Как сделать графику для игры
Процесс создания 3D-графики в фильмах и играх
«Все что существует в реальном мире можно создать в виртуальном, используя правильное сочетание программ и таланта художника».
На сегодняшний день ни один современный фильм и компьютерная игра не обходятся без трехмерной графики. Профессия 3D-художника востребована как никогда. Чтобы начать создавать трехмерную графику, нужно иметь представление об основных инструментах (3D редакторах) и этапах производства (pipeline) 3D моделей.
Особенности процесса создания фильмов
Создание компьютерной графики в фильмах – колоссальная работа, над которой трудятся сотни профессионалов. От сценаристов и режиссеров до целой армии 3D-художников: они занимаются моделированием, текстурированием, анимацией, риггингом и визуализацией персонажей и виртуального мира.
Основные факторы в процессе создания графики:
Особенности процесса создания компьютерных игр
В отличие от фильма, игра – это интерактивное взаимодействие человека и виртуального мира. Поэтому главные факторы при создании игры:
Моделер ограничен возможностями игрового движка и консоли. Часто задано строгое количество полигонов для каждого отдельного элемента.
Основные этапы создания и визуализации 3D моделей в кино и game-индустриях
Моделирование
Способов моделирования множество, рассказать обо всех в одной статье нереально. Мы затронем лишь самые популярные методы.
Процесс моделирования для фильмов и игр в целом схож, однако существуют некоторые различия, а именно:
В моделях для фильмов можно использовать кривые поверхности (NURBS-моделирование) и полигоны (полигональное моделирование). В играх обычно используют только полигональные модели, их проще всего визуализировать.
Чем больше полигонов у объекта, тем выше детализация и качество. В связи с этим выделяют высокополигональные (high poly) и низкополигональные (low poly) модели. Для фильмов обычно создают высокополигональные модели, рендеринг которых, проходит по несколько часов, а то и дней. В играх же используются низкополигональные модели, визуализация происходит прямо по ходу игры. Часто в компьютерных играх встречается LOD-технология (Level of Detail – «уровень детализации»). Она состоит в упрощении 3D-моделей путем подмены их на более примитивные, когда виртуальная камера (игрок) удаляется от них. Это разгружает систему, и она работает над полной обработкой только объектов в пределах видимости.
Хотя релизы некоторых новых игр и демонстрируют качественное улучшение графики, у моделера стоит сложная задача: создать ощущения высокого качества при ограниченном «полигонаже».
Существует много программ для моделирования. Бесспорным лидером является Autodesk Maya, далее идут Autodesk 3Ds Max и Cinema 4D. Также можно выделить Modo и Blender. Преимущество последнего – бесплатность.
Если вы хотите заняться цифровым скульптингом, выбирайте такие редакторы, как ZBrush, Mudbox, 3D Coat.
Текстурирование
Далее рисуются текстуры и привязываются к модели. Создается целый набор текстур: цвет, карта неровностей (bump), карта нормалей (normal map – создает видимость рельефа), карта рельефа (displacement – создает реальный рельеф), карта бликов (specular), карта прозрачности (alpha) и многие другие. Так создается готовый визуальный образ модели или персонажа: от одежды и волос до морщинок.
Часто в игровой индустрии моделер ответственен и за моделирование, и текстурирование. В кино художник по текстурам – часто отдельная должность.
Создавать текстурные развертки и текстуры можно в тех же программах, что и модели. Но часто удобнее делать это в UVLayout.
Риггинг
Следующий этап риггинг – создание «скелета», костей модели. Занимаются этим в кино и game-индустрии художники по «оснастке» модели, «сетаперы» (от англ. Setup artist). Еще их называют skinning, rigging artist. Сетаперы создают кости и средства (контроллеры) для управления этими костями, с помощью которых аниматоры могут «оживить» модель.
В кино обычно создается множество сложных контроллеров для аниматоров. Например, для лицевой анимации (facial control rig) и мимики модели. В играх можно обойтись и без них, если персонаж не разговаривает в игре.
