Что такое hard surface
Советы по Hard-Surface текстурированию и запеканию
В этой статье Victor Kam подробно расскажет нам о текстурировании hard-surface ассетов, инструментах для запекания, умных материалах и детализации.
Введение
Меня зовут Виктор Кам, я родился и вырос в Ванкувере, Канада. Большую часть своего детства я играл в Нинтендо, смотрел мультики и читал комиксы. В 90-ые я состоял в небольшой художественной группе, которая создавала ANSII-арт, который стал моим первым цифровым артом.
Впервые я познакомился с 3Д, когда мой отец показал мне Autocad (он работал инженером). Вскоре, я выбрал 3ds Max, как свой основной 3д пакет и он до сих таким и остаётся. Сейчас я работаю лидом над одним неанонсированным проектом в Blackbird Interactive.
Я уже 15-лет работаю в игровой индустрии, а также около 2-х лет я работал преподавателем. Некоторые заслуживающие внимания, проекты над которыми я работал: серия игр Need For Speed Underground, Sleeping Dogs и Homeworld: Deserts of Kharak. В дополнение ко всему этому, я также работал над несколькими портативными тайтлами для PSP и Nintendo DS, так что опыт у меня весьма разнообразный.
Что же касается личных проектов, то для них я сейчас использую Blender 2.8 и я хочу встроить его сильнее в мой привычный пайплайн. Мне кажется, что Blender даёт мне больше творческой свободы в плане моделирования. Когда я не занимаюсь моделированием, то я делаю наброски поз и заново изучаю основы.
Ещё одна проблема — это являются ли материалы концепции PBR. С рассветом отсканированных материалов и преднастроенных базовых материалов, PBR совместимые текстуры больше не являются проблемой, только если вы не работаете со стилизованной графикой. Лично я считаю, что для начала лучше всего использовать дефолтные значения и править их лишь тогда, когда вам необходимо достичь определённой цели.
Запекание
Существует множество решений для запекания текстур. Есть MightyBake, Knald, Substance, Marmoset Toolbag, все они платные. А есть бесплатные – Xnormal и Handplane Baker.
Из-за того, что все мои ассеты проходят через Substance Painter перед тем, как попасть в игровой движок, то я предпочитаю запекать карты внутри Substance Painter. Хотя лично мне Marmoset Toolbag кажется гораздо более простым и лёгким в плане получения достойного результата с минимумом лишних телодвижений.
До появления всех этих специализированных программ, художникам приходилось разбивать свои модели, чтобы убирать все перекрывающиеся артефакты. Сейчас эта проблема решена “match by name” запеканием в Substance Painter, тогда как в Marmoset это называется Baking Groups. Если их сравнивать, то лично мне “match by name” кажется немного более хлопотным в настройке, так как требует от вас давать каждой части уникальное название. Например, у меня был случай вовремя кранча – я не мог корректно запечь карты, потому что у меня была пропущена одна буква в имени. Тогда как в Marmoset, ты просто кидаешь все части, которые хочешь запечь в одну папку.
Если вы hard surface художник, то знаете какую головную боль доставляют перекошенные запечённые карты, но в Marmoset есть возможность, рисовать skewmaps, что позволяет их легко исправлять.
Если же у вас слишком много перекосов, то иногда я использую для их исправления технику от Nick Quackenbush – вы используете Substance Designer, запекаете усреднённую (averaged) и не усреднённую (non-averaged) карты нормалей, запускаете их через node preset, а затем смешиваете их на основе UV island. Результат не будет идеальным, но позволит вам гораздо быстрее их исправить.
Самое хорошее в Marmoset Toolbag, это то, что всё в нём визуально, а не просто набор значений с слайдерами. Вы можете видеть, как высоко или низко находится ваш вьюпорт, вы даже можете видеть cage, если правильно его настроите. Это очень сильно облегчает понимание, того, что происходит с вашими запечёнными картами и позволяет легко их исправлять. Суммируя всё это, если вы новичок в запекании карт нормалей, то я рекомендую вам использовать Marmoset Toolbag. Он отлично подходит, для изучения процесса запекания, так как всё в нём очень наглядно.
