Глава 2. Современные технологии создания трёхмерных растений

До сих пор растения в играх чаще всего являются набором альфа-карточек (grass cards, alfa-cards, billboards). Альфа-карточка — это текстура растения с альфа-каналом (нарисованной или автоматически созданной маской), где черный цвет отвечает за прозрачность, а белый — за непрозрачность.

Процесс создания альфа-карточек начинается с поиска огромного количества референсов растений и их элементов. Референсы помогают понять определяющие формы, силуэты и закономерности роста — всё, что делает растение уникальным. А также зафиксировать мелкие детали и вариации, которые могут быть. При создании текстур (атласа) структура растения должна быть чётко определена.

Важной частью разработки является создание концептов будущих растений. На данном этапе нужно определиться с силуэтом и фактурами. Концепты растений передают моделлерам, которые создают high-poly (высокополигональные) модели. Это является частью лекдева — этапа, на котором формируется общий художественный стиль. В ходе данного процесса артист может продумывать взаимодействие растения с миром, персонажами игры и экспериментировать с внешним видом растений: подобрать цветовую гамму, определить степень реалистичности или стилизованности.

Далее артисты делают блокинг — рисуют 2D-макеты атласа растения на плоскости в программе ZBrush или в Photoshop. При этом элементы растения либо полностью рисуют вручную, либо используют фотографии, сделанные во время скаутинга или взятые из сайта Quixel Megascans. Так за короткий срок можно получить макет атласа текстур и опробовать его на простом меше. Это помогает сформировать представление о том, какой будет финальная модель растения, зафиксировать форму, силуэт, полигонаж, занимаемую площадь и объём. На данном этапе важно убедиться, что все необходимые детали (листья, травинки, цветы, ветки и др.) есть в атласе текстур, а силуэты и вариации деталей растения выглядят достаточно разнообразно и интересно. Также блокинг атласа нужен для максимальной оптимизации UV-развертки (пустого места должно быть как можно меньше). UV-развертка — перевод 3D-модели в 2D-поверхность для нанесения на изображение цвета или текстуры

После блокинга переходят к созданию атласа high-poly моделей элементов растения. Для этого либо используют сканы, либо в программах SpeedTree, Maya (или 3ds Max) и ZВrush моделируют и скульптурируют отдельные high-poly модели определенного вида растения.

У каждого растения травинки, части веток, листья и цветы — отдельные меши. Часто до перехода к моделированию и скульптурированию в 3D-программу загружают референс растения и поверх изображения создают 3D-модель. Для разных элементов любого растения делают по несколько вариаций, чтобы приблизиться к разнообразию, присущему настоящим растениям. Из полученных элементов собирают различные части растения с вариациями.

High-poly модели текстурируют в программе ZBrush с помощью инструмента Polypaint или просто назначают разные однотонные материалы на детали растения. Предварительное текстурирование не обязательно, его делают для упрощения работы.

Полученную текстуру с альфа-каналом переносят в программу Maya или в другие программы (3ds Max, SpeedTree). Там создают high-poly альфа-карточки для целой части растения или для каждой его детали отдельно — накладывают полученную текстуру на плоскость и обрезают участки вокруг её альфы так, чтобы было как можно меньше пустого пространства.

Этап создания high-poly альфа-карточек могут пропускать и собирать кластеры сразу из high-poly 3D-моделей. Кластеры — сложные меши, которые становятся окончательными high-poly моделями для запекания текстурных карт. Для сборки кластеров обычно используют ZBrush или SpeedTree.

В ортографическом виде один за другим из разных элементов одного растения (это могут быть как high-poly карточки, так и 3D-модели) выстраивают каждый его кластер элемент или кластер так, чтобы он соответствовал атласу. После этого необходимо расположить полученную плоскость с high-poly карточками или 3D-моделями частей растения параллельно пустой плоскости (состоящей из 4 вершин) — на нее будут запекаться текстурные карты с high-poly модели. Запекание необходимо для передачи внешнего вида high-poly модели на low-poly модель, полигонаж которой существенно ниже.

В случае, когда все элементы растения запекают по отдельности, полученные после запекания альфа-карточки, например, листьев используют для сборки high-poly кластеров веток (данные кластеры будут состоять из 3D-моделей голых веток и альфа-карточек листьев с готовыми материалами) и запекают их.

Запекание всех необходимых текстурных карт происходит в программах: SpeedTree, Substance Designer, Substance Painter, Substance Alchemist или Marmoset.

Текстурные карты обычно включают в себя: Albedo или Diffuse (базовый цвет), Normal (нормали), Ambient Occlusion (окклюзия окружения), Opacity (прозрачность). Иногда запекают дополнительные карты, например: Roughness (шероховатость), Gloss (глянец), Translucency (полупрозрачность), кастомные маски, ID (идентификатор), Convexity (выпуклость), Concavity (вогнутость), Curvature (кривизна) и другие.