Микеланджело вцифре: моделирование
- Эволюция персонажа Так выглядят главные этапы работы над персонажем: высокополигональная модель (1), низкополигональная модель (2), низкополигональная модель с картой нормалей (3), модель в текстурах (4)
Компьютерную графику довольно часто именуют мастерством XXI века. Как раз на данный момент новые техвозможности разрешили ей максимально приблизиться к свободному творчеству без ограничений, подобно живописи либо скульптуре. И одновременно с этим как раз на данный момент данный вид мастерства очень дешёв любому желающему. В современной игровой индустрии процесс создания персонажа условно делится на шесть этапов.
В первую очередь создатель формулирует идею и собирает данные, которая окажет помощь реализовать ее визуально: фотографии, чертежи, рассказы очевидцев, сплетни и слухи. На базе взятой информации создается детальный концепт в виде эскизов и набросков. Третий этап — самый ответственный: создание высокополигональной трехмерной модели, либо скульптинг.
После этого виртуальная скульптура переводится в низкополигональную модель — как раз в таком упрощенном виде она сможет бегать по экрану среднестатистических домашних компьютеров. Рабочая модель наряжается в текстуры и карты нормалей и преобразовывается из пустотелого клетчатого привидения в осязаемого персонажа. На последней стадии отечественный храбрец анимируется и поселяется в игру.
Не следует пугаться множества особых терминов: любой этап мы разглядим детально.
От архивов к эскизам
В начале работы у живописца на руках имеется лишь краткое описание, отправленное из редакции: «Боевой робот-трансформер, трансформировавшийся из танка Т-34, в стилистике Второй мировой войны: потрепанный, зеленый, с красными звездами. Как это реализовать, какую подробность сделать руками, а какую ногами — творческая задача для живописца». Выяснив требуемую задачу, мы приступаем к поиску информации.
Прежде всего находим в сети фотографии и чертежи танка Т-34. Потом, дабы всецело воссоздать персонажа по заданному техзаданию, нам кроме этого понадобятся фотографии искореженного металла, изображения красной звезды той эры, рисунок гусениц и другие небольшие подробности. Израсходовав полчаса на поиск нужных картин, мы переходим к этапу концепт-арта.Эскизы смогут быть несложными и неотёсанными, смогут кроме того не иметь ничего общего с финальным продуктом, однако они крайне важны — наброски отражают идея на бумаге (либо экране монитора) и разрешают живописцу основательно все продумать в дизайне персонажа, перед тем как браться за «тяжелую артиллерию» в виде трехмерного моделирования.
На данный этап работы ушла всего пара-тройка часов, но, если бы была возможность, мы с наслаждением израсходовали бы на него намного больше времени. Не следует недооценивать важность набросков и концептов в рабочем ходе, поскольку как раз они дают заказчику и автору возможность осознать, как будет смотреться готовая модель, и сделать какие-то корректировки, пока еще не через чур поздно.
Виртуальное изваяние
Представьте себе, что на шинели красноармейца мы нарисовали множество точек приблизительно на равном расстоянии друг от друга. В случае если соединить каждую точку с соседними, полученные отрезки образуют на поверхности шинели множество треугольников. Такие треугольники именуются полигонами.
Как раз в виде полигонов и точек трехмерный объект живет в памяти компьютера. Разумеется, что чем больше полигонов в модели, тем больше ее изображение на экране будет похоже на собственный настоящий прототип и тем сложнее будет компьютеру вычислить и продемонстрировать пользователю сцену с ее участием.
Приступая к воплощению плана, 3D-живописец формирует высокополигональную модель, которая содержит несколько дюжина миллионов полигонов. Пошевелить столь детальную цифровую скульптуру не сможет кроме того самый замечательный домашний компьютер. Появляется резонный вопрос — для чего вкладывать столько сил в проработку всех подробностей до последнего винтика, в случае если позже все это придется нещадно оптимизировать?
Ответ несложен: программисты и художники обучились весьма реалистично обманывать глаз игрока, «запекая» данные о высокополигональной геометрии в простую двухмерную текстуру (собственного рода обои, каковые клеятся на модель). Ни одна маленькая деталька не пропадет бесплатно, исходя из этого на данном этапе живописец может предаться воодушевлению и творить персонажа во всей своей наготе, не думая о системных ресурсах и полигонах.
Отечественный храбрец появился в программы цифрового скульптинга Zbrush. Если сравнивать с ветеранами — программными монстрами наподобие Maya либо 3ds Max, чьи порядковые имена уже разменяли первый дюжина предположений, Zbrush — достаточно юный пакет. Но принято вычислять, что его выход ознаменовал негромкую революцию в 3D-графике.
