Insectalis. Покроковий 3D Case Study від художника, що працював над Hogwards Legacy, Horizon та Call Of Duty

Віталій Григорів працював 3D-художником над такими визначними тайтлами, як Hogwards Legacy, Horizon Forbidden West та Call Of Duty: Vanguard. Досвід роботи в AAA-студіях допоміг йому сформувати ефективний пайплайн, яким він залюбки погодився поділитись зі спільнотою. На прикладі створення його останнього пет-проєкту Insectalis ми пройдемо весь шлях від збирання необхідних референсів до фінального композитингу для презентації моделі, не оминемо викликів скульптингу та отримаємо цінні поради від художника.

Ми радимо додати матеріал до «збережених» усім, хто дійсно прагне ввійти в геймдев як 3D Artist.

Про джерела натхнення для Insectalis: від захоплення біологією в школі до серіалу «Любов. Смерть. Роботи»

Ще під час вивчення біології у школі мене щиро дивувала і вражала витонченість і «продуманість» усього живого, що нас оточує. Рослини, тварини, мікросвіт, що тут вже навіть казати про людський організм. Як правило, ми спостерігаємо світ навколо, навіть не замислюючись, скільки дивовижних речей нас оточує. Здавалося б, що у звичайному листку на дереві особливого? Але насправді це мільйон клітин, що «спілкуються» між собою, в яких постійно відбуваються взаємопов’язані біохімічні процеси, комплексність яких не може не вражати.

Очевидно, що біологія стала одним з моїх найулюбленіших предметів у школі. Сотні годин було проведено за книжками, атласами, методичками, конспектами для вивчення різновидів живих організмів, їх будови, циклів життя та інших особливостей. Завжди було цікаво вивчати те, що не побачиш неозброєним оком, а там цілий всесвіт: безмежний та досі до кінця не вивчений людством. Там де незрозуміло — завжди можна дофантазувати.

Тому 3D для мене якраз і став тим простором, де можна і потрібно звільнити уяву: космос, який можна заселити іншопланетними істотами, які здатна створити лише твоя фантазія.

Одного разу я побачив один з епізодів серіалу «Любов. Смерть. Роботи», який називався «Swarm» («Рій»), і був вражений красою того всесвіту. Я переглянув цей епізод разів з 10, вивчаючи кожен кадр, кожну істоту. Ну, і як це часто буває у 3D-художників, захотілось створити щось подібне з того біому. І так народився Insectalis: щось проміжне між ракоподібним і комахою, що веде паразитарний спосіб життя, має хітиновий панцир, хеліцери для надійного кріплення на здобичі та недорозвинені крильця, оскільки цей організм ще на стадії личинки.

Про підхід до збору референсів

Перш за все, збираємо референси! Вони потрібні у будь-якому випадку, навіть якщо ви створюєте 3D-модель з власного ескізу. Референс-борд допоможе сформувати краще бачення майбутнього проєкту: матеріал, форми, колір тощо.

Отже, визначившись з ідеєю і набравши референсів, я почав пошук силуетних форм в ZBrush.

Про етап скульптингу: поради для роботи в Zbrush та правило послідовності форм

На етапі скульптингу перш за все потрібно пам’ятати про основне правило послідовності нанесення деталізації:

«Спочатку працюємо над великими силуетними формами, потім поступово великі масиви геометрії ділимо на дрібніші (це мідл форми), і тільки після цього — дрібна деталізація!»

Дуже часто художники-початківці забувають про важливість дотримання цього правила. Не завершивши необхідним чином основні великі та середні форми вони швидко переходять до дрібної деталізації, заповнюють нею всю поверхню моделі. Це доволі суттєва помилка, оскільки всі форми зливаються в однорідну масу деталей та дрібної фактури. Через це середні деталі важко «прочитати», і це дуже негативно впливає на загальний естетичний вигляд моделі. Скажу відверто, я сам дуже часто припускався цієї помилки і не міг зрозуміти, чому фінальний результат виглядав дуже погано. Щоб не наступати на ці «граблі» намагайтесь на етапі великих і середніх форм працювати з низькополігональною сіткою, це практично не дозволить вам вдаватися в деталі. Не додавайте subdiv левели доки не будете задоволені силуетними формами.

Потрібно пам’ятати, що великі форми, створюють силует, що є однією з найбільш важливих характеристик моделі. Зазвичай на початковому етапі скульптингу в ZBrush (Blockout) я працюю з включеним Tumbnail, щоб бачити як змінюється силует моделі в процесі скульптингу.

