Felikin

Привет. Я хочу рассказать из чего состоит 3D графика в играх. Я разберу лишь некоторые темы, которые по большей части относятся конкретно к работе 3D художников, а разбор этих тем будет очень поверхностным, без сложной теории и терминологии с наглядными примерами из игр.

Я написал это для тех, кому хоть немного интересно как устроена компьютерная графика в играх, а еще наверное для начинающих или желающих начать изучение 3D графики и геймдева в целом.

Начать наверное стоит с того что вообще такое 3D Модели.

Самое краткое и простое объяснение которое я смог бы дать: Объект состоящий из координатных точек, находящихся на трех осях XYZ, соединенных между собой ребрами и трехугольными плоскостями (полигонами), на эти плоскости, при помощи двумерных координат UV проецируются текстуры, это только малая часть того из чего состоит 3D модель, но основная.

3D Модели в играх разделяют по разному, я лично разделяю их так:

Модули - это такой вид моделей, предназначенный для сбора больших объектов (расположенных в игровом мире). Чаще всего из них собирают здания, коридоры уровней, пещеры, комнаты. Сборка объектов из модулей проходит в игровом движке, а не в 3D редакторе.

Пропсы - Объекты вроде стола, стула, урна, скамейка, фонарный столб, бочка, шкаф, контейнер - все это элементы окружения и их называют пропсами, они могут быть отдельными объектами, а иногда из нескольких деталей для вариативности.

Растительность - Можно было бы отнести это и к пропсам, но растительность немного сложнее, у них есть анимации или сложные шейдеры которые дают им подвижность. Растительность тщательней оптимизируют, в основном лодами - об этом я расскажу ниже.

Интерактивные или важные объекты - Объекты с которыми игроки могут взаимодействовать, сюда можно отнести и оружие, элементы снаряжения, экипировки, пульт управления или что то в этом роде. На них игрок чаще смотри, поэтому на них заостряют больше внимания чем простым пропсам.

Персонажи - Люди, животные, роботы, все что выполняет хотя бы примитивные команды и анимацию.

Помимо этого, есть еще и другие типы моделей, не предназначенных для использования в играх, вроде фотосканов, скульптинг, CAD модели

В современных играх модели окрашиваются полноценным материалом с несколькими текстурами, а не просто одной текстурой как думают некоторые игроки. Исключение - это игры со стилизованной графикой.s

Каждая текстура отвечает за определенные свойства. Так выглядит большинство физически корректных материалов:

Normal Map - передает рельеф, она никак не влияет на геометрию модели, влияет лишь только на то, как с этой поверхностью ведет себя свет.

Base Color или Albedo - текстура цвета, эту карту называют по разному а иногда она отличается и содержанием, помимо цвета на эту карту еще могут добавить тени.

Roughness - черно-белая маска, по ней определяется где у материала будет шероховатая поверхность, а где глянцевая.

Есть еще карты, но эти три наиболее часто используемые. Есть карта металлических свойств Metallic, есть карта Emissive - на ней обозначены участки свечения, Displacement - изменяет геометрию и создает реальный рельеф, Ambient Occlusion - мелкие затенения в углах геометрии. и еще много других.

Не всем, но возможно многим известен тот факт что модели и текстуры в играх используются по несколько раз, знаете ли вы насколько часто это происходит? Больше всего речь будет именно об этом, о том как игровые ассеты повторяются, как это прячут и зачем.

О модулях.

Модели сделанные чтобы собирать из них большие объекты. Представьте что у вас есть конструктор, но вместо мелких деталей и кубиков - цельные объекты: стена дома, окно, дверь, объекты в одном экземпляре, если вам нужно больше окон, дверей и стен то вы их копируете.

Как выглядят модули в деле, пример из игры Dishonored. Посмотрите на фасад голубого дома, паттерн облупившейся краски повторяется на всех этажах, кроме первого и последнего. Я считаю, что средние этажи сделаны одним и тем же модулем, потому как 3D художник не допустил бы таких повторов, если бы делал дом целиком.