Подводя итог – если ваш пайплайн включает в себя Substance Painter для создания текстур, то перед тем как включить запечённые в другом ПО текстуры в Substance Painter, вам их придётся импортировать в него. Это может создать излишние проблемы, когда вы работаете в большой команде и у вас могут возникнуть проблемы с контролем источников. Это лишь добавит дополнительный уровень файлового менеджмента в ваш пайплайн, чего я всегда стараюсь избегать. По этой причине, я стараюсь делать как можно более идеальные запечённые карты нормалей внутри самого Substance Painter и использовать сторонние программы только в случае крайней нужды.
Умные Материалы используй по-умному.
Смарт материалы великолепны, но людям необходимо понимать, что они хороши не только для создания грязи или эффектов износа. Они также могут полезны как шаблоны, чтобы поддерживать цельность между ассетами в крупных проектах. Например, если вы работаете не деструктивным методом, посредством fill layer и масок, то вы можете сохранять смарт материалы с пустыми масками и использовать их как шаблон внутри вашей команды. Всё что художнику нужно будет сделать, когда он начнёт работать с ассетом, это установить смарт материал на свою модель и рисовать по маскам, совершенно не беспокоясь о сохранности текстуры. Для тех, кто работает в команде и использует файлы Photoshop, то я уверен что вы знакомы с проблемой “Layer 281”, когда только один человек во всей студии знает, что этот слой на самом деле делает.
Для тех, кто хочет заняться процедурным текстурированием всерьёз я бы порекомендовал, не только использовать смарт материалы, но и использовать дополнительные запечённые карты, для создания различных эффектов. Например, вы можете использовать карту толщины (Thickness map), чтобы создать эффект свечения от нагретых элементов, который очень круто подходит для внешних частей двигателей. А из-за того карта толщины, использует запечённую карту, то вы сможете сохранить её для использования в будущем.
Hard surface художники, любят штамповку, поэтому у меня всегда есть смарт материал с слоями высоты, который использует якорные точки, чтобы процедурно управлять значениями неровности, основанными на значениях высоты. Чтобы сохранить всё в не деструктивном стиле, не используйте якорную точку только на paint layers, вместо этого, поместите её поверх папки вашей группы слоев в качестве passthrough layer. Таким образом вы сможете передать информацию в папку, находящуюся выше по иерархии.
Я люблю добавлять много цвета в BaseColor. Это конечно не соответствует PBR стандарту, но мне нравится, как сильно это помогает улучшить цвет в моих персональных работах. Это очень похоже на запечённый свет в Substance Painter, но это более олдскульный метод – использовать запечённые карты с gradient ramp поверх. У вас могут получиться весьма необычные результаты с этим методом.
Одеваем ассеты
Перед тем как решить какие материалы мне нужны, я обычно смотрю свой ассет в чистых значениях как обрубовку. Вы можете сделать это в Photoshop или использовать flat materials в вашем 3Д редакторе. Каждое значение может иметь небольшой оттенок. Я также могу использовать их как value map для своих основных цветов, чтобы сделать всё немного более интересным.
Когда я работаю над штампованными деталями, то обычно стараюсь оставаться на краях границ и делать наиболее насыщенные штамповкой области точками интереса. В данном случае это будет область с антенной. Пока я прорабатываю её, я также размещаю декали, чтобы подчеркнуть высоту штамповки и само собой стараюсь сделать всё это подчинённым определённой логике. Верите вы или нет, но я многому научился из классов по созданию ювелирных украшений, особенно тому, что нужно вести глаз зрителя по украшению. У вас должны быть спокойные области, где не происходит ничего интересного, и области, насыщенные деталями, которые привлекают внимание и вызывают интерес. Вы даже можете намеренно сделать неожиданные поворот в своём дизайне, чтобы привлечь зрителя, я, к примеру выставил адронный коллайдер на этом корабле на его переднюю часть.