Он разрешает в буквальном смысле ваять из трехмерного примитива (куба, цилиндра, сферы) каждые формы посредством планшета. Легко нажимая на перо посильнее либо не сильный, живописец, подобно скульптору, отсекает от виртуальной мраморной глыбы излишки материала. Около Zbrush кроме того сложился соответствующий сленг.
В то время, когда эксперты говорят «лепить» либо «пилить», речь заходит о разработке высокополигональной модели.
Итак, через пара часов напряженной работы перед нами законченная высокополигональная модель. В ней чуть больше 15 млн полигонов. На сегодня скульптинг — это самый долгий и трудоемкий этап работы над персонажем.
Любопытно, что еще недавно, во времена Quake 3 и Half-Life, этап разработки высокополигональной модели и вовсе отсутствовал. на данный момент же практически все храбрецы современных игр и компьютерных голливудских блокбастеров создаются как раз в Zbrush.
Все очень способное легко
Кроме того в самых современных играх в модели редко бывает больше 10−15 тысяч полигонов. Дабы вынудить модель смотреться лучше, чем она имеется в действительности, существует особая разработка. Именуется она normal mapping, и ее суть содержится в том, что посредством особой текстуры в геометрическую модель додают множество подробностей, которых у нее, фактически говоря, нет.
Эти текстуры именуются картами нормалей (normal maps), и для их создания именно и необходимы высокополигональные модели.
Чтобы выяснить, как трудится normal mapping, представим себе, как человеческий глаз приобретает данные об рельефе и объёме. Поверхности, расположенные под различным углом к источнику света, по-различному отражают его и отбрасывают тени. тень и Свет — вот те сигналы, каковые разрешают нам делать выводы о форме предметов.
Карта нормали — это те же обои с рисунком. Лишь цвет каждой точки отражает ее отклонение от нормали (как словно бы точка в собственности поверхности, находящейся под углом к полигону, на что натянута текстура) и особенные особенности отражения света. Рассчитывая освещение для данной точки, компьютер делает соответствующие поправки.
С позиций системных ресурсов это значительно несложнее, чем освещать миллионы полигонов.
Низкополигональная модель строится на базе высокополигональной, но наряду с этим основная задача живописца — как возможно правильнее передать главные формы модели, уложившись в твёрдые полигональные рамки. направляться не забывать, что о небольших подробностях позаботятся карты нормалей, а вот большую геометрию необходимо в обязательном порядке проработать на низкополигональной модели. На данный этап ушло в общем итоге восемь рабочих часов.
Костюмчик по меркам
Дабы «запечь» карту нормалей, пригодится две модели (высоко- и низкополигональная) и любой пакет трехмерного моделирования наподобие Autodesk 3ds Max, Maya либо Softimage XSI. Кроме этого необходимы на сегодня в работе с трехмерными моделями для игр карты диффуза (diffuse, рассеянный свет) и спекуляра (specular, отраженный свет). Диффуз определяет цвет тех либо иных элементов модели. Это в прямом смысле цветные обои с узорами.
Спекуляр определяет отражающие особенности поверхности и разрешает точно имитировать любой материал: к примеру, металл прекрасно отражает свет, а ткань либо кожа, наоборот, не бликуют. В действительности существует еще множество самых разных текстур, каковые употребляются не столь обширно: к примеру, glow несёт ответственность за «свечение» каких-либо элементов на текстуре персонажа — скажем, огоньков либо фар; opacity — за прозрачность. На отрисовку всех текстур было израсходовано приблизительно десять рабочих часов.
как следует снятая карта нормалей во многом помогла нам в работе над вторыми текстурами — она послужила разметкой для рисования «обоев» совершенно верно по нужным меркам. В ходе разработки карт диффуза и спекуляра употреблялись фототекстуры ржавчины и металла.
Вся работа над персонажем заняла около семь дней рабочего времени — это стандарт в современной индустрии игровой графики. Но, на этом жизнь трехмерного храбреца в большинстве случаев лишь начинается — в первых рядах его еще ожидает процедура обучения перемещениям (анимация) посредством записи и программирования перемещений живых актеров. Об оживлении 3D-персонажей мы поведаем в одном из следующих номеров.
