5.0. Omówienie modeli zagęszczonych

Gracze oczekują, że gra, którą kupią będzie miała „dobrą grafikę z dużą ilością detali”. Sprostanie temu zadaniu, nie jest tak łatwe jakby się to mogło wydawać.

W etapie tworzenia modelu basemesh można wyodrębnić dwa osobne podetapy:

  • nadanie pożądanego kształtu bryłom dokładniejsze podziały, zaokrąglenia, przejścia form, nadanie charakteru danym częściom,
  • dodania pomniejszych detali śrub, gwintów, drobnych wcięć, ząbkowania.

Nadawanie kształtu polega na doprecyzowaniu sylwetki, odpowiednim nakreśleniu wszystkiego tego, co powinno się znaleźć na modelu, aby odwzorowywał autentyczny obiekt. Oraz dookreśleniu elementów, których proporcje, wymiary i kształt wyznaczył whitebox.

Następnie przechodzimy do detalizacji, która nie polega na rozsypaniu po powierzchni tysiąca małych obiektów, ale na umiejętnym ustawienie małych części tak, aby dopełniały te większe.

Tak przygotowany model nie nadaje się jeszcze do przepalenia, jednak posiada dokładnie wszystkie elementy, nakreślonych kształt i charakter powierzchni jak i sposób ich wygładzenia.

Jeśli model basemesh jest tworzony w programie do polygonal modeling polecam oparcie siatki na czworokątach (quad). Dzięki temu łatwiej będzie operować siatką w następnej fazie, którą jest tworzenie modelu zagęszczonego highpoly.

Basemesh wraz z siatką (wireframe); Tak przygotowany model można zagęścić tworząc highpoly.

Czytaj więcej

5.1. Istotne elementy modelu

Przyglądając się dowolnej broni, łatwo dostrzec, które elementy są istotne kluczowe dla modelu. Świetnie widać to w starszych grach lub grach mobilnych. W wyniku ograniczeń technicznych (ilość trójkątów, rozdzielczość tekstur, rozdzielność i wielkość wyświetlaczy), artyści byli zmuszeni do wyciągania esencji. Część zbędnych detali była pomijana, a te kluczowe podkreślane.

Dzisiaj, gdy dotarliśmy do etapu rozdzielczości na tyle dużych, możemy bez problemy pokazać wszystkie detale z rzeczywistych broni (a nawet przy dodaniu wielu dodatkowych). Mimo to ciągle musimy pamiętać o wydobywaniu esencji. Wybieraniu tych form, kształtów i obiektów, które są ważne i uwypuklanie ich.

Oczywiście, oprócz detali kluczowych, dochodzą inne – pomniejsze. Analizując dowolny model, warto stworzyć sobie hierarchię ważności – piramidę. Dzięki temu, będziemy mogli w łatwy sposób określić, które rzeczy są istotne i decydują o innych.

<b>Heckler & Koch HK69A1 - 40x46mm</b> [online]. <i>źródło: http://www.imfdb.org/wiki/Heckler_%26_Koch_HK69A1_grenade_launcher</i>
Piramida ważności dla granatnika HK 69A1 Grenatpistole
Aktualne tendencje w tworzeniu broni wymagają stałego wzbogacania, dodawania dużo ponad to, co znajduje się na fotografiach / referencjach (oczywiście z głową i umiarem). Większość rzeczywistych broni ma stosunkowo prostą budowę dodanie odpowiednich elementów uatrakcyjnia model dla przeciętnego gracza. Także w tym przypadku, należy umieścić te obiekty w hierarchii, aby nie były konkurencyjne, ale odpowiednio współgrały z całością.

Reno Levi. <b>Call of Duty - Ghosts</b> [portfolio online]. 2013, <i>źródło: https://www.artstation.com/artwork/2qaA</i>
Model broni z dużą ilością „wizualnych dodatków”; Taśmy i inne nadprogramowe obiekty dobrze korespondują z całością
W oparciu o hierarchię ważności, powinniśmy tak manewrować elementami, aby model odwzorowywał to, co ustaliliśmy w naszym rankingu. Najprostszym sposobem manipulacji może być zmiana skali im ważniejszy element, tym większy.