Когда дело касается царапин и эффектов износа, то я придерживаюсь правила «делай аккуратно». Это значит вдумчиво размещать эти эффекты, они должны быть аккуратны и не спорить с главным центром внимания. Чтобы понять эту концепцию, лучше всего изучать реальные материалы, вы сможете легко найти металлические детали с эффектом износа, если выгляните наружу. =)
Ассеты для Продакшана vs Персональных Работ
Настоящим испытанием может стать создание материалов крутого ассета для продакшана, который предполагается использовать в своём личном портфолио, потому что на художника всегда действуют ограничения платформы. Мы как художники, всегда хотим, чтобы наши материалы выглядели как можно более круто, но обычно нам мешают технологические ограничения и время. Первым шагом на пути создания крутого ассета является понимание того как он будет использоваться в игре? Как близко с ним будет взаимодействовать игрок? Когда вам известны ограничения, то внутри них уже можно начинать действовать. Как только вы их узнали, будьте дружелюбны к техническим художникам и старайтесь вырабатывать решения, которые пойдут на благо всей команды!
Hard-Surface моделирование и советы по материалам
Tomi Väisänen рассказывает о своих подходах к моделированию и текстурированию сложных механизмов и техники.
Перевод статьи с портала 80 level
Введение
Здравствуйте! Меня зовут Томи Вяйсянен, я 32-летний 3D-художник из Финляндии, живу в Хельсинки и в настоящее время работаю в Wargaming. За плечами семилетний опыт работы в отрасли над различными проектами – маркетинг промышленной робототехники, финская реклама, концепт-арты для различных зарубежных фильмов, работа в Ubisoft Redlynx.
Могу поспорить, что вы слышали одну и ту же историю несколько раз: ребенок играл в видеоигры и все время рисовал и т.д. Не будем останавливаться на этом. Все как у всех.
После обязательной годичной военной службы я поступил в Военную академию. А еще решил попробовать себя в художественной школе и посмотреть, пригоден ли я для гражданской жизни. В итоге я пошел в Институт дизайна Лахти и изучал мультимедийную отрасль. После трех лет обучения у меня была работа на полную ставку. Но школу дизайна я так и не закончил, так как считаю, что это бесполезно. В области 3D мало полезного образования. Я в основном самоучка в этом вопросе.
Стиль
Я всегда был очарован сложной и чрезмерно детализированной графикой. Еще в детстве я любил рисовать смехотворно детализированные изображения, что бы это ни было. Я мог легко потратить часы, просто чтобы убедиться, что я доволен мельчайшими подробностями. Это, конечно, напрямую отразилось на моем 3D-моделировании, потому что фреймворк уже готов. В связи с этим мой стиль как бы естественен. Конечно, он развивался годами, и я думаю, что в настоящее время я могу легко сосредоточиться на более важных вещах, таких как силуэты и макеты, а не просто вдаваться в детали.
Как начинается проект?
Обычно я начинаю с того, что делаю блокинг в 3ds Max, используя стандартные примитивы просто для расположения простых форм и размеров. После быстрого блокинка я могу сделать черновой оверпеинт в Photoshop на основе принтскрина. Если же я достаточно уверен для того, чтобы продолжить в 3D, оверпеинт не всегда требуется. Это очень черновой процесс.
Перед тем как нарисовать любой многоугольник или мазок я воображаю эту картинку или дизайн. Я редко начинаю делать что-то случайное, всегда стараюсь визуализировать идею в своих мыслях. Мне легче пару раз обдумать эту идею, прежде чем приступить к ней. Это может звучать странно, и, возможно, это так и сеть, но у меня есть постоянное желание знать, что я делаю, иначе я теряюсь.
Подходы к моделированию машин
Безусловно, самая большая хитрость в создании сложного механизма и машин в 3D заключается в том, чтобы понять: как переходят друг в друга формы, где детали, какая структура поддерживает что-то, где вес, какие соединения представлены и т. д. Я ни в коем случае не инженер, но я все еще хочу, чтобы иллюзия была правильной.
Хороший способ работы с hard-surface проектами – проанализировать, как собирается модель и как ее можно разобрать. Когда я делал маркетинговые видеоролики и печатные издания для компаний, производящих промышленных роботов, я довольно много узнал о том, как эти машины работают в реальной жизни.