Все здание (снаружи) состоит из такого списка моделей:

- Фасад первого этажа

- Фасад средних этажей

- Последний этаж с крышей (возможно раздельно)

- Несколько вариаций окон, включая открытые

- Несколько вариаций козырьков

- Мелкие детали, провода, крючки, трубы.

Из малого количество модулей можно сделать множество разных объектов, но чем меньше модулей - тем сильнее заметна их повторяемость. Вот еще здание из Dishonored, здесь видны те же козырьки, иной фасад, но повторения более явные.

Трудно назвать игру в которой не используется модули в той или иной степени.

Вот коридорный онлайн шутер Warframe, попробуйте оценить сколько здесь уникальных моделей:

Я насчитал как минимум 15, вместе с пропсами, некоторые объекты могут быть разделены на еще меньшие модули, поэтому на глаз точно не скажешь.

Одежда, прическа, бороды, голова и тело это отдельные модели которые комбинируются для создания новых неписей. Если у Геральта или другого персонажа открыта шея и присмотреться к ней во время анимаций, то можно заметить как иногда выступает шов от разделенной геометрии, что странно, в ведьмаке он есть даже у сюжетных персонажей, хотя у них целиком уникальная внешность, видимо благодаря этому мододелы провернули такое:

О том какие преимущества дает модульность:

- Экономия времени при создании контента. Художникам не приходится создавать множество разных коридоров или персонажей, они делают это в движке, уже из готовых деталей, правда от этого немного теряется уникальность.

- Экономия места на диске, модель и текстуры имеют один набор файлов, они не создаются дважды при копировании в игровом движке.

- Кастомизация. Благодаря этим модулям можно создавать множество вариантов объектов или персонажей.

Крутим, перемещаем, уменьшаем и прячем.

Различные манипуляции с одной моделью могут дать ей новый вид. При работе с моделями, в распоряжении Дизайнера уровней есть три простых инструмента: поворот, масштабирование, перемещение. Пример: Есть модель для окружения, скопируем ее, перевернем вверх ногами, затем увеличим размер, часть модели спрячем под землей и вот у нас на локации два почти разных объекта.

В Dishonored есть локация, королевская кунсткамера, с большими чучелами сов, размерами больше человека, там их было несколько штук, на одной видно составные части, сова разделена на три модели, тело и крылья.

А теперь другая локация, кабинет таксидермиста, все та же модель совы, отделили крылья и уменьшили в размерах, тело спрятали внутрь стеллажа и вот новый пропс.

5 лет назад, интернет обсуждал что в Skyrim'e маленькие столики это вкопанные в землю шкафы. Кто-то всерьез считал что это халтура, что от этого страдает оптимизация, а кого то даже бесил факт обмана.

эти 30 - 50 полигонов спрятанных под землю, повлияют на оптимизацию меньше чем еще одна модель для столика.

Одна текстура на двоих.

Частая практика, когда один материал может нести в себе текстуры для нескольких моделей. Например, у нас есть 3D модели инструментов, целый набор, зачем для каждой отвертки делать отдельный материал, это просто нерационально, если конечно нет задачи сделать каждый инструмент высоко детализированным и уникальным.

Overwatch, карта Кастильо, много домов на заднем и переднем плане, у каждого разные окна, маленькие, большие, дверцы балкона и полукруглые окна. Вот только все это разнообразие окон сделано из одного материала с разрешением текстур 128x512 px, а различие в формах придают за счет манипуляций с UV Разверткой.

Такое происходит часто с объектами одного или похожего типа.

Еще один пример, на карте есть много линий с узорами или грязи вдоль стен, это все декали - что это такое я опишу ниже. Такую текстуру иногда называют атласом, в данном случае это скорее атлас декалей.

В мобильных играх переиспользование материалов просто колоссальное, там часто делают стилизованную графику, где вся текстура это просто заливка цветом, с такой графикой можно обойтись 2 - 3 материалами на весь проект. Модель

Бывает что наоборот, на одну и ту же геометрию накладывают разные текстуры, можно получить новый объект или модуль, не создавая еще одной геометрии - но подобное делается редко, в первую очередь стараются минимизировать количество используемых текстурных материалов, игровая модель без этих материалов весит почти ничего.

