Серия создания игровых персонажей: Kila Chapter 2 - Моделирование в низком разрешении

() translation by (you can also view the original English article)

Это не займет много времени, прежде чем следующее поколение консолей приземлится в наших гостиных. Каждый из них обещает больше памяти, превосходную вычислительную мощность и множество других функций «следующего поколения».

Для разработчиков игр это может показаться мечтой. Больше мощности означает больше полигонов, большие страницы текстур и безграничные возможности, верно? К сожалению, это редко встречается, и экономичность будет столь же важна при работе на Playstation 4, как и на Xbox 360 или даже на менее мощном портативном устройстве, таком как Nintendo DS.

Во второй части серии «Создание игровых персонажей» вы возьмете модель Кила с высоким разрешением, созданную в первой части, и подготовите ее к интеграции в игровой мир.

Мы начнем с полной оптимизации основной модели, а затем рассмотрим методы создания экономичного и дружественного к игре персонажа, готового к ультрафиолетовой обработке и текстурированию.

Дополнительные файлы:

1. Знай свои пределы

Точно так же, как вы готовились до того, как создали версию Kila с высоким разрешением, теперь вам нужно убедиться, что вы точно знаете, что нужно из ее версии в реальном времени.

Это идет дальше, чем стандартный полигон и бюджет текстуры, хотя это очень важно. Полезно также знать, какую роль она будет играть в игровом мире, как игрок будет взаимодействовать с ней и как она, в свою очередь, будет взаимодействовать с окружающим миром.

Нужно ли ей говорить и эмоции? Если это так, вам придется рассмотреть ее топологию лица, чтобы убедиться, что она правильно деформируется, что позволяет ей достигать различных выражений. Деформация также следует за тем, как ее конечности сгибаются, руки вращаются, а кулаки сжимаются.

Знание этого будет диктовать, как вы будете строить эти области, и вам нужно будет убедиться, что вы оставляете место в своем бюджете для удовлетворения дополнительной геометрии.

Для этого персонажа у вас будет многоугольник с бюджетом около 10000 полигонов, но, учитывая сказанное, почему бы не увидеть, как низко вы можете пойти, а также заставить ее выглядеть великолепно.

2. Удалить и Гладкая

Существует много способов создания модели с более низким разрешением из исходной версии с более высоким разрешением. Ретопология, как известно, не нова и является частью разработки игр на протяжении многих лет.

Ретопология обычно включает рисование новой геометрии поверх модели с более высоким разрешением, буквальное рисование полигонов, пока у вас не появится полная, гораздо более экономичная и топологически обоснованная версия.

Детали поверхности затем передаются на эту модель в виде текстуры, или детали с более высоким разрешением перемещаются на более чистую базовую сетку.

На этот раз вы не собираетесь использовать ретопологию для создания своей версии Kila в реальном времени. Я знаю, что это шокер, но держись за меня. Сначала вы будете использовать версию с высоким разрешением и уменьшите ее, чтобы получить модель, которая вам нужна.

Похоже, что это может быть много работы, но помните, что ваша основная модель была построена с использованием Subdivision Surfaces, поэтому прокси-модели в любом случае имеют относительно низкое разрешение.

Откройте свою оригинальную модель Kila, созданную в первой части.
Сначала вам нужно удалить все, что зеркально отражено или дублировано.
Затем удалите области, такие как швы на ее джинсах или любую геометрию, близкую к поверхности. Они не нужны в базовой сетке и будут добавлены обратно в модель через карты нормалей. Нет смысла пытаться добавить их в полигоны, так как это увеличит количество полигонов и вызовет проблемы при деформации.

Как только вы удалите все, вам просто нужно добавить одну операцию Smooth для каждого элемента. Поскольку первоначальная версия Kila представляет собой модель Subdivision Surfaces, выпекание одной Smooth сглаживает модель прокси-сервера в достаточной степени, чтобы соответствовать силуэту более высокой версии, но при этом количество ее полигонов остается относительно низким.

Такие области, как туловище Киллы и, возможно, ее рубашка, в значительной степени симметричны, поэтому не бойтесь удалять половину. Это уменьшит объем работы, которую вам нужно сделать, и после того, как одна половина будет переработана, вы всегда можете отразить ее позже.

3. Глобальная оптимизация

Сейчас вы смотрите на модель с высоким разрешением, которая далеко не соответствует фактическому пределу полигонов, но это отличное место для начала.

Пришло время погрузиться и начать рубить.

Поскольку эти модели были сглажены, вы обнаружите, что есть очевидные граничные петли, которые можно сразу удалить, и во время работы вы начнете замечать области, которые требуют большего внимания по сравнению с другими.