На цьому етапі я «шукаю» цікаві форми та ідеї, задаю собі питання — якою ця істота буде? Агресивна чи приязна, небезпечна чи ляклива, мила чи навпаки огидна? Силует може нам розповісти багато цікавого, а саме: про характер істоти та, можливо, про її спосіб життя, про її силу, стійкість, швидкість тощо.

Розглянемо, як це працює на прикладі роботи концепт-художника Adam Isailovic з силуетами персонажів.

Зверніть увагу, що навіть без дрібних деталей, ми вже можемо уявити, якого класу цей персонаж, швидкий він, чи громіздкий та валькуватий, маг це, чи обережний асасин, воїн чи некромант. Наче це просто темна пляма без деталей, а скільки інформації вона передає! Якщо ваш силует на етапі блокауту виглядає цікаво та «читається» зрозуміло — це вже 50% успіху та висока ймовірність, що рендер виглядатиме круто!

До речі, принцип послідовності й поступового додавання деталізації використовується і в інших видах образотворчого мистецтва: класична скульптура, живопис, портрет, пейзаж тощо. Художник, малюючи картини, спочатку наносить загальні силуетні обриси об’єктів, не вдаючись у деталі та узгоджуючи основні пропорції, композицію, перспективу, силует, відстані. Потім додає тіні й освітлені ділянки (middle forms), і тільки після цього — дрібні деталі, такі як: бліки, листя, дрібні гілки, риси обличчя людей, цеглинки, тріщини на будівлях тощо.

Нижче — приклад цього принципу послідовності:

Скриншот запозичено з відео Youtube каналу Jordan Grimmer

Цим правилом і я керувався під час роботи над Insectalis: від загального до локального, від великих загальних силуетних форм та пропорцій, поступово до середніх та дрібних деталей. Такий принцип стосується не тільки етапу скульптингу, а і текстурингу, анімації, левел арту, рендерингу.

Під час скульптингу слід час від часу віддаляти модель і розглядати її з загального плану. Це дозволить перевірити чи йде робота у вірному напрямку, чи попадаєте ви в концепт, чи не псує дрібна деталізація баланс великих, середніх і малих форм, чи читаються після дрібної деталізації середні форми, чи все гаразд з пропорціями, ритмікою та пластикою. Це все завжди легше помітити з загального плану.

Я завжди розбиваю геометрію на окремі subtool-и. Так набагато зручніше з ними працювати. Наприклад, коли треба деталізувати якусь конкретну ділянку, мені не потрібно ущільнювати сітку всієї моделі. Натомість набагато зручніше додавати рівні згладжування (Subdivision Levels) на окремий subtool і, при потребі, приховувати всі інші частини, що непотрібні наразі. Це дозволяє вашому ПК працювати коректно, без лагів, вильотів ZBrush та зекономить вам купу нервів. Люди, яким я раджу такий підхід, часто запитують: як бути зі швами та стиками між різними сабтулами. Я ділю модель таким чином, щоб стики між різними сабтулами можна було приховати. Наприклад: під складками шкіри, лусками та іншими структурними, анатомічно зумовленими елементами.

Загалом мій процес скульптингу проходить по такому алгоритму:

Оскільки це була персональна робота і технічних обмежень та вимог не було, я не приділяв багато уваги таким рутинним етапам, як ретопологія і UV розгортка. Натомість використав інструменти програм, які виконують ці задачі автоматично. Результат скоріш за все не підійшов би для використання у геймдеві, але, як вже було сказано, початкової мети щодо цього й не було: тут я більше уваги приділяв артовій частині, темі балансу великих, середніх і дрібних форм.

Базові текстури запік в Marmoset Toolbag (AO, curvature, normal), де, власне, і рендерив фінальний результат. Усі дрібні деталі я намагаюсь додавати ще на етапі скульптингу, щоб потім при запіканні базових карт, витягнути максимум інформації. Це дуже спрощує етап текстурування. Раджу деталізацію під час скульптингу в Zbrush записувати в Levels, так дуже зручно видаляти заповнювальну деталізацію, регулювати її інтенсивність або комбінувати з різними видами деталей. Така потреба може виникнути після запікання базових карт, коли виявиться, що деталі вийшли досить контрастні, і що потрібно прибрати зайвий шум на моделі, або навпаки, що потрібно зробити їх більш помітними.

Про текстуринг: конкретні поради для комплексної роботи з різним софтом

Поговоримо про етап текстурингу. Отже, завантажуємо все в Substance Painter, а саме базові текстури та LowPoly. Перед тим як приступити, я роблю декілька налаштувань для більш комфортної роботи. Дуже важливо не робити колір заднього фону в Substance Painter абсолютно чорним або абсолютно білим, тому що в такому випадку такий фон буде спотворювати й змінювати сприйняття кольорів на моделі. Це дуже детально описано в книзі Йоганнеса Іттена «Мистецтво кольору». Дуже раджу колегам до ознайомлення. Краще обирати для фону нейтрально сірий або просто менш «екстремальні» значення кольорів.