В моделировании я более или менее перешел к CAD-моделированию на основе булевых операций. Когда вы думаете о геометрии с самого начала, это засоряет ваш мозг. В начале я делаю акцент на дизайне и, если необходимо, то позже делаю ретопологию. Что касается методов моделирования, я думаю, что в моем рабочем процессе нет ничего особенного, никаких причудливых сценариев или инструментов, просто стандартная грубая сила. Я всегда начинаю с блокинга и по ходу делаю уточнения.
Подход к материалам
Мой самый страшный секрет – я абсолютно ненавижу UV-мэппинг и запекание. Я стараюсь избегать этого любой ценой. Конечно, в случае с игровым артом это необходимо. Но когда я делаю свои персональные работы, то стараюсь “срезать углы”, избегать всего не креативного и просто сосредотачиваюсь на дизайне и искусстве. В 90%-х случаев я использую процедурное текстурирование с тайловыми текстурами и трипланарным мэппингом. У меня есть огромная библиотека самодельных процедурных гранжевых масок, различных текстур шумов, пресетов материалов. И мне всегда нравится немного экспериментировать, пробуя новые способы. Если трипланарный мэппинг вызывает некоторые ошибки в текстурировании, я просто перекрашиваю в Photoshop.
Даже если я постоянно слежу за референсами из реального мира, то все равно не так стремлюсь к достижению фотореалистичных результатов. Я просто чувствую, если результат «достаточно близок».
При рендеринге металлов следует думать о процессе «послойно». Есть нижний слой с блестящей металлической основой со всеми отметками, оставленными от производства. Далее идет слой краски со всеми повреждениями и деталями. Маскинг этого материала с помощью оклюжена создает впечатление износа. И, наконец, есть все остальное: ржавчина, вытекшее масло, грязь, собранная в углах и т.д. Большую часть времени я делаю эти слои также при помощи процедурного маскинга. Иногда необходимо выполнять работу вручную. Вертексная покраска – все еще действенный инструмент!
Правдоподобный hard-surface дизайн
Когда дело доходит до механического дизайна, мы обычно можем довольно далеко зайти, просто создавая впечатление, что что-то работает. Механизмы и хитрости могут быть совершенно безумными, но если они дают хотя бы небольшой намек на что-то реальное, легче “продать” дизайн. Например, в случае суставов персонажей у вас уже есть так называемые «жесткие пределы», и вы знаете, сколько и в каком направлении что-то можно согнуть. Эти знания влияют на дизайн и помогут достичь некоторого реализма.
Программы рендеринга
Corona стала моим любимым инструментом рендеринга пару лет назад. В то время я использовал в основном V-Ray для большинства проектов, и мне надоели все настройки и оптимизация. В то время рендеринг с помощью GPU не был популярен.
В конце концов, я обнаружил новый движок рендеринга под названием «Corona» и дал ему шанс. И, черт побери, он меня поразил. Впервые я смог увидеть, что происходит в интерактивном режиме рендеринга, когда я модифицировал свои материалы. Я просто не мог вынести метод «изменения настроек» и «тестового рендеринга». Мне так трудно отслеживать все тонкие изменения. Corona мне подходит, она легко и быстра в эксплуатации.
Сегодня существует множество различных движков рендеринга, поэтому сработает все, что вас устраивает и что легче выучить. Я застрял на Corona только потому, что я знаком с ней, и, возможно, потому, что мне лень изучать новый.
Совет для учеников
3D – обширная тема, и есть множество вещей, которые нужно изучить, и бесконечное количество ошибок, которые можно сделать. Я бы порекомендовал начинающим моделировать вещи, которые вам интересны или привлекательны. Ничто не убивает мотивацию быстрее, чем необходимость делать то, что вам не нравится. Кроме того, важно, чтобы ваши проекты сначала были небольшими, чтобы добиться небольших побед. 3D может быть довольно подавляющим, поэтому важно сосредотачиваться на определенных его аспектах.
Особенности hard-surface моделирования
Александр Галевский, преподаватель курса 3D-скульптинга в ZBrush. Art lead в компании IGG. До этого 3 года проработал в Wargaming.
Расскажите о себе. Как давно в индустрии? С чего начинали?
