Моделирование трехмерных объектов со стороны выглядит завораживающе — из сетки треугольников или шара художник лепит что танк, что птичку для какой-нибудь Angry Birds. За выяснением нюансов работы 3D-художника Onliner приехал в гости к одной из старейших геймдев-студий Беларуси — Steel Monkeys. Художник-дизайнер компьютерной графики Руслан Осипов и главный дизайнер Сергей Хлыстов рассказали, что не так с мобильным «железом», почему одно лишь оружие в Call of Duty состоит из пятидесяти тысяч треугольников и что идти в 3D-художники просто ради денег — идея очень плохая.
— Насколько важно уметь просто хорошо рисовать на бумаге?
Руслан: Многие считают, что это нужно. Видят в специальности слово «художник» и сразу думают, что надо от руки рисовать. Людей это отпугивает. На самом деле, в случае с 3D гораздо больше технического процесса, чем творческого. Многие ведущие 3D-художники изначально пробовали себя в 2D. Не получалось, но желание работать в сфере осталось, и они перешли в 3D. Вообще, если умеете рисовать, то плюсом это будет: при создании скетчей, например. Однако обязательного требования нет. Я, например, умею рисовать, но в работе это ни разу не пригодилось.
— В чем этот технический процесс выражается?
Руслан: Есть олдскульный моделлинг: 3ds Max, Modo, Maya, Cinema 4D и так далее. Там просто представлены инструменты, которые ведут себя по-своему. Знаешь особенности каждого — и выстраиваешь топологию модели, ее форму. Техничность заключается в том, что если взять какой-нибудь подробный урок по моделированию и педантично повторить — на выходе получим результат, максимально приближенный к уроку, в отличие от рисования, где нужно контролировать длину, кривизну, толщину и кучу визуальных параметров каждой линии.
Другой вариант — скульптинг. Здесь уже понадобится хотя бы минимальное умение рисовать, чувство объема и пропорций. Возьмем, допустим, пакет ZBrush — он позволяет создавать объекты примерно так, как художник лепит их из глины. Берется форма, и из нее выстраивается топология.
— Расскажите о рабочем процессе. Гейм-дизайнер дает вам задание сделать модель. Что дальше?
Сергей: Давайте расскажу на примере нашей I, Viking. Все пляшет от концепта. Сперва появляется идея — от гейм-дизайнера, директора, продюсера. Они передают свое видение продукта концепт-художнику, который создает множество набросков, допустим, персонажей, домика или мира игры.
Здесь возникает обилие нюансов. Как известно, викингов обычно изображают в шлемах с рогами. Но на самом деле это неправда. И на текущем этапе мы должны решить: делаем как принято в культуре или берем исторический образ. Выбор крайне важный — нужно предугадать, чего больше хотят игроки. А иногда просто по наитию движемся: вот персонаж с рогами, вот без — какой больше нравится, такого и берем в работу.
Итак, мы выбрали викинга. Дальше концепт-художник создает развертку: вид персонажа во всех проекциях — сверху, снизу, сбоку, спереди, сзади. Затем это передают 3D-художнику. Вот почему хорошо рисовать ему не нужно — за него уже все сделано. После по проекциям создается модель, которую вы уже увидите в игре. Но это в идеальных условиях. А бывает, что команда маленькая или у проекта маленький бюджет — и тогда чем больше всего умеет один человек, тем, конечно, лучше. Хотя пока он занят одним делом, другие навыки простаивают.
Уже после утверждения концепта иногда приходится что-то менять. 3D-художник в любом случае интерпретирует задание и концепт по-своему. В результате модель может сильно отличаться от того, что было задумано изначально. Концепт-художник обычно рисует персонажа во всей красе, с обилием мелких деталей, а не так, как будет выглядеть низкополигональная модель. И 3D-художнику нужно решить, какие детали стоит отмоделировать, какие можно просто отрисовать на текстуре, а какие не нужны.
— Что обычно ухудшают в модели?