В Dishonored, внутри помещений можно найти ободранные обои, используются одни и те же модели, им меняют текстуру лицевой стороны.

В играх, примерно 70% всех файлов это текстуры, как я уже писал раньше, чем чаще мы их переиспользуем - тем меньше будет весить игра. Если в сцене материал повторяется, то расходуется гораздо меньше ресурсов видеокарты. Все вышеперечисленное является главными аспектами в оптимизации игр.

Декали.

То что избавляет от следов оптимизации. Поверх часто повторяемых текстур накладывают другие. Текстура с альфа каналом (прозрачностью), чаще всего наложенная на один полигон, или методом проецирования. Пятна грязи, крови, подтеков, пыли, мелких деталей, болтики, дыры от пуль, трещины в стенах и ранее упомянутые тексты. Они нужны чтобы добавить на уровне детализации, разбавить повторяющиеся текстуры и объекты.

В Overwatch почти все декали кроме графити наносят через полигоны, здесь это видно особенно, текст отдалился от стены и парит в воздухе, если ставить полигоны слишком плотно друг к другу, то те начнут "драться" за отрисовку, появятся визуальные баги, правда тут с расстоянием они переборщили.

Вот интересный пример использования декалей. У дверных проемов есть небольшая впадина, вот только стена там идеально ровная а текстуры тайловые. Вблизи, особенно у пола можно заметить чем она создается

В Dishonored абсолютно все декали нанесены методом проецирования, тут например виден небольшой баг с определенного ракурса, облупившаяся краска падает на железную трубу. Кстати, присмотритесь к стене, видно как часто повторяется грязь на стене, тайлинг (об этом ниже), если бы не декали, это было бы еще заметней. Декали так же как и все остальное в игре, неоднократно переиспользуется.

Симметрия не только для красоты.

Тут скорее речь больше пойдет об overlapping'e. Что такое overlapping: схожая геометрия может использовать общий участок текстуры, полигоны в 2D накладываются друг на друга.

Пример, винтовка Эш из Overwatch выглядит симметрично с двух сторон, поэтому у нее одна текстура на обе стороны. Но можно пойти еще дальше, динамит имеет 6 одинаковых деталей и все под одним участком

На динамите можно увидеть надписи которых нет на текстуре, текст очень плохо дружит с симметрией, его буквально отзеркаливает, поэтому текст добавляют отдельно, как декали.

Оверлаппинг сильно экономит место на текстуре, его применение играет важную роль в создании игровых моделей. Если бы модель не имела симметричных элементов, пришлось бы жертвовать качеством или увеличивать количество используемых материалов. Даже если концепт модели почти весь асимметричен, то стараются добавлять повторяющиеся элементы

БОБ! Не стой в А позе! Небольшой ремешок и заплатка, все остальное у Боба зеркально:

Да, в данном случаи это А поза а не Т, между ними есть небольшая разница при создании анимации.

Тайловые текстуры и их смешивания.

Тайловая текстура или бесшовная текстура - это те текстуры которые можно растягивать на большие объекты, при помощи манипуляций с UV. Как только текстура заканчивается, она без видимых швов начинается с другого конца. Чем больше мы будем растягивать эту текстуру по модели, тем сильнее будут заметны ее повторения, чтобы снизить частоту этих повторов, тайловые материалы смешивают друг с другом в игровом движке, разными методами, чаще всего по Vertex Color - где цвета назначенные на вершины геометрии, выступают в качестве маски, по которым и смешиваются материалы, так же маской может служить и другая текстура, в первом случае нам придется увеличить число вершин, а во втором добавить еще одну текстуру.

Лучше всего смешивание тайловых материалов можно увидеть на земле и на стенах больших зданий

Более наглядный пример можно найти где нибудь в игре с открытой локацией, где видно землю без травы.

Я часто замечаю как новички в 3D пытаются текстурить большие объекты, здания через уникальные материалы, без использования тайлов, они удивляются почему текстура получается

такой размытой и шакальной при разрешении в 4к. Текстурирование зданий делается в преимущественно в движке при помощи бесшовных текстур их смешивания и декалей. Если нужен именно уникальный материал то придется очень часто использовать overlapping и увеличить полигонаж для швов.

