«При створенні анімації комах враховувати треба навіть вплив вітру». Як розроблялась надреалістична VR-гра про метелика

Привіт! Мене звати Альона Коваленко, я Project Manager в Kevuru Games. Чи мріяли ви колись провести хоча б кілька хвилин в ролі метелика і пережити ці омріяні відчуття справжнього польоту? До створення віртуального світу в такому симуляторі ми мали честь докласти зусиль і це один з найзахопливіших VR проєктів, над яким працювала наша студія.

Birdly Insects: на варті біорозмаїття

Зникнення комах — серйозна проблема, з якою ми стикаємося тут і зараз. Саме це твердження було основою для створення симулятора, який став частиною спеціальної виставки під назвою «Insects — secret heroes» у Центрі природи BirdLife у Нірасі. Він також був родзинкою подорожуючої виставки BirdLife «Take off for Biodiversity», що проходить приблизно в 50 локаціях Швейцарії протягом 2022 року.

Передісторія створення симулятора наступна. До свого 100-річного ювілею організація із захисту птахів та збереження місць їх проживання BirdLife Switzerland вирішила привернути увагу до важливості екологічної інфраструктури для Швейцарії. Мета у проєкту Birdly Insects особлива — допомогти суспільству задуматися про важливість комах у планетарній екосистемі та проблеми їх вимирання, що можуть призвести до екологічної катастрофи. Для цього потрібно було повністю занурити відвідувачів у середовище проживання комах і запропонувати їм взяти на себе роль однієї з них.

Окуляри віртуальної реальності дозволяють відчути себе метеликом, пролетіти над квітковою галявиною, а також дослідити дивовижний світ комах та рослин на відстані дотику. Трав’яний ландшафт перетворюється на авантюрні джунглі, де лише постійна увага, обережність та спостережливість допоможуть пройти неушкодженим.

Саме повна реалістичність навколишнього середовища може допомогти людині усвідомити та відчути всі перипетії та небезпеки життя комахи. Кожна травинка, кожна тичинка та кожна луска комахи повинні бути помітні. Щоб досягти такого рівня реалізму, швейцарська компанія Somniacs звернулася за допомогою до наших 3D-фахівців, у яких великий досвід моделювання та анімації.

3D моделі комах і птахів: як досягти максимальної реалістичності

Незважаючи на те, що наша команда неодноразово працювала над VR-проєктами, Birdly Insects був особливим. На відміну від інших комерційних або ігрових проєктів, ключовою особливістю цього симулятора була абсолютна реалістичність. Не умовна ігрова реалістичність, а саме фотореалістичність.

Дивлячись на 3D-модель метелика, у людини мало виникнути відчуття, що це справжня комаха, якимось чином оцифрована і додана в віртуальну реальність. Це стало обов’язковою умовою для того, щоб відвідувачі могли повністю поринути у світ дикої природи і забути про те, що вони знаходяться у якомусь приміщенні у дивних окулярах.

Нашій команді було надано численні референси від замовника, в числі яких були фото реальних комах, птахів та рослин з різних ракурсів, а також посилання на відео матеріали, що демонструють рухи комах та птахів у різних ситуаціях. Додатковим плюсом стала участь у проєкті дослідників природи та біологів, які надали кваліфіковані рекомендації про правильність відображення різних деталей моделей.

Особливості роботи та організація робочих процесів

Головний герой — чорно-білий метелик. Ви бачите весь світ його очима. Гіперреалізм необхідний для чіткого занурення в навколишнє і усвідомлення пропорцій: птах виглядає абсолютним велетнем порівняно з метеликом, кущі і трава для нього схожі на джунглі, він може побачити кожну колючку, кожен листок і квітку якнайближче. Ми намагалися, щоб люди, занурившись в цей світ, бачили його реальним, існуючим.