Руслан: Зависит от того, как модель будет использоваться в игре. Всегда перед началом моделирования я уточняю, где и под каким углом игрок увидит объект, на каком расстоянии, будет ли он использоваться помимо просто статичного кадра. Допустим, объект прилегает к стене — в итоге заднюю часть можно не моделировать, она ведь не видна. Тогда уже на начальном этапе можно определить степень прорисовки. Если говорить о персонажах, то часть деталей переносится на текстуры — это все для экономии геометрии и полигонов, самой дорогой вещи в игре.
— Давайте подробнее об этом. Полигоны — это треугольники, из которых состоит любая модель, правильно?
Сергей: В общем, да. У одного персонажа в I, Viking порядка шести тысяч треугольников. В мире компьютерной графики из них можно создать абсолютно любую форму: сферу, куб. Вопрос только в количестве полигонов — чем мощнее «железо», тем больше их можно использовать и, соответственно, тем выше качество модели. Расстояние до объекта, на котором начинаешь замечать те самые треугольники, становится очень маленьким.
— Сколько полигонов у модели в какой-нибудь известной AAA-игре?
Руслан: В Call of Duty: Black Ops 3 автомат Калашникова состоит из пятидесяти тысяч треугольников. Как правило, в шутерах всегда лучшая проработка у оружия и рук героя. Дальше идут персонажи, которые бегают рядом, — да, они тоже отлично прорисованы, но оружие все же на первом месте по качеству.
Сергей: Дело в том, что оружие постоянно на экране. Когда разработчики принимают решение о количестве полигонов в той или иной модели, они руководствуются мощностью «железа» и важностью объекта в кадре. Если объект находится ближе всего, а в шутере от первого лица автомат занимает 20% экрана, то команда решает: «Да, это стоит того, чтобы потратить пятьдесят тысяч треугольников».
К тому же используется много хитростей, чтобы все сделать красивым и сильно не нагрузить систему. Скажем, когда камера отодвигается от объекта, тот мгновенно заменяется низкополигональной версией, с меньшим качеством текстур. Игрок видит вокруг себя только небольшой участок высокополигонального мира.
— То есть сначала вы делаете низкополигональную версию, а затем навешиваете на нее мелкие детали?
Руслан: Наоборот, сначала делаем высокополигональную и уже от нее отсекаем детали. Здесь мы не считаем треугольники: главное, чтобы было максимально красиво. На ее основе делается модель с более крупными треугольниками, которая и станет игровой. Для дальних планов от игровой модели отсекаем еще большее количество деталей.
Есть интересный момент с так называемой картой нормалей. Мы переводим высоту, ширину и глубину в цветовой канал RGB. Через смешение этих каналов можно сделать отображение любой геометрии, то есть на карте нормалей будут обыгрываться свет и тень. В результате это дает иллюзию объемной модели, в то время как она плоская. Под углом, конечно, вы сразу заметите обман, но если смотреть перпендикулярно, создается впечатление высокодетализированного персонажа (швы, заклепки, складки на одежде, фактура ткани).
Сергей: Чтобы проще понимать: представьте высокополигональную модель как идеальную сферу, а низкополигональную — как многогранник с четко видимыми уголками. Но с помощью освещения через карту нормалей можно замаскировать все так, что многоугольник будет казаться вам шарообразным.
Руслан: Также один нюанс с текстурами. 3D-объект нужно будто бы развернуть — как сборную модель из картона разложить до плоского состояния. Допустим, текстура для цилиндра выглядит как два круга — сверху и снизу — и прямоугольник, который будет обволакивать каркас. После развертки можно дорисовывать текстуры прямо на самой модели, например в Substance Painter или Quixel Suite.
— Смартфоны чуть ли не каждую неделю бьют рекорды в бенчмарках, есть устройства с 10 ГБ оперативной памяти. Этого все равно мало для качественной графики?