Например, после оптимизации туловища руки будут казаться неуравновешенными, как и ноги. Чем больше вы работаете, тем больше вы заметите. Просто имейте в виду, что этот первый проход подразумевает глобальное сокращение количества полигонов, так что пока не беспокойтесь о деформации, сверхчистой топологии или силуэте моделей.

Вы должны убедиться, что сосредоточены на удалении любой Неиспользуемой или Невидимой геометрии, но что мы подразумеваем под Неиспользованной или Невидимой?

Неиспользуемая геометрия - это все, что не влияет на то, как выглядит модель или как она деформируется. Таким образом, область, которая является плоской, но имеет подразделения, является главной для сокращения, поскольку каждое разделение не улучшает внешний вид модели. Это, если это не помогает это деформировать.

Невидимая геометрия, как следует из названия, это все, что скрыто или не замечено игроком. Помимо очевидной геометрии, на которой мы остановимся более подробно позже, также удалите все многоугольники, которые слишком малы.

Учитывая эти правила, давайте сначала сосредоточимся на руке.

Эта рука станет одной из основных областей, которые вы можете оптимизировать. Первоначально он содержал много геометрии, чтобы дать вам детали, которые вам нужны в каждой цифре, а сглаживание просто увеличило эту величину, просто добавив дополнительные контуры ребер.

Продвигайтесь вверх по каждой цифре, удаляя излишние петли и кольца.

То же самое можно сказать о голове, особенно ухе, рте и носу. Изначально они были довольно подробными, поэтому мы можем позволить себе удалить здесь немного топологии. Будьте осторожны, не заходите слишком далеко и не удаляйте слишком много, держите области вокруг глаз как можно более изогнутыми.

Продолжайте движение вокруг туловища, удаляя любую геометрию, которая вам не нужна. Опять же, пока не слишком беспокоитесь о потоке краев, вы после глобального сокращения оставляете вам меньше геометрии для работы, но достаточно для работы, если вам нужно.

4. термоусадочная пленка

Ранее я говорил, что мы не будем использовать ретопологию для этого урока, но есть и другие инструменты, которые вы можете использовать для работы.

Для простых областей, таких как руки и ноги, где на этом этапе вам не нужно беспокоиться об огромном количестве деталей. Вы всегда можете попробовать построить с нуля и изменить форму, чтобы соответствовать модели высокого разрешения.

Чтобы сделать вашу жизнь проще, вы можете пойти дальше и использовать инструмент Shrink Wrap, который можно найти в большинстве основных приложений, чтобы получить точную форму.

Создайте относительно низкий многоугольный цилиндр и расположите его так, чтобы он находился снаружи одной из ног Килы.
Примените термоусадочную пленку, указав приложение, которое вы используете для намотки цилиндра на базовую модель.
То, что вам осталось, это не только чистая модель, но и модель, которая точно соответствует форме ноги и идеально подходит для нормального картирования.

Теперь нога все еще довольно низкополигональная, и если вы посмотрите на силуэт, вы увидите, что некоторые из основных складок и складок отсутствуют. Это не проблема, так как мы находимся в хорошей позиции с этой моделью и можем встроить некоторые более крупные детали обратно, если у нас есть место в нашем бюджете.

5. Удалить скрытую геометрию

После того, как вы завершили первый проход оптимизации, вам нужно обратить свое внимание на геометрию, которая по существу скрыта. Это включает в себя части туловища, покрытые ее одеждой, а также верхнюю часть ее туфель, незаметно заправленную под джинсы.

Если вы не используете динамику ткани, такие области никогда не будут видны. Наложение геометрии также вызовет проблемы, когда ваш персонаж подстроен, и это видно из игрового движка.

При взвешивании на соединения полигоны могут сталкиваться, так как персонаж изгибается и двигается, геометрия под ним будет проталкиваться сквозь поверхность. Подобная проблема возникнет в игре, когда персонаж отходит от камеры, а движок запутывается в том, как должны быть отсортированы полигоны, и не знает, что находится впереди, а что позади.

Короче говоря, лучше всего снимать их и держать вашу модель «однокожей», где это возможно.

Сосредоточиться на туловище и ее рубашке изначально.

Удалите всю геометрию, которая находится под полигонами рубашки. Вы можете быть довольно жестоким здесь, и не волнуйтесь, если несколько полигонов сидят вне рубашки и оставляют дыру.
Со снятыми вы теперь можете комбинировать модели торса и рубашки.
Теперь обойдите края рубашки, сварив вместе два элемента. Вы можете сделать это, создав новую геометрию, сварив существующие вершины или заполнив отверстия, если у вас остается одна бесшовная модель.

Теперь вы можете повторить процесс с джинсами и кроссовками. Удаляя скрытую геометрию от каждого, прежде чем снова соединить их, сделайте их бесшовными.

