porque los polígonos no siguen exáctamente la arista de la camiseta, acabas con una zona más oscura donde no había originalmente geometría que construir, lo que significa que esos píxeles pueden estar en otra UV shell.

Si tu plan es tener la camiseta y el torso en una sola UV shell entonces esto no tiene por que ser un problema, pero intenta mantener las áreas clave como esta separadas cuando la textura las hace más fáciles para trabajar.

  • Trabaja alarededor de las uniones añadiendo ahora vértices y aristas extra para mantener cada elemento dentro de su propia zona.
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Comprobar las uniones no es la única razón para crear un mapa normal de prueba, es bueno también usar uno para guiarte mientras esculpes más detalles. Puedes ver esto si luego le echas un vistazo a los vaqueros.

  • El modelo inicial es bastante plano y sin detalle, por lo que empieza creando un rápido mapa normal de prueba. Esto mejora enormemente la visión general del modelo, pero ahora que lo tenemos, podemos llevar las cosas un paso más allá.
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  • Usa el mapa normal como guía para mejorar el modelo, crea y corta más pliegues y arrugas, además de la correa alrededor de su muslo.
  • Puesto que estás editando la superficie del modelo, necesitarás regenerar el mapa normal para mantenerte actualizado, pero es un trabajo rápido de dos segundos y significa que estás trabajando de forma precisa y correcta.

Continúa esto sobre el resto del modelo repitiendo el mismo procedimiento

  1. Aplica Automatic UV Mapping para darte un rápido UV layout.
  2. Genera una vista previa del mapa normal, por lo que puedes comprobar los detalles de la superficie del modelo.
  3. Usa el mapa normal para guiar los ajustes y mejoras del modelo.
  4. Regenera el mapa normal y revisa el modelo de nuevo hasta que estés dispuesto a seguir adelante.
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7. Suaviza la Silueta

Mira al modelo, incluso si se enciende por defecto la iluminación de la ventana de visualización tiene sus ventajas, pero a veces necesitas encender las luces para ver donde necesita más atención el modelo.

La silueta de un modelo, si se descuida, puede realmente hacer que tu personaje parezca a mucha más baja resolución de lo que realmente es. Las curvas angulares y las dentadas no pueden ocultarse con un mapa normal ya que no cambia físicamente la superficie del modelo, por lo que necesitas ocuparte de esto a mano.

Apagar las luces de la ventana de visualización te permitirá enfocarte en el contorno del modelo mientras lo rotas, y haces esos bordes marcados más obvios mientras que también muestras las áreas que puedan ser igualmente demasiado planas.

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  • Empieza con la parte superior del cuerpo e inicialmente céntrate más en las zonas curvas como sus pechos y hombros. Ya que estos son curvos, resaltarán la cantidad limitada de polígonos usada actualmente en su construcción.
  • No apliques simplemente un suavizado a la superficie y  añade globalmente divisiones en estas áreas. Si puedes, sopesa donde són más necesitados los polígonos y añádelos con moderación, mientras que también mueves alrededor del torso para verla desde todos los ángulos.
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  • Si luego bajas hasta las piernas, la silueta puede ser mejorada de una forma ligéramente diferente aquí, y en cierto sentido probablemente ya hayas hecho parte de este trabajo antes.
  • No hay grandes secciones curvas, así que esta vez concéntrate en mejorar la silueta a través de los pliegues, arrugas y la forma general de sus muslos.
  • Hiciste esto previamente con la ayuda del mapa normal, pero esta vez estás trabajando ciegamente en cierto modo ya que estás ignorando la textura y enfocándote en el contorno del modelo. Así que, por ejemplo, si los pliegues son muy angulares puedes añadir un bucle de arista extra para suavizarlos.
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8. Comprueba la Deformación

Has pasado mucho tiempo trabajando en como se ve el modelo, pero ahora es el momento de echar un vistazo a como se deformará.

La deformación del modelo es exactamente eso. Una vez la malla esté influenciada por las articulaciones, o incluso blendshapes, se deformará, girará y estirará para conseguir diferentes posturas y expresiones. Si el modelo no está preparado para esto se deformará malamente, rompiendo la ilusión de vida y arruinando todo tu trabajo.

Si una rodilla o un dedo no tienen la topología correcta se colapsará en si mismo mientras se dobla, o la curva exterior se volverá angular. Algo por lo que hemos pasado tiempo tratando de evitar.

Haciendo que zonas se doblen correctamente no es siempre el caso de poner unos cuantos bucles de arista extra y confiar en que salga bien, especiamente si tienes restricción de polígonos. La figura de abajo demuestra una selección de modelos, cada uno ilustrando como topología dispuesta de forma diferente puede beneficiar a un modelo a medida que se dobla, mientras que también conserva su forma en general.

Estos funcionaron bien en zonas como los dedos o rodillas que solo tienen un punto de pivote.

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  • Toma estos ejemplos y aplícalos en la mano de tu modelo, asegurando que los dedos se deformarán correctamente y a la misma vez permitiéndote eliminar alguna topología inútil.
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  • Esta disposición también se puede llevar a cabo en las rodillas, codos y muchas otras áreas del modelo y si no estás seguro, no tengas miedo de añadir unas cuantas articulaciones y pruébalas mientras trabajas.

Vamos a pasar al resto del cuerpo a continuación y en particular su cara.

Por ahora la topología actual no permitirá buenas expresiones faciales, simplemente porque a medida que los polígonos se estiran y encogen los bucles de aristas se moveran de forma impredecible y causarán errores en la superficie y mala deformación.

Idealmente, quieres que tus bucles de aristas sigan grupos musculares naturales, y esto se aplica al resto del cuerpo también.

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Tratar de seguir el flujo natural de tus músculos significará, a medida que tu personaje con pocos polígonos se mueve y deforma, los polígonos tambien imitarán el movimiento de los músculos moviéndose bajo la piel.

Ahora, no estoy diciendo que conseguirás una simulación de músculos exacta y realista, pero tomarse un tiempo en añadirlo ayudará cuando Kila sea animada luego.

En la figura de debajo puedes ver como este enfoque puede ser añadido en la geometría de la cara, pero no tengas miedo de seguir esto a través de todo el modelo.

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9. Ajustes Finales del Modelo

Ahora estás en el obstáculo final y tu versión de Kila en tiempo real está casi completa. Has pasado tiempo reduciendo, optimizando, comprobando y refinando la superficie del modelo y todas las áreas importantes han sido atendidas también.

Como último paso, es una buena idea tener una revisión final del modelo en general, y en particular refiriéndonos de nuevo a las reglas que declaramos en el Paso 03, y cambia tu enfoque de nuevo en remover todos esos polígonos Sin Usar y Ocultos además de asegurarte de que la topología esté tan ordenada como pueda ser.

¡No puedo subrayar lo suficiente la importancia de la topología ordenada!

Siéntete libre también de seguir generando mapas normales de prueba mientras trabajas para asegurarte de que el modelo es el mejor, más limpio y más optimizado que puede ser. Y no te olvides tambien de seguir estos pasos para generar su cinturón, pelo y otros accesorios.

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Hemos llegado al final de la Segunda parte de la Serie de Creación de Personajes para Videojuegos, y ahora tienes ambas versiones, alta y baja resolución. En la Tercera Parte tomaremos la baja resolución y la prepararemos para ser texturizada mediante la aplicación de un conjunto completo de UVs y organización de sus texturas, mientras que también exportamos algunos mapas clave para prepararnos para la pintura.

Por ahora continúa puliendo, ajustando y revisando tus modelos para que estén listos.

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