Создатель — организатор конкурсов Dominance War и CGTalk.ru’MAGIC Next-Gen на территории СНГ
Николай Говако
Имя: Николай Говако
Возраст: 26 лет
Профессия: 3d-живописец
Успехи: серебро на интернациональном конкурсе Digital Apprentice Modeling Competition, особый приз в русском конкурсе CGTalk.ru Magic next-gen 2008
Жизненное кредо: не сдаваться
Опытный 3D-живописец, эксперт по созданию технически сложных объектов в 3D. Компьютерной графикой занимается около 4 лет, последний год — как раз персонажами (стартовал с конкурса Dominance War III). на данный момент деятельно трудится над несколькими проектами, а также играми и видео.
Настоящий фанат компьютерной графики, готов посвятить ей все силы, дабы достигнуть результатов. Задать вопрос Николаю возможно на его личном сайте crashmgn.com
Пошаговая инструкция
- Корпус Живописцы желали, дабы в модели усматривалось как возможно меньше параллелей с американскими либо японскими трансформерами и больше характерных советских линия
Голова Все наброски механического лица-шлема в конечном итоге были забракованы
На сбор информации, поиск чертежей и фотографий техники в качестве образцов уходит 2−3 часа работы
Кое-какие фрагменты фотографий смогут употребляться для геометрических подробностей либо текстур модели
Этап 2 Всего пара лет назад для игровых персонажей высокополигональные модели не использовались
Этап 3 Создание низкополигональной модели на базе высокополигональной занимает примерно восемь часов
Этап 4
Этап 4
Этап I. Cбор информации
Дабы воссоздать ту либо иную технику в виртуальном мире, живописцу нужно представить ее себе в деталях и мельчайших подробностях, соответственно — израсходовать много времени на изучение и сбор материалов по теме
Для работы был выбран вариант с гусеницами, обернутыми через плечо робота. Создавая его, авторы проводили параллели с внешним видом воинов Красной армии: на многих фотографиях той эры у воинов на плече видна свернутая шинель
Разработчики желали сделать робота как возможно лучше и человечнее, забрав за базу образ красноармейца
Этап 2. 3d — cкульптинг
Благодаря программе Zbrush сейчас создание высокополигональной модели прекратило напоминать черчение и превратилось скорее в живопись либо скульптуру. Небольшие подробности геометрии персонажа живописец выписывает посредством планшета. Чертится только несложная примитивная форма, собственного рода мраморная глыба. А после этого, посильнее либо не сильный нажимая на перо, живописец удаляет с заготовки лишний материал, придавая ей необходимые формы
Этап 3. Низкополигональная модель
Высокополигональная модель отечественного трансформера насчитывает более 15 млн полигонов. Кроме того самый современный игровой компьютер не может оживить столь сложную геометрию. Во всех современных играх на одного персонажа приходится всего 10−15 тысяч полигонов. Создавая низкополигональную модель, живописец принимает непростое ответ, какие конкретно подробности доверить картам нормали, а какие конкретно сохранить в виде настоящей геометрии
Этап 4. Наложение текстур
Карта нормалей создается машинально и может употребляться как ориентир при создании вторых текстур
Карта диффуза (1) определяет цвет тех либо иных частей модели. Карта спекуляра (2) несёт ответственность за блеск и блики поверхности. Карта нормалей (3) реалистично имитирует количество тех геометрических подробностей модели, каковые присутствуют в высокополигональной модели, но отсутствуют в низкополигональной
Создатель — организатор конкурсов Dominance War и CGTalk.ru’MAGIC Next-Gen на территории СНГ
Мастера сказок
Современные программные пакеты разрешают любому желающему попытаться собственные силы в разработке 3D-персонажа. Конкурс цифровой волшебстве и компьютерного мастерства CGTalk.ru’MAGIC Next-Gen объединил около себя юные таланты и умелых ветеранов, предложив поразмыслить, а как имели возможность бы смотреться, во что наряжались и чем бы занимались храбрецы отечественных сказок, живи они Сейчас. В опытной среде конкурс CGTalk признан хорошим методом заявить о себе на игровом рынке
Колобок
Особый приз в 3D-категории
Создатель: Николай Говако
«В юные годы Колобок пережил важную психотерапевтическую травму. Его родители — Дедушка с Бабкой — пробовали съесть его живьем»
Кощей бессмертный
1-е место в 3D-категории
Создатель: Александр Степанчиков
«Было любопытно пофантазировать на тему «внедрения» в современность как раз отрицательного персонажа русских сказок»
Модель для подражания
Созданная опытным живописцем модель персонажа из игры Warhammer Online от компании Electronic Arts
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№79, май 2009).
<
h4>