Теперь вы должны посмотреть на оптимизированную версию Kila, которая также имеет однократный дизайн и готова к следующему этапу.

6. Поверхностные испытания

На этом этапе вы можете подумать, что вы подошли к концу урока. У вас есть модель с низким разрешением, которая оптимизирована и не имеет пересекающейся геометрии.

Несмотря на то, что это технически верно, важно протестировать поверхность модели и внести улучшения и корректировки, не только для улучшения топологии, но и для получения максимальной отдачи от ваших карт нормалей.

Если оптимизация зашла слишком далеко, карта нормалей запечет неправильно или может привести к появлению поверхностных артефактов. С другой стороны, применение быстрой и грязной карты нормалей теперь может выделить области, которые можно легко уменьшить в дальнейшем, сбрасывая больше драгоценных полигонов, которые не нужны.

Еще одной ключевой областью для проверки являются швы вашей модели. Если вы решите держать рубашку и торс отдельно, как мы это сделаем, карта нормалей или другие страницы текстур могут просочиться между УФ-оболочками и вызвать серьезные проблемы при попытке нарисовать текстуры.

Сначала вы создадите быструю карту нормалей. Не беспокойтесь о том, чтобы тратить время на работу с красивой ультрафиолетовой раскладкой, это может произойти позже. На данный момент нам нужен только предварительный просмотр того, как будет выглядеть карта нормалей.

Выберите каждый элемент и используйте автоматическое сопоставление, чтобы добавить на них несколько ультрафиолетовых лучей. Даже не проверяйте УФ-редактор, так как эти УФ-расходуемы.
Используйте модели с высоким разрешением, чтобы быстро создать карту нормалей для каждой версии с низким разрешением и посмотреть, как они выглядят.

Это может быть не сразу очевидно, но посмотрите на каркас, особенно вокруг областей, где разные объекты перекрываются. В этом случае сосредоточьтесь на том, где рубашка встречается с торсом под ее подмышкой.

Вы увидите, что из-за того, что многоугольники не следуют точно за краем рубашки, у вас остается более темная область, в которой не было геометрии для первоначального прокаливания, что будет означать, что эти пиксели могут оказаться в другой оболочке UV.

Если ваш план состоит в том, чтобы рубашка и торс представляли собой единую ультрафиолетовую оболочку, то это может не быть проблемой, но старайтесь держать такие ключевые области отдельно при текстурировании, чтобы с ними было легче работать.

Обходите швы, добавляя дополнительные вершины и ребра, чтобы каждый элемент оставался внутри своей оболочки.

Проверка швов - не единственная причина для создания тестовой карты нормалей, также полезно использовать ее, чтобы помочь вам получить более подробную информацию. Вы можете увидеть это, если в следующий раз взгляните на джинсы.

Первоначальная модель довольно плоская и без деталей, поэтому начните с быстрой проверки карты нормалей. Это значительно улучшает общий вид модели, но теперь, когда она у нас есть, мы можем сделать еще один шаг вперед.

Используйте карту нормалей в качестве руководства для улучшения модели, наращивания и раскроя большего количества складок и деталей сгиба, а также ремня вокруг ее бедра.
Поскольку вы редактируете поверхность моделей, вам нужно будет восстановить карту нормалей, чтобы оставаться в курсе, но это быстрая двухсекундная работа, и вы работаете точно и правильно.

Продолжите это сейчас вокруг остальной части модели, повторяя ту же самую процедуру -

Примените Автоматическое УФ-картирование, чтобы получить быстрый УФ-макет.
Создайте карту нормалей для предварительного просмотра, чтобы вы могли проверить детали поверхности модели.
Используйте карту нормалей, чтобы направлять корректировки и улучшения модели.
Восстановите карту нормалей и пересмотрите модель снова, пока вы не будете рады двигаться дальше.

7. Смягчить силуэт

Глядя на модель, даже если освещение по умолчанию в окне просмотра имеет свои очевидные преимущества, но иногда вам нужно выключить свет, чтобы увидеть, где модель требует наибольшего внимания.

Силуэт модели, если им пренебречь, может фактически заставить вашего персонажа казаться гораздо более низким разрешением, чем она есть на самом деле. Зубчатые, угловые кривые нельзя скрыть с помощью карты нормалей, поскольку она физически не меняет поверхность модели, поэтому вам нужно следить за ними вручную.

Отключение подсветки области просмотра позволит вам сфокусироваться на контуре модели при вращении вокруг нее и сделать эти резкие края более заметными, а также отобразить области, которые также могут быть слишком плоскими.