Свой путь в 3D я начал с рекламы для самолетов. Это было, если я не ошибаюсь, в 2009 году. Я учился в ХАИ и там же нашел заказ. В то время я уже работал для себя в 3Ds Max, а тут меня попросили сделать что-то интересное. Людям нужна была реклама самолетов для печати в журнале. C этого все началось.
Спустя пару лет, я переключился на архитектурную визуализацию. Это была студия Cube — первая большая компания в Харькове. Она занималась, собственно говоря, архитектурой. Там я проработал 2 года, а потом перешел в гейм индустрию. В компанию, которая занималась hidden object.
Там спектр обязанностей был намного шире. Это были все ассеты, с нуля и до конца. Мне давали скетч и я выстраивал по нему геометрию, low poly, high poly, текстуры, рендер. В этой компании я проработал около 2 лет и научился большому количеству инструментов для визуализации. Потом меня позвали в Wargaming в Минск.
С этого начинается мой более профессиональный путь. Пришел я туда на должность middle artist, а когда через три года увольнялся, был уже senior artist. Там я делал танки. Мне давали чертеж и я строил геометрию, опять же, low poly, high poly, запекание, текстуринг. Полный цикл до интеграции непосредственно в движок.
В Wargaming школа текстурирования на очень высоком уровне. Из всех компаний с которыми я сотрудничал, там самые высокие требования к текстурам. Очень много проверок. В том числе, проверки на историческую достоверность и качество текстур — не дай бог днище танка будет не так затекстурированно.
И насколько это возможно?
Скажем так, с ограничениями. Я и еще пара ребят — тоже серьезных 3d-шников — мы добились определенных результатов в этом плане. Я скажу, что по качеству танков и карт наша игра не уступает World of Tanks Blitz.
В каких проектах еще принимали участие?
Расскажите о своем пайплайне.
Я думаю, мой порядок действий вряд ли отличается от стандартного в мире. Если мы говорим про скетчинг или концептинг, где нет чертежа, сначала я делаю blockout. Быстрое построение модели самыми простыми формами. Просто, чтобы понимать как она выглядит в 3d. Потом я дорабатываю модель так, чтобы она смотрелась привлекательно, чтоб был какой-то силуэт и расположение основных элементов.
После этого я начинаю делать high poly модель. Болванку в 3Ds Max, а доведение, если мы говорим про технику: всякие фактуры, сколы, сварочные швы, штамповка — любые несовершенства поверхности, — это все в ZBrush.
После того как high poly модель готова, на ее базе я начинаю делать low poly. Тут все зависит от требований конкретной игры или компании. В каждой компании свои требования по полигонажу танков или другой техники. В зависимости от этого я выстраиваю свою модель.
Затем я приступаю к запеканию. Это перенос деталей high poly модели на low poly. Запекание я делаю в Maya. Так исторически сложилось, что сейчас мне очень нравится как она работает с нормалями. Она прощает больше всего ошибок, скажем так.
После запекания, когда я получил карту нормалей и ambient occlusion, я приступаю к текстурингу. Текстурирование я делаю в Substance Painter. На данный момент это самый лучший софт, который позволяет делать практически все, что нужно в плане текстур.
На выходе мы получаем low poly модель и набор текстур. Ну а дальше — это зависит от того, для чего делалась модель. Чаще всего, это интеграция в движок. Если я делаю что-то для себя, то загоняю это в Marmoset или в том же Substance Painter пытаюсь красиво отрендерить, выставляю свет, настраиваю материалы, шейдера. Ну и потом постобработка в Photoshop.
Это общий пайплайн для всего. Но, в зависимости от того, для каких целей нужна модель, в каких-то моментах он будет отличаться.
Например, для танков в игре World of Tanks сначала делается low poly, а затем high poly. Потому что Wargaming важно, чтобы все углы брони, все расстояния — все соответствовало историческим данным. Чтобы было один в один, с допуском в пару миллиметров. Это такой нюанс. У каждой компании есть свои нюансы.
Если мы говорим про окружение, сейчас есть очень много методик, как делать без high poly в принципе. Буквально все environment объекты (заборы, ящики, какую-то технику, балки, коридоры) можно делать с помощью одной текстуры, без запекания и high poly. Все это тоже свой отдельный pipeline.