Наша робота була розділена на два ключових блоки — створення моделей та їх анімацію. У свою чергу, моделювання включало створення комах, рослин і птахів. Отже, структура команди виглядала так:

• Художники 3D-середовища створюють моделі рослин і комах;
• Художники 3D-персонажів (птахів) створюють моделі птахів;
• 3D-аніматори створюють анімацію для всіх створених моделей.

При цьому ми застосували класичний пайплайн для створення високореалістичних моделей:

• Схвалення бріфу;
• Створення високополігональної моделі;
• Створення низькополігональної моделі;
• UV mapping та запікання;
• Текстурування.

Перед початком кожного нового етапу результати попереднього узгоджувалися з клієнтом. Враховуючи різну складність моделей, вони створювалися з різною швидкістю, а художники працювали паралельно, представляючи результати тоді, коли вони були готові. Наприклад, створення птаха займало набагато більше часу, ніж моделювання оси. Необхідно було пропрацювати кожну пір’їнку і досягти максимальної анатомічної схожості з реальним птахом.

Після затвердження моделей до роботи долучилися аніматори. Використовуючи реальні відео птахів і комах, вони реалізували широкий спектр різних рухів для моделей. Політ, стан спокою, повзання — наші фахівці ретельно вивчали кожен рух на відео, знятих у дикій природі, для досягнення максимально реалістичного ефекту. Пайплайн створення 3D-анімації складався з наступних кроків:

• Рігінг та скінінг;
• Анімація.

Завдяки детальним референсам та відгукам кваліфікованих експертів з потрібних видів комах та птахів, наша команда змогла створити максимально реалістичні моделі та легко вписати їх у необхідне середовище.

Враження художників

Roksolana Kordiuk, 3D Animator

Крім референсів, що надав замовник, я ще передивилась безліч відео про те, як поводять себе птахи сорокопуди, флейтові птахи та зелені дятли, яких я анімувала. До цього дивилася ще відео, де якийсь чоловік слідкує саме за цими птахами і розповідає, як вони поводяться, тощо.

Але чітке ТЗ дійсно значно спростило роботу. Найскладнішим, напевно було робити Idle, як не дивно, бо в пташок дуже швидкі і різкі рухи, але водночас і плавні (більше в польоті). Треба було вловити кожен мікрорух і витримати цей баланс між різкістю і плавністю. Бо то пташка швидко повертається майже на 180 градусів, то завмирає і здається, що вона взагалі не рухається на референсі. Але в анімації так не працює: для того, щоб вона виглядала живою, потрібно її рухати, навіть, мінімально. І ось тут треба помічати навіть найменші рухи і намагатись повторити їх. Тому ключі на анімації стояли, як не через один, то через два кадри.

Dominik Biloshytskyi, 3D Environment Artist

На мою долю випало створення 3D моделей квітів та рослин, таких як дика троянда, дика морква та інших. Доволі цікаво було ознайомлюватись з референсами цих рослин, їхніми різновидами, палітрами кольорів та особливостями. Потрібно було обрати найбільш привабливі та водночас найпоширеніші образи, та почати клопітке відтворення у 3D. Моделювання рослин я розбивав на 3 етапи: спочатку створення стовбуру, гілок та коріння, потім — листя, а вже потім — квітів.

Кожен етап мав свої складнощі. Стовбур, наприклад, потрібно було відтворити максимально природньо, з відповідними до свого виду викривленнями, у деяких рослин — з шипами та іншими особливостями. Листя теж потребувало особливої уваги, потрібно було максимально наблизитись до їх коректної форми, кольору, шороховатості та навіть стану, в залежності від поїдання його різними комахами.

З квітами було не менш цікаво — окремо малювалась кожна пелюсточка з її градієнтами, налаштовувалась часткова прозорість, іноді навіть малювався пилок, який трохи насипало через вітер або трудяг-бджілок. Квіти, як і листя, повинні були розташовуватись максимально природньо, розподілятись в правильних місцях відповідно до оригіналу, і з’єднуватись з гілками та стовбуром як і у житті, у так званих квітконіжках. Цим чудовим проєктом я справді насолоджувався, адже світ флори та фауни надзвичайно цікавий, різнобарвний, зі своїми дивовижними правилами та моментами.