Начните с верхней части тела и сосредоточьтесь больше на изогнутых областях, таких как грудь и плечи. Поскольку они изогнуты, они будут выделять ограниченное количество полигонов, используемых в настоящее время в их конструкции.
Не просто наносите сглаживание на поверхность и глобально добавляйте деления в этих областях. Если вы можете, подумайте, где полигоны нужны больше всего, и экономно добавляйте их, одновременно перемещаясь по туловищу, пока вы работаете, чтобы рассмотреть ее со всех сторон.

Если вы перейдете к ногам дальше, силуэт может быть улучшен здесь немного по-другому, и в некоторых отношениях вы, вероятно, проделали часть этой работы ранее.
Здесь нет больших изогнутых секций, поэтому на этот раз сосредоточьте внимание на усилении силуэта за счет складок, складок и общей формы ее бедер.
Ранее вы делали это с помощью карты нормалей, но на этот раз вы работаете вслепую, игнорируя текстуры и сосредотачиваясь на контуре модели. Так, например, если сгибы слишком угловатые, вы можете добавить дополнительный контур края, чтобы смягчить их.

8. Проверьте Деформацию

Вы потратили много времени, работая над тем, как выглядит модель, но теперь пришло время взглянуть на то, как она деформируется.

Модель деформации именно такова. Как только на сетку влияют соединения или даже смешанные формы, она будет сгибаться, скручиваться и растягиваться для достижения разных поз и выражений. Если модель не подготовлена к этому, она будет плохо деформироваться, разрушая иллюзию жизни и разрушая всю вашу тяжелую работу.

Если колено или палец не имеют правильной топологии, они сжимаются при изгибе, или внешняя кривая становится угловой. Что-то, что мы просто потратили время, пытаясь избежать.

Правильное изгибание областей не всегда означает добавление нескольких дополнительных краевых петель и надежда на лучшее, особенно если вы ограничены полигонами. На рисунке ниже показан выбор моделей, каждая из которых иллюстрирует, как различные схемы топологии могут принести пользу модели при ее изгибе, сохраняя при этом ее общую форму.

Они хорошо работают в таких областях, как пальцы или колени, которые имеют только одну точку поворота.

Возьмите эти примеры сейчас и примените их к модели вашей руки, гарантируя, что пальцы будут правильно деформироваться и в то же время позволяя вам удалить некоторые из избыточной геометрии.

Эту настройку также можно перенести на колени, локти и многие другие области модели, и если вы совсем не уверены, не бойтесь добавлять несколько суставов и проверять их во время работы.

Давайте перейдем к остальной части тела, в частности к ее лицу.

В настоящее время текущая топология не позволит получить хорошие выражения лица просто потому, что по мере растягивания и сдавливания многоугольников краевые петли будут непредсказуемо двигаться и вызывать поверхностные ошибки и плохую деформацию.

В идеале вы хотите, чтобы ваши краевые петли повторяли естественные группы мышц, и это относится и к остальной части тела.

Попытка следовать естественному потоку ваших мышц будет означать, что когда ваш низкополигональный персонаж двигается и деформируется, полигоны также будут имитировать движение мышц, движущихся под кожей.

Сейчас я не говорю, что вы получите точную и реалистичную симуляцию мышц, но если вы потратите время, чтобы добавить это, то это поможет, так как Кила будет анимирована позже.

На рисунке ниже вы можете увидеть, как этот подход может быть добавлен в геометрию лица, но не бойтесь следовать этому на протяжении всей модели.

9. Окончательная корректировка модели

Теперь вы находитесь на последнем этапе, и ваша версия Kila в реальном времени почти завершена. Вы потратили время на сокращение, оптимизацию, проверку и уточнение поверхности модели, а также на все важные области.

В качестве последнего шага хорошей идеей будет сделать окончательный обзор модели в целом и, в частности, вернуться к правилам, изложенным на шаге 03, и перенести акцент обратно на отрыв этих неиспользованных и невидимых полигонов, как а также обеспечение того, чтобы топология была настолько аккуратной, насколько это возможно.

Я не могу не подчеркнуть важность правильной топологии!

Не стесняйтесь также генерировать тестовые карты нормалей, пока вы работаете, чтобы убедиться, что модель самая лучшая, самая чистая и максимально оптимизированная. И не забудьте также выполнить эти шаги, чтобы создать ее пояс, волосы и другие аксессуары.

Мы подошли к концу второй части серии «Создание игровых персонажей», и теперь у вас есть версия Kila с высоким и низким разрешением. В третьей части мы возьмем более низкую итерацию и подготовим ее к текстурированию, применив полный набор ультрафиолетовых лучей и разместив ее страницы текстуры, а также экспортируем несколько ключевых карт, чтобы подготовить нас к рисованию.

А пока продолжайте полировать, корректировать и переделывать ваши модели, чтобы они были готовы к работе.