ААА-Пайплайн Стилизованных Персонажей, статья 1 из 4.

Что такое ААА-пайплайн для стилизованного персонажа

Вот что означает сокращение ААА-пайплайн:

— A lot of time (много времени);
— A lot of resources (много ресурсов);
— A lot of money (много денег).

Например, бюджет Grand Theft Auto V оценивается в $265 миллионов, разрабатывали ее 3 года, а трудились над ней более 1000 человек.

Чтобы моделить круто и в огромном количестве, появился ААА-пайплайн (pipeline в переводе с английского можно перевести как «конвейер»; дословный перевод «путепровод»).

Пайплайн — это цикл разработки 3D-моделей. Процесс начинается со скульптинга и заканчивается анимацией персонажа. Знание пайплайна упрощает процесс создания модели, потому что разбивает задачу на несколько частей. Все современные игровые студии работают по пайплайну.

Пайплайн — не просто набор механических действий. Если модель потеряет художественную часть — она будет выглядеть как кусок неживой материи, которую случайно сгенерировал компьютер. Высший пилотаж моделинга — когда у нас получилось передать эмоцию через модель. Эмоции привлекают внимание, рассказывают истории, именно ради них игроки приходят в игру.

В цикле статей о пайплайне мы пошагово разберем этапы создания персонажей: от понимания концепта до сложных технических моментов. А также расскажем, как сделать персонажа живым, чтобы он вызывал эмоции у игроков.


Какие есть этапы пайплайна

Вот основные этапы пайплайна стилизованных персонажей:

1. Скульпт;
2. Ретопология;
3. Развертка;
4. Запечка;
5. Текстуры;
6. Риг;
7. Анимация;
8. Сборка в игровом движке.

Золотое правила пайплайна — выполнять этапы последовательно. Если работаешь в студии — сначала делаешь первый этап и отправляешь его на проверку. Только если с ним все окей — можешь приступать к следующему. Работать одновременно над несколькими этапами — ошибка. Есть риск, что потом придется переделывать сначала.


Этап 1: Скульпт

Самая популярная программа для скульпта — ZBrush. Полигоны и вертексы в ZBrush такие плотные, что тянутся как цифровая глина. Из-за этого получается делать органические и плавные формы персонажа, как из пластилина.

Если ты не умеешь работать в ZBrush, то пройди наш бесплатный короткий курс Intro ZBrush. Тебе будет проще понять скульптинг, если будешь знать принцип работы в ZBrush.

Но перед тем как скульптить, нужно определиться со стилем и собрать референсы. Референсы — это отсылки на предметы или объекты из реальной жизни.

Если в 2 словах, то нам нужен концепт персонажа. В крупных проектах этим занимается концепт-художник. Его финальный концепт определяет стиль персонажа, который будет в игре.

Воспринимать концепт буквально и моделить один в один — самая частая ошибка моделлеров. Наша задача — реализовать идею концепта в 3D, а не сделать идеальную копирку. Например, если это броня — нужно проанализировать референсы, чтобы узнать как она устроена в реальной жизни.

Стилизация персонажа — это еще один инструмент, который помогает передать эмоции. Если хочешь круто замоделить персонажа — он должен вписываться в общий стиль проекта. Если сделать самого крутого в мире персонажа в стиле Киберпанк 2077, а у нас игра о средневековье — он туда не впишется. Потому, обязательно изучи стиль проекта и требования к персонажам.

Чтобы моделить персонажей было легче, скульпт делят на 4 рида. Четвертый рид относится к высокой детализации, поэтому мы его не рассматриваем.

Первый рид — базовая форма и силуэт
Второй рид — внутреннее наполнение и большие детали
Третий рид — маленькие детали и нюансы анатомии

Спустя эти 3 этапа наш персонаж выглядит вот так:

Вроде бы все круто, модель уже похожа на персонажа и не хватает только текстур и анимации.

Но есть нюанс с полигонами (многоугольниками) на которые делится модель. Давай посмотрим, сколько полигонов у нашей модели:

На нашей модели 7,2 миллиона полигонов. На все ААА-игры стоит ограничение по полигонам, а иначе модели будут перегружать движок. Среднее ограничение на проекте 20 000 — 80 000 полигонов, а у нас 7 миллионов.