Для риггинга модели подойдут те же 3D-редакторы, о которых сказано выше. Большинство этих программ – комплексные пакеты для создания трехмерной графики, в том числе и для оснастки модели.
Анимация
Чтобы «оживить» трехмерную модель за работу берутся аниматоры. Главная задача аниматора – сделать движения модели максимально реалистичными. Особенно это актуально в фильмах, когда в кадре трехмерному персонажу нужно взаимодействовать с реальными актерами.
Простейшим методом анимации персонажей является Анимация по ключевым кадрам (Keyframes). Аниматор указывает положение персонажа в начальном и конечном кадрах движения, а положение в промежуточных кадрах вычисляется программой. Это простой в реализации способ, но достаточно трудоемкий для создания сложных движений и требует большого умения аниматора для получения реалистичности персонажа.
Существует еще процедурная анимация, при которой используется специальная программа для управления персонажем.
Напомним и про технологию Motion Capture (система захвата движений). Она подразумевает наложение движений реальных актеров на трехмерных персонажей. Эта технология максимально упрощает анимацию, позволяя использовать уже готовые движения актеров.
Негласным лидером в создании трехмерной анимации является Autodesk Maya. Однако, она не так легка в освоении. Помимо Maya отличные инструменты для анимации – 3Ds Max и Cinema 4D.
Рендеринг
Завершающий этап – итоговая визуализация (rendering) полученных сцен.
Существует два вида рендеринга – рендеринг в реальном времени и рендеринг не в реальном времени или пре-рендеринг.
В компьютерных играх используется рендеринг в реальном времени. Реакции на действия игрока происходят моментально. Свет, цвет и тени формируются с помощью ранее просчитанных карт и текстур, а объекты перспективно проецируются на экран. Чтобы качество графики при этом не пострадало, в играх часто используются 3D ускорители. Главный критерий в игре – скорость выполнения просчета.
В кино обычно используют пре-рендеринг, когда скорость просчета – не главный фактор, а на первом плане высокое качество изображений. А именно, фотореалистическое качество с физически корректным наложением света и тени. Рендер каждого отдельного кадра может длиться по 20, а то и 100 часов. Фотореалистичный рендер – ресурсоемкая задача, справиться с которой помогут рендер фермы. Они помогают в разы сократить время просчета.
Среди методов рендеринга можно выделить:
Очень часто методы raytracing и radiosity комбинируются для достижения впечатляющих фотореалистичных результатов.
Стандартные программы трехмерного моделирования включают и функцию рендеринга. Существуют и отдельные рендер-движки. Одни из самых мощных визуализаторов на сегодняшний день – Mental Ray, VRay, Renderman.
Композитинг
Композитинг является важным завершающим этапом постпродакшена.
И это не просто работа над цветом и слоями: композер объединяет все части в единое целое, интегрирует в съемочный материал трехмерных персонажей и другие 3D элементы, устраняет недочеты и убирает лишнее, работает над различными эффектами. Одним словом, создает одну реалистичную сцену. Композер является ответственным за финальный продукт – фильм, игру.
Профессиональные программы для композитинга – Nuke, Adobe After Effects, Eyeon Fusion.
В заключение хочется сказать, что хорошими художниками не становятся в одночасье: нужны многие месяцы и даже годы практики. Выбрав свой путь, старайтесь не расстраиваться, если на первых порах ваши работы далеки от шедевра. Помните: зачастую все, что вы видите в фильмах и играх годами создавалось сотнями профессионалов своего дела. Практикуйтесь и учитесь у профессионалов, и все у вас получится!
Комментарии: 11
Чтобы оставить комментарий или поделиться своей работой, пожалуйста, авторизуйтесь
Спасибо за ответ 
Здравствуйте, очень увлекательная и полезная статья, особенно для тех, кто стоит перед выбором: заниматься ли таким сложным и долгим делом?
У меня есть один вопрос, сложно ли сделать вот таких волков ( на фото) которые были в сумерках одному человеку? Знаю глупо задавать такой вопрос, но все же интересно
Всё возможно
Вот в этом уроке показано размножение 4 людей на сотню или больше https://www.youtube.com/watch?v=qO8VzcrSnqY
Почитайте о программе Massive. Думаю, она вам подойдет.