Color Profile ACES_UE4_Log налаштування я додаю для того, щоб вигляд текстур був максимально наближеним до того, як вони будуть виглядати у в’юпорті Marmoset Toolbag або ж в Unreal Engine, color profile можна завантажити за ось цим посиланням. Цією надзвичайно корисною річчю з нами люб’язно поділився Senior Lighting Artist Rockstar Games, на ім’я Brian Leleux.

Як я вже казав, мій метод текстурингу також базується на принципі послідовності, як і у випадку скульптингу. Від загального до локального. Спочатку задаємо average color для нашої моделі, щоб краще уявити, в яких тонах буде наша текстура. Я вирішив, що Insectalis буде переважно в теплих тонах.

Далі починаємо визначати середні форми, в моєму випадку на цьому етапі я відділив по матеріалу, де буде хітиновий панцир, а де буде м’яка та вразлива шкіра.

Зазвичай, якщо модель дуже складна по своїй формі і конструкції, я запікаю додатково карту material ID, щоб потім по масці легше і швидше було зафарбувати конкретну частину моделі.

У моєму випадку, форми не дуже складні, тому потреби в цьому не було. На етапі середніх форм, я швидко додаю нові шари, грубими мазками додаю ділянки, які потрібно висвітлити чи затемнити, або плями з холодними відтінками, які б контрастували з теплими відтінками. Я роблю це, не вдаючись у дрібні деталі і навіть інколи не витрачаю час не перейменування шарів, а швидко рухаюсь вперед, щоб той образ, який сформувався в голові якнайшвидше перенести на модель. Коли я вже зрозумів, що рухаюсь у вірному напрямку, можу повернутись назад і тоді кожному шару дати потрібне ім’я (щоб легше було їх шукати у разі потреби).

Перед тим як додавати механічні пошкодження матеріалу, не зайвим було б хоча б базово ознайомитись з його властивостями та тим, як цей матеріал руйнується.

Наприклад: бетон має свій крихкий характер руйнування, деревина руйнується, зважаючи на розміщення волокон, а метал має більш пластичні властивості. Це все має значення. Ще на етапі скульптингу матеріал повинен читатися по фактурі і характеру його пошкоджень.

У моєму випадку були органічні матеріали, такі як: хітин, шкіра, напівпрозорий матеріал крилець з металевим відблиском. Для вивчення матеріалів, їх фізичних властивостей та характеру руйнувань дуже корисним є додатковий збір референсів для кращого уявлення та реалізму. Отже, виділіть окреме місце в PureRef для цього, зайвим точно не буде.

Процес текстурування пошарово показано ось тут

На фінішній прямій текстурингу, я паралельно відкриваю модель у Marmoset Toolbag: налаштовую матеріали, освітлення, опції в’юпорта і дивлюсь, де потрібно змінити або доповнити текстури, відкоригувати Roughness, Diffuse, додати/прибрати контрастність тощо.

Зазвичай під час текстурингу в Substance Painter я використовую ту ж HDRI, з якою планую рендерити фінальний результат в Marmoset Toolbag.

Про композитинг: деталі, що дійсно змінюють сприйняття усієї роботи

Отримавши фінальні рендери, можна розпочинати compositing. На цьому етапі мені захотілось додати деяких «цікавинок», як от до прикладу волосся та легке світіння черевця. Волосся я швидкома згенерував за допомогою Ornatrix, а світіння додав, розмістивши в черевці сферу з еміссівом. Шляхом SSS ефекту, світло пробивалось зсередини, що додало нового цікавого акценту.

Також, я підсилив металічність крилець, отримавши більше бліків. На задній фон розмістив ту ж модель Insectalis, але з суцільним чорним кольором та низьким Roughness. Додав глибини картинці за допомогою туману та повітряної перспективи. Це коли у природі об’єкти, що знаходяться на великій відстані від спостерігача, мають більш блакитнуватий відтінок, або коли під час туману дальні об’єкти взагалі важко розрізнити. Це пояснюється тим, що на відстані до об’єкта в товщині цього масиву повітря знаходиться багато частинок пилу та вологи, що і надає такого відтінку об’єктам. Також додав розфокусу на частини тіла, що знаходяться трохи далі від камери. Для цього мені знадобився Z-depth pass. Звичайно depth of field можна було б додати одразу в Marmoset, але я вирішив зробити іншим способом: згенерувавши Z-depth pass за допомогою Fog в Marmoset.