Поэтому, повторюсь, все зависит от конкретных требований куда мы это делаем.
Какие еще есть особенности, на которые следует обратить внимание при моделировании?
Если мы предполагаем, что high poly модель будет запекаться, мы учитываем это и некоторые элементы строим по-другому. Если какая-то гайка или болт будут перенесены на карту нормалей, их процесс построения немного меняется. Они, например, сужаются к верху, чтобы получить хороший результат на карте нормалей.
Если мы говорим об UV развертке, нужно понимать, в каких местах ее разрезать, чтобы карта нормалей потом корректно запеклась и не было никаких артефактов.
В двух словах — прежде чем браться за модель, нужно четко понимать, зачем это делается. Если хочется просто сделать хорошую high poly модель, выложить ее на ArtStation и получить лайки, то можно на очень много вещей не обращать внимание. Можно забить на топологию, забить на некоторые углы.
Когда модель делается для себя, можно не обращать внимание на полигонаж. Если ты просто хочешь, чтобы модель смотрелась хорошо, ты можешь позволить себе добавить полигонов в каких-то местах и сделать там красивые круглые детали. Тебе за это ничего не будет. Зато модель будет выглядеть хорошо.
Когда же у тебя есть четкие требования вложиться в 40-50 тысяч полигонов, тут уже себе этого позволить нельзя. Нужно подходить к этому вопросу очень серьезно, потому что постоянно стоит выбор куда потратить полигоны: на закругление какой-то детали, или лучше где-то добавить еще деталь, которую предполагали запечь, чтобы силуэт был красивее. Все эти нюансы зависят от того, куда эта модель готовится.
Помогает ли в моделировании техники инженерное образование и можно ли без него?
Я по образованию конструктор самолетов и вертолетов. Инженерное образование помогает мне очень сильно. Особенно, когда мы говорим про какие-то концепты, то есть про что-то не существующее. Я уже насмотрелся на эти узлы и на то, как детали друг с другом стыкуются. После этого правильно выстраивать модель, безусловно, намного проще.
Честно говоря, когда открываешь работы концептеров, даже хороших, которые делают крутые вещи, можно очень сильно критиковать, в плане, как это может работать. Точнее, не может работать. Особенно летательные аппараты.
Безусловно, нужно иметь понимание. Если образования нет, помогает куча референсов. Я бы вообще рекомендовал первым делом собирать огромную доску референсов. Вплоть до узлов. Я бы даже сказал, что узлы — это самое важное. Общую форму можно выставить какую угодно, но конкретно как все друг с другом работает — это детали, на которые обращают внимание.
В мире есть очень много фотографий, которые можно смело использовать. Так что образование — это очень хорошо, оно помогает. Но если его нет, есть референсы.
Почему вы захотели преподавать?
Если очень просто сказать — я попробовал, мне понравилось. Был положительный фидбек от учеников. Вообще, в целом, это связано с обучением. На магистратуре у меня было много предметов связанных с тем, чтобы потом начать преподавать. Это была такая особенность магистратуры.
Сейчас уже их судеб не знаю, но в первое время после занятий все чего-то начали добиваться, чего-то хотеть. Мне нравится делиться знаниями, а если это получается и есть отличный фидбек, то почему бы и нет. Больше всего мне нравится очное обучение. Когда ты приходишь и общаешься в живую — это лучше всего.
Совет начинающим
Может быть мой совет послужит демотиватором, но, чтобы добиться каких-то вещей, чтобы делать крутые работы, нужно вложить в это очень много времени. Нужно пройти очень много неудачных работ. Что-то не так запекается, как-то странно себя ведет, не получаются текстуры. Нужно быть готовым к тому, что сразу все не получится и это своего рода работа. То, что кажется очень легким, легко только потому, что на это было потрачено очень много времени, усилий и бессонных ночей.
Я советую понимать это и не сдаваться при первых трудностях. Это тяжело, но очень интересно.
Повысьте свой уровень на продвинутом курсе 3D-скульптинга в ZBrush, чтобы ваши модели соответствовали высоким стандартам гейм индустрии. Онлайн занятия стартуют 30.11.19. Преподаватель: Александр Галевский.