Valve Corporation. <b>Portal 2</b> [PC]. Valve Corporation, 2011, <i>źródło: http://www.playstationlifestyle.net/2011/01/21/hop-into-a-new-world-with-portal-2-screenshots/portal-gameplay-03/</i>
Mechanizm, który „emituje” promień jest duży, widoczny ‒ jest najistotniejszy w tym modelu; Pozostałe elementy są mu podporządkowane

Czytaj więcej

5.2. Skala elementów

Pozy dobieraniu skali elementów, należy również wziąć pod uwagę fakt, iż im dalej znajdują się one od kamery, tym mniej miejsca zajmą na ekranie (zgodnie z perspektywą). Jeśli te elementy są istotne (np. muszka) można delikatnie je powiększyć. Nie należy jednak przesadnie powiększać oddalonych części, gdyż spowoduje to zachwianie proporcji całej broni (nabierze wyglądu mocno kwadratowej formy).

Podobnie, jak opisywałem przy budowaniu sylwetki, zbyt gęste linie, równoległe do krawędzi ekranu, stanowią problem. Wynikłe z tego artefakty bardzo drażnią oko obserwatora, dlatego umiejętnie należy przeprojektować pewne fragmenty broni tak, aby lepiej i bardziej funkcjonalnie prezentowały się w kadrze. Dobrym rozwiązaniem jest zmniejszenie ilości podziałów lub powiększenie odstępu między nimi. Wielkość korekcji danego fragmentu zależy od jego odległości od kamery i kąta pod którym jest ustawiony.

Przykładem może być redukcja ilości wcięć z boku pistoletu lub na lufie Tommy Gun.

Duży skrót perspektywiczny i oddalenie obiektu od kameryw skrajnych przypadkach – dopuszcza nawet zamianę kół na elipsy. Taka zmiana może korzystnie wpłynąć na wygląd w rzucie FPP dany kształt będzie sprawiał wrażenie okrągłego i będzie lepiej widoczny.

Czytaj więcej

5.3. Moduł i wielkość minimalna

Aspektem, który również warto poruszyć, jest budowanie elementów, w oparciu o moduł. Tak rygorystyczne podejście nie jest zbyt popularne, natomiast warto mieć je na względzie. Gdy ustalimy pewną wielkość minimalną (przykładowo, średnicę najmniejszej śrubki), pozostałe wielkości powinny w jakiś sposób wynikać z jej wymiaru (przykładowo: średnica Lufy jest równa średnicy 3 śrubek, szerokość rączki to 10 śrubek, spaw  to ½ śrubki itp.). Jest to mocno utopijne założenie, ale trzymanie się pewnego modułu gwarantuje bardzo spójny wygląd. Jeśli nie dla całej broni, warto je chociaż stosować dla pomniejszych detali (śrub, pokręteł, guzików, mniejszych cylindrów). 

Dopuszczalne jest umieszczanie bardzo drobnych detali, wcięć, inkrustacji itp, jednak należy brać pod uwagę, czy te elementy nie będą generowały szumów (noise).

Czytaj więcej

5.4. Modelowanie per-pixel

Ze względu na fakt, że mamy do czynienia z grafiką wektorową (w tym wypadku 3D), twórcy często zapominają o skali docelowej, a także o sposobie, w jaki dany obiekt będzie widoczny/wyświetlany.

Ubisoft Montpellier. <b>Rayman</b> [Playstation]. Ubisoft, 1995, <i>źródło: http://www.firerank.com/liste/lequel-de-ces-jeux-vieux-de-20-ans-vous-rend-le-plus-nostalgique-photos/3966</i>
Mimo, iż gra ta jest dwuwymiarową platformówką, idealnie pokazuje możliwości kryjące się za pikselami; Zaburzona skala obiektów wynika z chęci lepszego ich wyeksponowania (np. kłódka)

Medium, w jakim jest utrwalone dane dzieło, ma duży wpływ na jego wygląd. W malarstwie to płótno i farby, w rzeźbie materiał, który użyto do jej stworzenia itp. Przy modelowaniu do gier wideo warto wziąć pod uwagę ekran rozdzielczość docelową z jaką będzie wyświetlany dany obraz.