Чот вы про vfx артистов забыли
Это хорошо что нас не забывают
Как сделать графику для игры
Главная » Как программисту создать игровую графику (или как подделать ее в стиле игрового художника)
Как программисту создать игровую графику (или как подделать ее в стиле игрового художника)
Введение
Я работал, делая инструментарий и движки для художников, создающих игры и визуальные эффекты более десяти лет, и я всегда недоумевал, что люди делают различия между «программным артом» и «настоящим игровым артом». Я также заметил, что люди, которые дают вам свободно пропустить плохую графику, это в основном другие программисты. Не зависимо от того, как забавна ваша игра или как удивительна технически демоверсия, ‘непрограммисты’, которым вы показываете такой нарисованный персонаж, начинают думать: «Это у него реактивный ранец или может что-то другое?». Зачастую, вы можете найти способ создать хорошую графику без необходимости рисовать ее с чистого листа. Но иногда вам нужно создать графику «на лету». Ограничения в бюджете или правила в игровом соревновании, или просто сжатые сроки для прототипа, могут потребовать от вас взять линейку и кисть в руки.
Я не умею рисовать, правда… Хочу сказать, посмотрите на это:
Если это — то, на что похожа ваша графика, тогда эта статья для вас. Я думаю, что поделился бы рядом подсказок, как сделать графику лучше. Эти подсказки будут полезны всем, вне зависимости от способностей и опыта в рисовании.
В то время как подсказки типа «занимайтесь рисованием набросков каждый день» или «посетите художественный музей» могут быть полезны для начинающего художника, эта статья предназначена не для художника, она о том, как заставить людей думать, что вы — кодер, программист, любящий математику, обладаете некоторыми художественными способностями.
Кроме того, ни одна (почти) из этих подсказок не требует «практики», хотя практика является полезной и даже существенной для настоящего художника. Всегда кажется, что крайний срок сдачи проекта приходит с рассветом, а вам всего-то нужно несколько этих проклятых спрайтов.
Кое-что из этого рассказа пригодится и для пользователей Фотошопа, потому что, насколько я знаю, такие же понятия применимы к любой программе для рисования, и существуют схожие операции для всего, что я упоминаю здесь в Gimp’е, и возможно в любой другой программе, используемой вами.
Некоторое из описанного также адресовано участникам соревнования LudumDare и участникам других подобных соревнований, где цель — создать игру «на лету» за 48 часов. Мои игры имеют склонность достигать хорошего результата в графической категории (увы, убийца геймплея продолжает ускользать от меня), учитывая даже то, что я не считаю себя особенно хорошим игровым художником. Множество этих примеров исходят из моих LD записей, а большая часть этого опыта — это вещи, которые я изучил, участвуя в этих соревнованиях и будучи вынужденным создавать арт в предельные сжатые сроки. Более того, они должны быть бесценны для любого, кто пытается создать качественную графику (или что-то приближенное к ней) при коротком расписании времени или ограниченном бюджете.
Совет Первый: начните с определения палитры
Наиболее частая ошибка, которую я вижу и которую легче всего избежать. Палитра, использующаяся по умолчанию для большинства программ компьютерного рисования, возвращает во времена DOS’а (можете ли вы обнаружить связь между цветами в этой палитре и четырехбайтовыми двоичными значениями от 00 до 15? Конечно — да. Если бы вы не смогли это увидеть, вы бы были настоящим художником.).
Я не подразумеваю под палитрой палитру из 16-ти или 256-ти цветов времен VGA. Просто имею в виду скоординированную систему для вашей игры. Если вы начнете с хорошо выбранной палитры, то ваши «каракули» будут казаться эстетически приятными и даже предварительно имеющими «графический дизайн».
Но где мне найти палитру? Я даже не могу подобрать цвета, когда одеваюсь утром!