Кроме этого, если мы закинем эту модель в программу для текстурирования, например Substance Painter — он ее даже не откроет.

А теперь посчитаем сколько получилось полигонов:

На прошлом этапе скульпта было 7 миллионами полигонов, а сейчас меньше 18 тысяч. Упрощенная модель у нас уже есть, так что можно идти дальше.

Этап 3: Развертка

Программы для текстурирования не могут наложить текстуру на 3D-модель, потому нам нужно развернуть модель и сделать ее 2D-версию.

Есть автоматические функции, которые делают развертку за нас. Но на сложных моделях такие развертки нужно регулировать, иначе будут артефакты на следующих этапах создания персонажа.

Развертка нашего персонажа выглядит вот так:

Развертку делаем только для легкой модели — lowpoly. На нее мы накладываем текстуры.


Этап 4: Запечка

Свет в компьютерной игре — математическая абстракция. Мы можем его симулировать как нам удобно или как лучше для модели. Этот лайфхак нам понадобится для переноса детализации со скульпта (highpoly) на легкую lowpoly модель. Делаем это при помощи карты неровностей Normal Map.

Давай замоделим детализированный куб, как на картинке:

А теперь замоделим простой куб без деталей:

В итоге у нас есть обычный куб и куб с деталями. Детали на кубе мы видим из-за того, как падает компьютерный свет на куб и выделяет неровности. Эта карта неровностей называется Normal Map. Если мы скопируем Normal Map куба с деталями и перенесем ее на lowpoly куб, то появится иллюзия высокой детализации на простом кубе (lowpoly). Но при этом количество полигонов не изменится, потому что детализация это всего лишь иллюзия падения света на модель.

То есть, на этапе запечки, мы переносим детализацию из высокополигональной модели (highpoly) на низкополигональную (lowpoly).

Так выглядит lowpoly модель персонажа до этапа запечки:

А вот что произойдет, когда мы запечем детализацию с highpoly на lowpoly:

В итоге мы получаем детализированную модель с маленьким количеством полигонов.


Этап 5: Текстуры

Substance Painter — популярная программа для текстурирования. На этом этапе мы просто красим модель. Перед тем как текстурировать, нужно настроить базовые материалы и маски.

Готовая модель нашего персонажа с текстурами выглядит вот так:

О текстурировании мы расскажем в отдельной статье про текстуры. А пока переходим к последним 2 этапам.


Этап 6: Риг и скининг

Риг — это невидимые цифровые кости. Без рига персонаж выглядит для программы просто как куча полигонов. Для анимации программе нужно понимать на что персонаж опирается. Привязка модели к ригу (скелету) называется скиннинг. Риг и скининг можно делать в любом большом 3D-редакторе. Вот так выглядит риг нашего персонажа:

А вот модель уже начинает двигаться:

Во многих студиях есть отдельные люди, которые занимаются только ригом. Но, моделлер тоже должен хотя-бы на базовом уровне понимать, что это такое.

Как только риг готов, можно создавать анимацию!


Этап 7: Анимация

Есть несколько самых распространенных видов анимации персонажей:

— Безделье (idle);
— Походка;
— Атака;
— Смерть.

Про анимации у нас будет отдельная большая статья, а сейчас мы просто показываем последовательность этапов.

Анимация — финальный этап пайплайна, но это еще не все. Дальше модель необходимо экспортировать в игровой движок.


Этап 8: Сборка в игровом движке

Теперь берем нашу модель и экспортируем в игровой движок.

Если хочешь сделать сочный скриншот модели для портфолио — лучше всего сделать это в игровом движке. Например, в Marmoset. Это как игровой движок, только проще, он разрабатывался специально для художников. Игру в нем не сделать, зато получится наделать крутых скринов.

Для скриншота нужно сделать следующее:

1. Создать сцену, закинуть в нее модель с текстурами;
2. Настроить материалы внутри программы;
3. Настроить освещение для сцены;
4. Можно добавить небольшие предметы окружения;
5. Сделать красивый рендер.

Готово! Вот так мы прошли весь пайплайн.