Я вот думаю написать отдельную статью на тему методов текстурирования, разобрать то как смешивают материалы, используют тайлы, overlapping и декали для текстурирования разных объектов вроде зданий на заднем плане так и важных предметов в руках персонажей.

LOD'ы.

Level of Detail. Модели теряют свой уровень детализации по мере увеличения расстояния между объектом и камерой, снижается количество полигонов. Раньше лоды делали исключительно вручную, 3D художник создавал парочку упрощенных моделей одного объекта, сделать это несложно, просто сам факт того что в проекте росло число моделей да и к тому же трата времени. Сейчас в движках есть технологии которые генерируют лоды автоматически, применяется не всегда, из за своих минусов, бывает что автоматика слишком сильно "мнет" модель.

Случаи когда лоды не используют:

- Игрок не будет видеть объекты на больших расстояниях, только вблизи, такое может происходить в коридорных шутерах.

- Объект очень большой и часто находится в центре внимания, если он будет переключатся на упрощенную модель, это будет очень заметно.

- Объект и без того низкополигональный, если это простая коробка, то добавление лодов будет не рационально.

в Overwatch я заметил что лоды применяются только к персонажам и оружию, остальное не изменяется или происходит это слишком незаметно.

Анимация

Rigging - Процесс подготовки модели к анимации, создание оснастки, джоинтов или проще говоря скелета. Между скелетом для анимации и реальным скелетом внутри живых существ мало что общего, мы двигаемся благодаря мышцам, персонажи при помощи костей. Кости или джоинты есть далеко не только на персонажах, они применяются и в одежде для симуляции, в оружии, на любых других подвижных деталях.

Записанная анимация или же процедурная применяется именно к костям, а те уже в свою очередь двигают привязанные к ним вершины модели. Привязку вершин к скелету делает 3D моделлер/аниматор, этот процесс называется Skinning.

Я хотел добавить анимации того как это работает, но я уже дошел до лимита изображений, да и вообще эта тема тоже очень большая и всего тут не расскажешь одним постом.

Анимации как и другие игровые файлы также неоднократно переиспользуют, если персонажи имеют схожее телосложение для этого.

В Ведьмаке есть краснолюды и низушки, они одного роста отчего им дали общий риг и анимации, только низушки имеют более худощавое телосложение, это отражается на их популярной позе сложа руки, ладони низушек не касаются плеча.

У этих двух рас вообще довольно скудный набор поз и анимаций, не то что у людей, вот где угнетение.

Завершение

Как я и писал выше, это лишь поверхностный разбор с примерами, без сложной теории, дело в том, что каждая упомянутая тема содержит в себе очень большое количество информации. Возможно я сделаю более широкую версию статьи, но в другом месте, так как тут есть ограничения по блокам и картинкам, в зависимости от того как оценят.

Думаю у вас еще останутся вопросы, на какие то вопросы вы сможете сами найти ответы погуглив термины из моей статьи или спросите в комментариях, если знаю то отвечу.

Привет. Мой небольшой сказ о том как мне легко далось "взломать" страницу на фейсбуке, из за простой ошибки владельца аккаунта.

Как то днем пришло смс с кодом для входа на фейсбук, какой к черту фейсбук - подумал я, вспомнил что у меня есть аккаунт на нем, для галочки, думал что меня пытаются взломать, но смс пришло на второй номер, к которому я ничего не привязывал.

Захожу на фейсбук под своим номером и вижу чужой аккаунт, сразу подумал что владелец просто случайно ввел не ту цифру, попал на мой номер, но почему тогда я могу войти? Ведь должно же быть какое то подтверждение номера, он же не ввел код из моего сообщения, если только не перехватил СМС, на подобии того как описывали здесь.

В фейсбуке я не шарю, не знаю как это устроено и тем более то как можно было такое допустить. Поэтому решаю зайти на этот аккаунт чтобы отвязать свой номер и не возится с их тех поддержкой.