Broń w grze widoczna jest w niemalże niezmiennej skali (zajmuje ciągle te samą powierzchnię) dlatego możemy łatwiej określić, czy dany detal nie będzie zbyt mały w stosunku do ilości pikseli na niego wypadających. Takie bardzo technologiczne spojrzenie pozwala na tworzenie zgranych, spójnych modeli. Modelowanie per-pixel przypomina trochę pixel-art przy użyciu grafiki wektorowej. Będąc świadomi możliwości i ograniczeń matrycy, możemy podjąć świadome i mądre decyzje.

Do najistotniejszych parametrów, determinowanych przez matrycę należy:

  • skala elementów (Czy dany obiekt jest dostatecznie widoczny? Czy jego odbiór w danej skali jest jasny? Może warto powiększyć niektóre elementy?),
  • kształt (Czy broń posiada zrozumiałą, klarowną formę będąc wyświetlana w docelowej skali na ekranie? Może lepiej zrezygnować z części detali na rzecz fragmentów bardziej ikonicznych?),
  • poziom zagęszczenia detalu (Czy małe elementy lub zbyt kontrastowy detal generują niepotrzebny szum (noise)?),
  • szerokość zaokrągleń krawędzi (bevel),
    • ostre krawędzie potrafią generować artefakty – ząbki,
    • zbyt ostre krawędzie, powodują zmniejszenie ilości odbijanych refleksów, skutkuje to trudnościami z określeniem tworzywa z jakiego jest wykonany dany element więcej informacji,
    • jeszcze jednym, niesamowicie istotnym powodem, dla którego warto bardziej zaokrąglać krawędzie, jest rozdzielczość tekstury. W sytuacji, gdy na nasz bevel wypada jedynie kilka pikseli na UV model po przepaleniu będzie bardzo kanciasty (będzie sprawiał wrażenie pozbawionego normal mapy). Szerokość zaokrągleń (bevel) powinna iść w parze z wielkością UV. Im mniejsza rozdzielczość, tym model powinien być bardziej zaokrąglony,
    • krawędzie powinny mieć różny stopień wygładzenia w zależności od odległości od kamery. Jest to spowodowane ilością pikseli wypadających na dany fragment broni, a także antyaliasingiem. Elementy oddalone – te z przodu broni (lufa, muszka, tłumik) – powinny mieć bardziej wygładzone krawędzie, podczas gdy te znajdujące się bliżej kamery (kurek, zamek, pokrywa komory zamka) powinny być bardziej ostre.
Racer 445. <b>Normal_edge_thickness</b> [online]. <i>źródło: http://wiki.polycount.com/wiki/Normal_Map_Modeling#Edge_Thickness</i>
Przykładem obrazującym te zasady może być ten obrazek zaczerpnięty z polycount.com

Czytaj więcej

5.5. Kontrast

Prawie wszystkie dzieła sztuki w jakiś sposób opiera się na kontraście. Zestawianie dwóch przeciwstawnych elementów jest dla nas interesujące.

Kontrast to jeden z najlepszych sposobów zwiększenia wizualnej atrakcyjności projektu. Ponadto uwidacznia on zależności pomiędzy różnymi elementami. źródło

W tym wypadku podkreślone zostały różnice gładkości powierzchni drewna (wypolerowany, obły) i metalu (ostry, cięty)

Uzyskanie kontrastu (różnorodności) w kwestii materiałów / tworzyw jest zagadnieniem kojarzonym przede wszystkim z teksturowaniem. Mimo to, sam model jest w stanie dostarczyć nam wielu informacji, z jakiego tworzywa jest stworzony. Najprostszym odwołaniem się, może być rzeźba renesansowa. Widać ewidentne różnice w partiach materiału zestawionych z partiami ciała. Podobne sztuczki możemy zastosować przy modelowaniu broni.

Podstawowe pytanie jakie warto sobie zadać brzmi – Które elementy warto od siebie oddzielić, skontrastować je? Aby odpowiedzieć na to pytanie można posłużyć się jednym z następujących kryteriów:

  • zróżnicowanie poprzez stopień zużycia np. nowe a zniszczone,
  • zróżnicowanie poprzez tworzywo z jakiego zostało wykonane np. plastik a metal,
  • zróżnicowanie poprzez sposób wytworzenia/produkcji danego elementy np. metale odlewane, a tłoczone.