Oleksii Milykh, 3D Animator

Я робив анімацію для метелика-махаона (головний герой) та ще ряду інших комах. Варто відзначити, що проєкт проходив взимку, і у команди, як правило, не було можливості вийти на вулицю і подивитися «все наживо», зняти додаткових референсів. Ні для кого не секрет, що самі аніматори часто відтворюють деякі рухи в майбутній анімації, щоб відчути динаміку і потім вже передати це в 3D редакторі. Але в нас немає жодного актора, хто зміг би зіграти комаху, тому основним джерелом були референси від замовника. Вони розглядалися покадрово, щоб відстежити поведінку та динаміку руху кожної комахи, її особливості та відмінності від інших.

З труднощів, з якими зіткнулися, було те, що багато цих комах оточують нас в реальному житті, але ми абсолютно нічого не знаємо про їх поведінку. Нерідко виявлялося, що наше уявлення про те, «як це має бути» сильно відрізнялося від того, що ми бачили на референсах. Ще однією особливістю було те, що комахи рухаються зовсім не так, як звичні для нас тварини. Навіть той же кімнатний хом’ячок набагато ближчий до фізики та динаміки руху слона, ніж до жука чи метелика.

Вся справа в масі. Ми звикли, що у тіла є маса та інерція, яка істотно впливає на динаміку руху. Але коли ти працюєш з комахою та її дуже легким тілом, то швидше доводиться враховувати вплив вітру на анімацію поведінки, ніж на інерцію від маси комахи.

Ще однією відмінністю комах можна відзначити їх нерухомість. Навіть коли ви абсолютно статичні та нерухомі — ви все одно рухаєтеся. Рухається грудна клітина або живіт під час дихання, ви «бігаєте очима» і моргаєте, постійно балансуєте свою вагу на ногах, щоб зберігати рівновагу... Так ось, у комах цього не спостерігається. Вони можуть перетворитися на абсолютно нерухомий об’єкт, в який вам захочеться тицьнути пальцем, щоб перевірити: «воно живе чи ні?» Так що завдання полягало ще й в тому, щоб знайти «золоту середину» — між реалістичністю та правдоподібністю.

Все було дуже цікаво: дивитися референси і пізнавати цей світ. Я ще ніколи не відчував такого, коли моя робота — дивитися і розбиратися, як метелик махає крилами. А мені за це ще й платили. Це був мій улюблений жарт на цьому проєкті!

Mykhailo Verovkin, 3D Enviroment Artist

Виходячи з того, скільки референсів надали замовники по кожному жуку — стало зрозуміло, що підхід до скульпту повинен бути ґрунтовним і максимально точним. Що підтвердилося одразу у відповідях замовників. Довелося буквально вивчати анатомію кожної комахи. І в результаті це виявилося надзвичайно захоплюючим процесом — втілювати мікросвіт у макро. Скульпт — це звичайно ж основа, але те, як наші хлопці впоралися з текстуруванням — вище всяких похвал, жуки виглядають гіперреалістичними. Ну і анімація — я теж у захваті, як все ожило залітало, зарухалось. Я дуже задоволений, що взяв участь у цьому проєкті.

Результат роботи

Робота над VR-проєктом Birdly Insects тривала три місяці. За цей час наша команда створила 23 повноцінні моделі рослин, комах і птахів з анімацією. Створені нами моделі вийшли максимально схожими на надані референси, що дозволило досягти ключових цілей замовника і зробити симулятор надзвичайно імерсивним, щоб відвідувачі могли повною мірою відчути життя комахи. Симулятор з ентузіазмом сприйняли багато музеїв у різних містах Швейцарії, він привернув широку увагу громадськості до ролі комах у світовій екосистемі.

Підписуйтеся на Telegram-канал @gamedev_dou, щоб не пропустити найважливіші статті і новини