Сбросил пароль через смс и при входе фейсбук заподозрил неладное, для подтверждения личности соц сеть предложила мне три варианта:

1) Получить письмо на почту
2) Узнать друзей по фото
3) Попросить помощи у друзей

Ты серьезно? Ты позволишь мне найти людей по фоткам в те времена когда это делается за секунды, через всем доступные сервисы?

Фейсбук: Да. Вот тебе 5 друзей с 3 фотками и 5 вариантов ответа.

Я не буду говорить какой именно сервис для опознания лиц использовал, но он находил профили только в ВК, что не было проблемой, ведь у каждого его друга была страничка и там.

Почти любое фото щелкалось без ошибок, легче всего было опознать парней, а вот с лицами девушек приходилось немного угадывать (и это кстати интересно, девушки часто стремятся быть уникальными, при том что все на одно лицо), благодаря тому что они указывали свои настоящие имена, фамилии, город что у многих был одинаковый, множество селфи, информация о месте работы, учебе - это все упростило задачу.

Итог: Меня радужно поприветствовали как владельца аккаунта. Его друзья, сами того не зная, помогли мне взломать страницу.

Я получил доступ ко всей возможной информации и перепискам, более того, есть сайты и другие социальные сети на которые можно авторизоваться через фейсбук, переписки не стал проверять, а вот привязки посмотрел, где был сайт знакомств, зашел на него и получил еще больше информации, фотографии, переписки, ссылки на профили и тд. Я не стал лазить по всему этому и искать, есть ли там что-то для моей выгоды.

Просто хотел проверить, на сколько это просто, указать чужой номер, по ошибке или намеренно, отдать кучу информации чужому человеку. Отвязал свой номер и вышел, думал еще написать владельцу, предупредить, но боюсь он обидеться и будет ругать меня.

Вывод банальный: будьте осторожней со своей информацией в интернете

Привет. В моей предыдущей публикации было много вопросов, в основном это - "Сколько получает 3D художник" и "С чего и как начинать" В этот раз, я более детально распишу ответы на эти вопросы.

Зарплата - То ради чего стоит работать в этой или в любой другой сфере, но у многих 2D так и 3D художников есть еще такое понятие как энтузиазм и желание визуализировать свои фантазии, идеи. Иногда поработать ради набивания опыта и портфолио.

Сколько можно зарабатывать на 3D графике в месяц? - Очень сложно дать конкретный ответ, есть куча факторов влияющих на ваш доход, в первую очередь - это ваш опыт и портфолио, чем больше умений, тем соответственно больше предложений заработать. Так же зависит от того как именно работать, как фрилансер на удаленке или же в офисе игровой студии.

Не полагайтесь на те цифры что написаны на различных магазинах 3D моделей, потому что сделать модель так как хочешь ты, а не как заказчик - проще, к тому же они не уникальны. Перед тем как назвать цену я пытаюсь оценить платежеспособность заказчика, а также то сколько будет запар с моделью, оттуда уже и цена. Еще есть вариант брать не за саму модель, за проведенные часы работы над ней, не знаю на сколько это удобней.

Работа фрилансером - сидеть дома и искать заказы на различных сайтах, форумах. Наверное в 3D фрилансе меньше кидал чем в других, потому что заказчик может разглядывать модель как хочет, но при этом не получит ее пока не заплатит. Могу посоветовать искать заказы преимущественно на зарубежных сайтах, наши зачастую не знают и не понимают почему ваша работа такая дорогая, среди них очень много халявщиков - “инди геймдевщиков”

предлагают доход от прибыли игрового проекта, на этапе разработки ты ничего не получишь, как денег так и гарантий того, что они вообще будут. Бывают предложения и адекватнее, где инди проект с хорошими наработками и видимыми перспективами, иногда побывать в такой команде бывает полезно для опыта, но только иногда. Я видел примеры, где самоучки учат друг друга плохому.

Работа в офисе - здесь вы будете уже иметь фиксированную сумму в месяц, но уже с постоянным взором начальства и без домашних удобств, зачастую, требования для официального трудоустройства довольно жесткие, ну как минимум нужно иметь обширное портфолио. Подробно расписать тут не смогу, я даже не пробовал устроится официально, ибо у нас в городе даже некуда.