Руслан: Даже если рассматривать только флагманские аппараты типа iPhone X, то и там будут очень серьезные ограничения. Как правило, приходится экономить на текстурах, иначе получите провисание по памяти.
Сергей: Одно из самых узких мест топовых смартфонов — обработка постпроцессинговых эффектов. Это то, что делает графику на ПК приятной и естественной: обработка теней в реальном времени, цветовые корректировки, лучи солнца. На мобильных устройствах такие вещи реализовывать пока что нецелесообразно. На том же iPhone X разрешение экрана примерно на 20% выше стандартного геймерского Full HD-монитора.
Если вы запустите все эти эффекты на смартфоне, то будет перегрев устройства и быстрый разряд батареи. И пусть картинка окажется очень похожей на графику компьютерной ААА-игры — вы получите смешной показатель частоты кадров в секунду.
Руслан: В случае с ПК по поводу ресурсов сейчас особо не переживают, мощностей хватает. А для мобильных платформ приходится делать по три-четыре варианта модели с разной степенью детализации.
— Сколько времени уходит на одну модель? Если считать в среднем.
Руслан: Ресурсозатратные вроде главного персонажа можно делать под двадцать дней. Это если начинать с высокополигональной модели, делать несколько версий, накладывать текстуры и так далее. В мобильной игре обычно справляемся за неделю.
Сергей: В случае с моделью для компьютерной игры много времени уходит на скульптинг: ее нужно «пролепить» до последней пуговицы, зато потом она хорошо редактируется.
— Для VR-игр есть особенности?
Руслан: Каждый кадр рендерится [процесс отрисовки. — Прим. Onliner] два раза — по отдельности для каждого глаза. За счет этого и ресурсов требуется намного больше. Самые жесткие ограничения — в мобильных VR-проектах. Мало того что он мобильный, так еще и ресурсы надо экономить для двойного рендера.
Сергей: Из других особенностей — картинка выглядит немножко не так, как мы привыкли. Допустим, масштаб объектов меняется: тонкие объекты типа столбов кажутся очень толстыми, хотя на обычном компьютере вроде ничего не выделяется.
— Где получить образование 3D-художнику?
Руслан: Насколько я знаю, такой специальности нет не только в белорусских вузах, но и в зарубежных. В нашей белорусской Академии искусств (БГАИ) на дизайнерском факультете есть специализация «Дизайн виртуальной среды», но там все же широкопрофильная подготовка, а не узкоспециализированная. Конечно, существует много курсов, но вот прямо диплома вуза с надписью «3D-художник» у вас не будет. Сейчас весь костяк, который начинал в девяностых и нулевых, — это юристы и экономисты. Приходили в индустрию, начинали с нуля, а сегодня дошли до BioWare, Blizzard и Голливуда.
Я лично открыл 3ds Max в 2004 году, мне анимация была интересна. С обучением все оказалось непросто: интернет совсем не в том виде, как сейчас, информации мало. Потом в армию пошел, вернулся — стало не до этого: занялся архитектурой и мебелью. И как-то вернулся снова к 3ds Max, взялся за дело более серьезно.
Важно понимать, что сюда случайные люди не приходят. В отличие от программирования — там люди опьянены зарплатами, многие идут туда просто ради заработка. В 3D-графике нужно ясно понимать, что тебе нравится сфера и ты готов этим заниматься.
Сергей: Попробую объяснить, почему так происходит. В 3D-моделировании огромное количество инструментов. Да, есть инструкции, но вариантов по смешению и комбинациям этих инструментов просто множество. Изучаешь все это, чтобы быстро что-то сделать, однако рано или поздно остановишься, потому что нет творческой жилки. Если тебя обучили молотком и долотом только дырки пробивать, то «Джоконду» ты не выстругаешь. А когда поймешь возможности инструментария, появится творческое мышление, желание экспериментировать. Когда человеку не нравится его работа, он в конечном итоге все равно проиграет тем, кто получает удовольствие от нее.
Читайте также:
Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!
Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!
Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. nak@onliner.by