Gdy już wiemy co będziemy od siebie oddzielać, należy określić sposób, czym dany kontrast uzyskać. Może to być:

  • ilość detalu np. metale gładkie, plastiki chropowate,
  • szerokość zaokrągleń (bevel)  np. elementy zużyte: wygładzone,  elementy nowe: ostre,
  • ilość podziałów np. skóra: wielu małych kawałków, metal: pojedyncza duża forma,
  • skalę np. metal: drobne fragmenty, plastik: duże płaszczyzny,
  • sposób połączenia z główną bryłą np. odlewane metale: zlane z innymi bryłami,  chrom: niezależny.
Pedro Amorim. <b>Homebrew Shotgun</b> [portfolio online]. 2014, <i>źródło: http://www.edgesize.com/index.html</i>
W tym modelu artysta uzyskał kontrast ze względu na poziom zniszczenia; Drewno jest uszkodzone, natomiast metal jest prawie niezdeformowany
Ewa Brzozowska. Sztuka kontrastu. blog.racymind.pl [online]. 2014.
źródło: http://blog.racymind.pl/design/sztuka-kontrastu/

Czytaj więcej

5.6. Mikrodetal

PBR wymusza na nas tworzenie szczegółowych, udetalizowanych normal map. Oczywiście, część detalu może zostać narzucona podczas teksturowania, nie na etapie highpoly. Nie tylko daje to większą możliwość późniejszego manewrowania owymi detalami, ale także pozwala na tworzenie mniej zagęszczonych modeli highpoly (mniej zagęszczone modele szybciej się wypalają, a także pozwalają na płynną pracę przy słabszym sprzęcie).

Do rzeczy, które warto dodać na normal mapie należą:

  • microsurface details bardzo drobne wybrzuszenia, rysy, wszystko w prawie mikroskopijnej skali,
  • faktury materiałów splot tkaniny, chropowaty plastik, itp.,
  • napisy / loga,
  • patterny określony, powtarzający się wzór, np. tłoczenia na metalu.
Faktura plastiku i napisy zostały dodane na normal mapie

Ze względu na trudne manewrowanie i problem z odpowiednim ustawieniem w procesie teksturowania, detale zorientowane w konkretnym punkcie, najlepiej umieścić na modelu highpoly.

Przykład detalu zorientowanego w punkcie; Bardzo trudno uzyskać wcięcia na czubku pocisku rysując go na normal mapie

Zdecydowana większość broni jest opatrzona różnymi opisami, numerami fabrycznymi, znakami producenta, etc. Typografia na broni służy urealnieniu naszej broni, nadaniu jej cech rzeczywistego obiektu. Podziałki na celownikach zwykle nie korelują z mechaniką gry, dlatego mamy dużą dowolność w manewrowaniu nimi. Wszelkie oznaczenia pełnią funkcję dekoracyjną. Powinny ładnie współgrać z całością i nie być zbyt nachalne.

Krój pisma powinien być dobrany ze względu na sposób jego aplikacji. Zdecydowanie inny kształt mają litery tłoczone w metalu, inny gdy są malowane, a jeszcze inny gdy zostały wyrysowane nożem.

Yaron Levi. <b>M1887 Call of Duty: Modern Warfare 3</b> [portfolio online]. 2013, <i>źródło: http://yaron-levi.squarespace.com/call-of-duty-modern-warfare-3/</i>
Ręcznie rysowana typografia, zrobiona jedynie na teksturach koloru
Alan Van Ryzim. <b>BattleRifle</b> [portfolio online]. 2015, <i>źródło: http://polygoo.com/battlerifle</i>
W tym wypadku część typografi ingeruje w normal mapę
Przy pracy nad typografią część grafików korzystała z gotowych fotografii (są bogate w detal, lecz często pełne niepotrzebnego szumu). W praktyce zdecydowanie lepiej sprawdzają się napisy przygotowane wektorowo – są ostre i czytelne,  a dodatkowe ręczne podmalowania (dodanie lub odjęcie fragmentów liter) kształtują ich unikatowy charakter.