Как и с чего начать? Для начала: Определитесь с основным направлением в 3D.

Да, помимо моделирования для игр есть еще такое направление как - архивиз (архитектурная визуализация)

Пример качественной работы в этом деле:

План работ в архивизе немного отличается от геймдева, в чем-то проще или сложнее, нужно как минимум хорошо разбираться в настройке материала, рендеринга в своем софте, рендеринг такого кадра может занимать часы, а то и сутки в зависимости от сложности сцены и компьютерного железа, что-то пошло не так? -Все сначала.

Геймдев - Готовьтесь впитывать в себя множество информации, начиная от горячих клавиш в программах, заканчивая информацией о том, что происходит с вашей моделью в игровом движке. Русский геймдев беспощаден, каждодневно в группах по игровым движкам, а также на самом популярном форуме геймдева рождается очередная инди “студия” со своим “проЭктом”, чаще всего это игры из жанра хоррор, выживалка, многострадальные сталкеры, черные уровни с шестигранным фонариком и тому подобные. Процентов 70-80 умирают на этапе: “Установил Юнете, создал папку для проекта”. Задумки помельче, что-то типо катающегося шарика на андройде - выходят, но (чаще всего) не приносят создателю прибыли, хотябы как минимум дают какой то опыт и понимание этого дела.

Если выбрали именно это направление, в роли начинающего 3D геймдевщика - то найдите себе идею для игры или команду с уже сформированным составом и задумками, потому что легче всего изучать это на практике. Даже если вы не сможете создать что-то похожее на игру  - вам все равно надо как то опробовать процесс разработки.

Кстати говоря, 3Dешники очень востребованы среди инди команд, иногда их поиск ставят в больший приоритет чем программистов. Когда я начинал, в портфеле были убогие и не текстурированные модели, даже на них был спрос, хоть и не оплачиваемый...

Выбор основного софта - Как я и говорил в прошлый раз, дабы упростить себе работу и ускорить ее, понадобится не одна программа по 3D. Но, у вас в любом случае будет основная, где вы моделируете, запекаете и используете еще какой-то инструментарий. Вот некоторые из популярных: Blender 3D, 3ds max, Maya, Cinema4D, Modo, 3D Coat, houdini 3d, Zbrush (zmodeler). Какая из них лучше? - Ответ на этот вопрос можно получать бесконечно, от каждого 3Dешника он будет звучать по разному. Его можно сравнить с вопросом о том какая религия лучше - самым разумным ответом будет: никакая. Не так важен софт, как то как ты им владеешь.

Начинающим могу посоветовать посмотреть на все программы на равных, потом сделать свой выбор.

Проработайте свой пайплайн - Говоря простым языком: план вашей работы, от начальной болванки модели до финального рендера, можете записать документ дабы не забыть ничего вплоть до каждой галочки в настройке программы. В пайплайн входит всё программное обеспечение, то как переносятся модель, текстуры из одного 3D пакета в другой, настройки экспорта - импорта, то чего делать стоит в первую очередь или вовсе нельзя. Примерно так он может выглядеть - это пайплайн одного только экспорта модели из blender в Unity, писал для себя и знакомого, чтобы не забыть.

Подружитесь с английским языком - не обязательно на нем говорить, главное понимать. Это основной язык во всех программах, сайтах, блогах, форумах посвященных CG (computer graphics)

Изучите терминологию - Или сленг на котором говорят CG’шники. Топология, ретоп, риг, скининг, фейс, луп, бейк, рефы, меш, ао, дифузка. - эти и многие другие словечки могут задействовать в общении.

Изучите 2D редактор - фотошоп или что-то аналогичное, для создания и работы с текстурами к 2D редактору придется обращаться частенько. Я сам создаю текстуры в программе Substance Painter и Substance Designer, обе специализируются на создании PBR (что это я описывал ранее) текстур. Еще я пользовался и фотошопом и Gimp в данный момент остановился на krita и inkscape, для тех кто ищет бесплатные редакторы - советую в первую очередь посмотреть на них.