Хорошо, немного теории цвета проходит длинным путем и если вы потратите пятнадцать минут, чтобы отыскать в интернете, что такое «теория цвета», то вы окажетесь перед определением, что такое игра. Но если у вас нет на это времени, вот несколько советов, которые работают удивительным образом:
Для большой игры вы можете использовать другую палитру на уровне или области игрового мира. В случае, если ваши элементы интерфейса и главный персонаж изображены нейтральными цветами, или если эти палитры имеют общий главный цвет, вы можете в равной степени применять их между уровнями или областями.
В этом примере используется «монохроматическая» палитра, где все цвета различного оттенка очень схожего тона, другие цветовые схемы более разнообразны, но важно то, что цвета смотрятся вместе хорошо.
Ресурсы:
Совет Второй: «прикройтесь» умной темой
Я не умею рисовать.
Возможно, Вы просто слишком крутой человек, чтобы уметь рисовать. Возможно это все преднамеренно. Так и есть. Вместо того, чтобы делать хороший арт, выберите тему, которая требует плохой арт. Это сработало для «SketchFighter» и «Crayon Physics», нарисованных на бумаге.
Используйте то, что вам доступно. Получили какую-нибудь ерунду у себя на столе? Вы, возможно, сделали одну из самых популярных игр всех времен «Desktop Tower Defense».
Люди начинают понимать смысл этого трюка, но у него есть немного лет для существования. Будьте криативными… возможно ваши персонажи — печенья, и вы буквально можете испечь их. Или какой-нибудь зомби-бекон атакует вашу кухню. Или даже волосатая грудь, которой нужно, чтобы ее побрили.
Подсказка Третья: простые формы и силуэты
Круг, Квадрат, Треугольник, Ромб, Трапеция, Параллелограм, и т.д. Вы знаете как точно высчитать их площадь, но вы знаете, что нарисовать их получается плохо? Сделайте наброски нескольких форм от руки, затем добавьте глаза (для персонажа) или колеса (для техники) или что-нибудь еще. Они, возможно, получатся смешными и нелепыми, и совсем неточные.
В зависимости от того, как много кофе вы уже выпили, они могут быть совершенно разной формы. Все в порядке! Это хорошо, фактически, поскольку изъяны и разнообразия создают «индивидуальность» и делают их живыми. Не используйте инструменты для создания форм в своей программе для рисования, это уничтожитель «спрайтовых душ». Делая их очертания отчётливыми, вы облегчаете игроку способность визуально различать их.
«Смайлы» от Sykhronics — хороший пример вышесказанного. Четкая форма и цвет помогают вам без труда разпознать объекты. Возможно вы играли в игру на двухцветном iPhon’е.
Взгляните на силуэты объектов. Вы можете применить в Фотошопе режим «threshold» или выделить внешнюю область объектов, инвертировать ее и заполнить новым слоем, чтобы увидеть это наверняка. Можете просто сказать, что находится за их внешней областью или по крайней мере описать каждый объект в отдельности?
Вы cможете увидеть различия между объектами и их внешней областью, и даже распознать некоторые из них. Я все еще уверен, что для объектов со схожей формой внешние контуры были различны.
Это наиболее важно в 3D. Назначьте твердый черный материал и рассмотрите модель на белом фоне (или наоборот). Увеличивайте ее масштаб до тех пор, пока она не будет такой, какой вы хотели бы, чтобы она была на экране во время обычной игры.
Подсказка Четвертая: рисуйте больше, чем вам нужно
В дальнейших подсказках мы разработаем спрайт для условного платформера. Предположим нам нужен враг, что-нибудь такое, на что мы не могли бы прыгать не получив урон. Моя первая мысль — черепаха с колючками (оригинально, не правда ли?).
Первая ошибка, которую делает программист, состоит в том, что он думает, что его безобразный спрайт станет лучше, если просто продолжить работать над ним. Этого не будет! Если он в начале плохой, то будет таким и в конце. Так что вместо пиксельного рисования за час, просто сделайте набросок парочки рисунков и детализируйте тот, который вам больше нравится.