Normal mapa typografii na bazie wektorów

Jednym ze sposobów na mocne udetalizowanie powierzchni (micro-details) jest rzeźbienie jej. Osobiście uważam, że rzeźbienie całej broni jest błędem. Model traci porządną formę na rzecz trudnego do określenia „gluta”.

Jeśli decydujemy się na rzeźbienie, powinno ono służyć bardziej kontrastowaniu danego materiału, niż uzyskiwaniu mikro-detalu (micro-details). Nawet w wypadku swobodnych form (np. kuty topór lub smoczy pazur) lepiej dobrze zderzyć miejsca luźno rzeźbione z ostrymi, precyzyjnymi formami.

Reno Levi. <b>Call of Duty - Ghosts</b> [portfolio online]. 2013, <i>źródło: https://www.artstation.com/artwork/2q3y</i>
Świetny przykład, w którym mocne ubytki dobrze współgrają z niezniszczonymi partiami
Warto również pamiętać, że elementy produkowane fabrycznie, cechuje pewna ostrość i precyzja   i odwrotnie naturalne lub ręcznie robione formy są bardziej luźne i organiczne. Podczas pracy nad danym modelem warto zadać sobie pytanie, czy jego struktura jest zgodna z tym, co przedstawia referencja.

Czytaj więcej

5.7. Zestawianie brył

Przy dostosowywaniu projektu do wymagań gier, trzeba również zwrócić uwagę na sposób łączenia brył. W rzeczywistości nie dochodzi do sytuacji, w której bryły wcinają się w siebie. Czy to w naturze, czy w dziełach stworzonych przez człowieka, zawsze możemy odnaleźć elementy łączące dwa światy.

Nawet w sytuacji, w której nie ma takiego łącznika, zawsze widoczny jest jakiś otwór, przerwa. Paradoksalnie to właśnie brak czegokolwiek wolny margines działa jako łącznik.

Czytaj więcej

5.8. Łączenie brył

Obiekty powstałe z połączenia (np. odlewy, formy spawane) kilku prostych kształtów mogą być trudne do stworzenia w 3D zwłaszcza, gdy ograniczamy się jedynie do polygonal modeling. To zagadnienie stricte technologiczne. Rozwiązaniem może być zmiana narzędzia (np. Maya na zBrush).

Warto zadbać głównie o te bryły, które są ważne widoczne. Część łączeń można sprytnie zakamuflować (np. dodatkowym paskiem materiału, taśmą itp.), jednak czasem niezbędne jest zachowanie formy zgodnej z referencją, aby oddać jej charakter.

Czytaj więcej

5.9. Korekcja

Posiłkując się referencjami, grafik jest zobowiązany do korekcji pewnych wymiarów, tak, aby bryła była bardziej solidna. Usuwanie lekkich zakrzywień, poprawianie odstających pod dziwnym kątem części, prostowanie pewnych linii skutkuje stworzeniem obiektu łatwiejszego w odbiorze. Oczywiście dotyczy to jedynie niedużych korekcji.

Gdy nasz obiekt cechuje pewna nieregularność (np. maczuga z korzenia), powinna ona zostać oddana, a nawet podkreślona.

Arkane Studios. <b>Dishonored</b> [PC]. Bethesda Softworks, 2012
Serce jest dobrym przykładem chaotycznej, organicznej formy
Drobne korekcje względem referencji również dotyczą umiejscowienia elementów, np: zbyt mały margines pomiędzy otworem a krawędzią wygląda jak błąd. Należy zadbać, aby wszystkie elementy były odpowiednio osadzone względem siebie, aby istniała bezpieczna przestrzeń między nimi.

<b>Karabin automatyczny Sturmgewehr 44</b> [online]. <i>źródło: http://www.muzeumwp.pl/emwpaedia/karabin-automatyczny-sturmgewehr-44.php</i>
Przykład broni, w której każdy drobny szczegół posiada margines dookoła
<b>Unique FN 1900 Copy Melior Semi-Automatic Pistol</b> [online]. <i>źródło: http://www.rockislandauction.com/viewitem/aid/64/lid/1506</i>
Nity i drobne dodatki są umieszczone zbyt blisko krawędzi, przy tworzeniu modelu należy tak je przesunąć, aby powstało „bezpieczne pole” na około nich

Czytaj więcej