Я не имею каких-то художественных навыков, я не смогу нарисовать какие-то скетчи и концепты, эти навыки были бы очень полезны для создания стилизованной графики, а для такого рода текстур мне это особо никак не мешает:

Подружитесь с Google - В процессе изучения этого дела вас ждут сотни вопросов и непониманий, основным источником информации будет интернет, правильно формулируйте вопрос для поисковика, не находит ответ - попробуйте спросить на английском.

Подружитесь с другими 3D художниками, геймдевщиками - по возможности. Есть огромная куча форумов, вк сообществ, общих чатов (skype, telegram, discord) в которых можно общаться по общей теме, получить совет по трудно решаемому вопросу, но не стоит их сильно донимать.

В процессе обучения я часто слушал различные советы, среди них бывали и вредные, насколько они были вредные я понимал поздно, то есть - это вполне нормально, если вас не тянет слушать рекомендации от таких же новичков как вы.

Почти каждый год выходит какой то новый софт, со своим интересным инструментарием, различные обновления с новыми возможностями, посему - просто невозможно знать все о 3D графике, я лично даже свой основной софт полностью не могу изучить, есть кнопки которые я никогда не нажимал хоть и работаю в нем около двух лет.

Освоится в начале, а там дальше все не так сложно как может показаться.

Пока что все, скорей всего много чего упустил, недосказал, пишите вопросы, отвечу по возможности.

Всем привет. Я 3D художник, самоучка. Занимаюсь этим делом уже более года, моделирую преимущественно для видео игр, выполняю фриланс заказы, делаю модельки для магазинов и иногда пытаюсь сделать свою игру. В данной статье - если ее можно так назвать, я постараюсь раскрыть некоторые заблуждения касательно 3D графики в играх. Далее будет много нудного текста.

Полигоны, фейсы, трисы, вертексы? - В первую очередь модель состоит из вершин, да, не полигоны ибо они как раз таки и строятся из этих самых вершин. Вершина, vertex (вертекс) имеет в себе информацию о координатах в трех осях XYZ, помимо этого имеется информация о направлении ее нормали (лицевая сторона). Подробности сейчас будут лишними.

Собственно когда игрок направляет свою камеру в направлении модельки, GPU получает эту информацию о вершине, затем и начинаются построение треугольных плоскостей.

Первое и довольно распространенное заблуждение - модель состоит из квадратных поликов с четырьмя углами. На самом деле в полигоне может быть сколько угодно углов (вершин), но только в рамках 3D редактора, для удобства. Видеокарта все равно видит их триангулированными.

Почему рендерятся треугольники а не полигоны? - Одна из весомых причин - Геометрия, если я потяну один из углов квадратного листа он сомнется, в два треугольника. При создании модели с полигонами гораздо проще работать, просто нужно учитывать то, что игровые движки при импорте триангулируют модель автоматически, дабы не делать этих лишних процессов при рендеринге, автоматическая триангуляция может выдать не совсем нужный результат, особенно когда импортируешь модель с текстурными картами, опытный 3D моделлер делает триангуляцию вручную перед запеканием текстур и экспортом, дабы не иметь мелких косяков уже в движке.

Как тогда считать полигонаж модели? - Если модель делается для визуализации, то автор может указывать полигонаж именно в полигонах (четырехугольники) так как его модель скорей всего будет состоять исключительно из них, игровой моделлер может позволить себе беспрепятственно использовать в топологии треугольники, потому в его случае логичней назвать число трисов.

Также, у модели есть еще одна группа вершин, но уже не в трех а в двух осях - UV координаты. Двухмерное изображение переносится на трехмерную модель благодаря этим UV координатам. Полигоны что имеются на юви не участвуют в рендеринге но учитываются их вершины. Говоря достаточно простым языком, юви развертка это - выкройка одежды.

Слева окно юви координат, используется цветная текстура для удобства работы над разверткой. Любая манипуляция вершин слева приводит к смещениям текстуры по модели:

Второе заблуждение. Выражение "я под текстуры улетел" или "он в текстурах застрял" - абсурд, но нет времени и желания объяснять абсолютно всем, что сказанное ими не соответствует реалиям. Персонажи, машины, динамическое окружение - все это имеет дополнительную модель (collision, collider) отвечающую за столкновения с другими коллайдерами. Часто можно заметить в играх что персонаж упирается в невидимую стену или наоборот проходит ее, значит имеются несоответствия коллизии с рендер мешем. Хотя в любом случае, суть этой фразы уже всем понятна и нет смысла выражать ее иначе.