Я начал делать наброски рисунков различных врагов, не вкладывая в них много деталей или мыслей. Вы можете нарисовать быстро, пропустив только то, что не работает. Мне совсем не нравилась моя черепаха (она была похожа на хорька-вампира, которого подсадили на огонь). Я решил, что попробую нарисовать лучше омара, так как у него интересная форма, ясный силуэт и мне подумалось, что он вроде бы своеобразный враг.
Подсказка Пятая: работайте в большем разрешении
Для спрайтовой графики я использую разрешение в десять раз выше, чем мне необходимо. Поэтому если я делаю спрайт размером 64×64 пикселей, то использую по крайней мере разрешение 640×640 пикселей. Иногда невзрачный персонаж в высоком разрешении становится потом достаточно хорошим. Даже с фоном и логотипами я стараюсь работать в разрешении в два-три раза большем. Если вы беспокоитесь по поводу краев при даунсэмплинге (смотрите следующую подсказку), то можете получить больше детализации с четкими краями.
Не теряйте из виду тот факт, что собираетесь уменьшить разрешение в дальнейшем. Вы можете дорисовать разного рода детали, однако потом, в следующем шаге они перемешаются. Всегда хорошо уменьшить масштаб, чтобы иметь представление на что будет похож конечный результат (или просто отследить в навигационном окне программы).
Он пока еще неаккуратный и малодетализирован, но вскоре мы применим эффект даунсэмплинга, который скроит все это.
Подсказка Шестая: следите за краями
Фотошоп (и другие программы для рисования) пытаются услужливо смешать все вместе, давая вам хорошие, сглаженные углы с антиалиайзингом. Это прекрасная «фича», кроме тех случаев, когда вы хотите получить чёткие края для своей 1-битовой альфы. Фотошоп разрушил множество краев у двумерных и трехмерных спрайтов со своим рьяным стремлением к смешиванию пикселей. Вот моя последовательная работа создания спрайтов для игры. Я мог бы создать экшн или скрипт в программе, когда-нибудь, но это и так довольно просто:
Шаг первый: оградите версию с высоким разрешением на прозрачном фоне
Шаг второй: понизьте разрешение до целевого
Вот он (примерно) размером 64×64 пикселей, все еще на прозрачном фоне после применения даунсэмплинга
Шаг третий: сделайте четкие края
Получить правильные края можно следующим способом:
Теперь у вас должен получиться спрайт со сглаженными четкими краями.
Шаг четвертый: подчистите пиксели
Теперь вам нужно повозиться с каждым пикселем в отдельности. Ваш контур будет возможно немного излишним, используйте карандаш (инструмент pencil tool) для того, чтобы очистить его и добавить детализации частям спрайта, которые получились немного размытыми после уменьшения размера. Здесь я немного подчистил лицо, хвост и антенны.
Хочется подчеркнуть: попиксельное рисование — самый трудоемкий по времени способ рисования спрайтов. Именно поэтому хочется отложить этот шаг на потом.
Готово: завершенный спрайт врага
Вот завершенный спрайт в обычном и 2x размерах. Он не идеален и, разумеется, не сделает из меня сразу художника, но он кажется вполе приемлемым для программиста.
Подсказка Седьмая: создавайте разнообразие
Возможно Вы хотели бы иметь двадцать монстров или космических кораблей в игре. Замечательно! Если у Вас достаточно времени. В случае, если вы создаете один или два монстра-космических коробля, которые вам по-душе, то можете добавить разнообразия им. Изменеите цвет. Многие существа в «Diablo» были просто другими благодаря разному цвету. Тоже самое с Pac-Man’ом. Или можете поменять масштаб, вырезать и вставить части спрайта. Вместо митозавра, вегизавра и монкизавра, создать целый вид митозавров с легкими различными особенностями. Вы можете добавить пять-десять различий, чтобы получить одно новое существо.
Используя инструмент hue/saturation (как, например в фотошопе) я сделал «красную версию» спрайта и стер антенны. Затем я добавил крылья, чтобы получить совершенно другое существо. Дополнительный плюс этой техники в том, что она сделает всех существ схожими по стилю, поэтому ваши уровни в игре будут выглядить более последовательными, словно вы заранее спланировали это.