Частое заблуждение начинающих моделлеров - Чем меньше поликов на модельке тем лучше оптимизация - нет. Почти нет, экономить в трисах нужно не на модели а во всей игровой сцене, дабы делать это грамотно нужен какой то опыт и пайплайн. Раньше и меня тянуло резать вершины создающие малозаметные формы ради оптимизации, а потом я внимательно рассмотрел модели в популярных играх. Оптимизация страдает преимущественно из за большого количество материалов (текстурных сетов), шейдеров, освещения, теней, кода. Ну а трисов, конечно тоже должно быть в пределах разумного, но это не значит что надо делать все боксами да шестигранниками.

Средний полигонаж - тут все относительно, это может зависеть от стилистики игры, от того как часто и как близко будет виден предмет для игрока. Персонажи, они больше всего заслуживают внимания, среднее количество трисов на их моделях разнится от 13k до сотни тысяч, к примеру игра Assassin's Creed 3: Бенджамин Франклин-18k, Ли Чарльз-26k, Коннор-28k, Дезмонд-15k, Хэйтем-20k ( тысяч трисов). Как видите есть разница и иногда большая, например от того какая у них одежда и внимание к лицевой анимации в кат сценах, к примеру у Дезмонда нет никаких плащей или одежды что могла бы плавно колыхаться при движении персонажа, потому и хватило ему 15 тыс.

Джоэл. Главный герой игры “the last of us” 40 000 трисов, лицо и руки - основные места плотности сетки ибо нуждаются в качественной анимации.

Что касается объектов окружения, оружия, то там уже уже более высокая разница.

Модели с количеством более 70 тысяч трисов на персонажа чаще используются уже для визуализации, во время кат сцен, так же на тех самых тизерных роликах где в конце предлагают оформить предзаказ.

Текстура - разглядывая пиксели на модели вы на самом деле смотрите не на одну конкретную текстуру (если это не старенькая игрушка), а на материал, который создается с использованием нескольких текстур, вроде Base Color, Normal Map и прочих, характерных для PBR - physically based rendering (физически корректный рендеринг). PBR это довольно сложная тема для краткого описания, потому постараюсь не нудить: Используется почти во всех (99%) современных играх с реалистичной графикой. На одной модельке используется особый набор текстурных карт, состоящий как минимум из четырех, Base color - придает основные цвета модели, Roughness - карта отвечает за микро поверхность материала, придавая шероховатость или глянцевость, Metalness - карта металлических свойств, Normal - создает фейковые неровности на совершенно ровном полигоне, весь текстурный сет называют материалом. Это далеко не весь список а лишь основной, вот один из примеров PBR материала:

Всю игру можно сделать в 3ds max - Да, встречались мне такие люди, по какой то причине в их голове процесс разработки укладывается лишь один, когда то и где то услышанный софт по 3D. Для разработки полноценного персонажа порою хватает двух программ, но не для всех, некоторые владеют более пятью программами связанными с 3D и им проще работать, потому как есть моменты которые легче сделать там или в другом месте, как например замоделить в blender3d, развернуть в UVlayout, затекстурить в Substance Painter, отрендерить в Marmoset toolbag - это кстати то чем владею на данный момент я, довольно скромный список. И это только создание модели, дальше ее нужно импортировать и настроить в игровом движке, если это персонаж, то сюда можно вставить еще пару программ, например скульптить в Zbrush и анимировать в Maya, все это можно сделать и в том же blender3d, там даже есть свой игровой движок, при желании можно вообще не выходить оттуда, но как я уже сказал - некоторые процессы проще и быстрее в другом софте.

Я написал достаточно много, но не описал я еще больше. Скриншоты как мои так и с сайта с Artstation - кстати там можно увидеть полно примеров 2d, 3d как игровых так и рендеров (ссылку найдете в гугле). Спасибо за внимание