Подсказка Восьмая: избегайте анимации
Слово «Анимация» пришло из древнего шумерского «А’нимаати», что являлось печатью для рабов, назначенных делать неблагодарную, повторяющуюся работу, как например, гребля на корабле или вращение жерновов. В игровом арте — это чуть более «болезненно», так как нужно создавать не только один кадр, который хорошо выглядит, а десять или двадцать. Поэтому не делайте этого!
Подсказка девятая: Скайбокс
Делаете 3D-игру?
Реализация простого скайбокса не так уж сложна. В то же время, с точки зрения визуальной ценности, он того стоит. Скайбокс выполняет важную работу по заполнению игрового экрана.
Я говорю «скайбокс» здесь, но это может быть любой тип панорамного фона, от квадратного скайбокса до панорамного изображения на сфере или полусфере, или простая фоновая картинка для 2D-игры.
Но где мне достать хорошее изображение скайбокса?
Кроме того, имейте в виду, что небо — главный источник освещения для внешнего мира. Это также справедливо для ‘цветовой палитры’, см. выше. Используйте цвета из скайбокса, когда делаете свой уровень и устанавливаете освещение.
Конечно, ваша игра не должна происходить на закате. Если только это не гоночная игра, я думаю, что имеются своего рода правила, требующие этого. Ясное полуденное небо, обработанный в фотошопе фантастический пейзаж, вне независимости от того, что является действительно нужным для вашего уровня.
Подсказка десятая: используйте лайтмэппинг для «запекания света»
Такой эффект подходит для уровня или для персонажа в игре. Он может работать некорректно, особенно, если вы смешиваете свет в текстуре с эффектом обычного освещения, но выглядит хорошо. Если вы накладываете текстуру на уровень/персонаж без технологии оверлэппинга, вы можете проделать эту хитрость без написания дополнительного программного кода, а скомбинировать напрямую с цветовой текстурной картой. И если вы уделите немного времени для реализации поддержки дополнительного UV-канала, то получите полный лайтмэппинг в игре.
В моей игре ‘Bugzapper’, созданной за 48 часов, все освещение строения «запечено» в текстуру. Фактически, у меня даже не хватило времени на то, чтобы нарисовать диффуз-текстуру. Направление света полностью неправильное по отношению к скайбоксу, но большенство людей, так или иначе, на это не обратят внимания.
Вот инструкции о том, как использовать ‘Blender’, чтобы «запечь» свет в текстуру. ‘Maya’ и другие программы имеют похожие функции. Не беспокойтесь по поводу «запечки» всех желаемых текстурных карт, если не пишете настоящую игру. Просто «запеките» все в одну основную текстуру (рендер в текстуру), а потом не используйте свет или используйте его с малыми значениями.
«Запекание» света в текстуру при помощи ‘Blender’
Одно замечание: не пытайтесь разбираться с этим во время соревнования по написанию игры. Протестируйте сначала все перед его проведением, чтобы точно знать как что делать. Вы потратите много времени, но во время соревнования это может занять всего 15-20 минут и будет иметь большое значение.
И еще, не спешите делать «запекание» пока не закончите с текстурами для моделей. Вы не сможете убрать «запекание» или сделать его дважды.
Подсказка одиннадцатая: приобретите планшет
Даже если у вас нет стремлений стать игровым художником, но если рисуете какой-нибудь арт на компьютере, то вам нужно приобрести планшет. Необязательно большой или дорогой, можно купить планшет фирмы Wacom. Потому что рисование мышью схоже с рисованием кирпичом на бумаге.
Многие люди, которых я знаю, впервые купившие планшет, не спешили его использовать. Вот некоторые советы, которые помогут максимально эффективно использовать планшет.
В сегодняшнее время интерфейсов на основе сенсорных дисплеев, иметь планшет становится выгодно, чтобы понять как работают игры, основанные на этой технологии. Хотя такой подход ничем не отличается в сравнении технологии использования мыши.