Обзор методологии технического моделирования, или как создавался "Хищник"

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 008

Обзор методологии технического моделирования, или как создавался «Хищник»

Брянский Илья Николаевич

старший преподаватель кафедры архитектуры, дизайна и декоративного искусства

Нижневартовского государственного университета

Аннотация

В контексте проблем художественной и технической эстетки методологии проектирования объемно-пространственных объектов возникает потребность в грамотном обучении смежным дисциплинам. В данной статье приводится краткий обзор методического руководства по специальному курсу «техническое моделирование». Рассматривается прямолинейная поэтапная структура правильного создания модели, идейная составляющая, её текстурирования и визуализации. Описан один из актуальных процессов проектирования трехмерных объектов, который может в дальнейшем развиваться и дополняться, создавая прогрессивную шаблонную ветку для художника. В статье также рассмотрен метод сложного создания шейдеров. Метод основан на том, чтобы за максимально короткий отрезок времени создать текстурную развертку профессионального качества, сглаженную сетку модели с достаточной высокой детализацией и грамотное освещение сцены.

Ключевые слова: текстурирование геометрических объектов, моделирование, шейдер, затенитель, развертка, визуализация, методология моделирования, техническое моделирование, 3d max, трехмерный редактор.

Abstract

In the context of problems of the art and technical esthete of methodology of design of volume and spatial objects there is a need for competent training of related subjects. The short review of the methodical guide to the special course «technical modelling» is provided in this article. The rectilinear stage-by-stage structure of the correct creation of a model, an ideological component, it's texturing and visualization is considered. One of actual processes of design of three-dimensional objects which can develop and be supplemented further is described, creating a progressive sample branch for the artist. In the article the method of difficult creation of shaders is also considered. The method is based on the need to create textural development of professional quality, a smoothed grid of model with sufficient high specification and competent illumination of a scene for the shortest interval of time.

Keywords: texturing of geometrical objects, modeling, shader, development, visualization, modeling methodology, technical modeling, 3d max, three-dimensional editor

На сегодняшний день компьютерная графика переживает сильный прорыв в сфере инструментов и разнообразии методологи построения тех или иных объектов. Но страдает обучающая сторона медали, так как преподавателей, специализирующихся в данном профиле, недостаточно. Соответственно возрастает потребность в качественном обучении и корректном составлении и обновлении учебно-методической литературы в сфере трехмерной графики. Статья носит обзорно-методологический характер и будет полезна как новичкам в сфере компьютерной графики, так и практикующим профессионалам. Но основная масса читателей должна прийти из бакалавров, обучающихся по направлениям смежных с компьютерной графикой: дизайн, дизайн мультимедиа, архитектура, художник цифровой графики, художник-аниматор.

Содержательная часть

Модель по мотивам игры StarCraft. В игровом процессе игрок мог видеть происходящие действия только сверху (относительно StarCraft), поэтому многое скрыто. Я решил отобразить недостающие фрагменты под одеялом из брони машины. Для этого были найдены фотографии старых и затертых подобных «Hunter» машин, но на этих фотографиях присутствовал обзор скрываемого под броней, что послужило хорошим сбором информации. шейдер моделирование визуализация

Перейдем непосредственно к поэтапному построению. Первый шаг на пути к реализации - концепция. Каждый художник получает вдохновение от разных вещей или событий. Вариаций:

1. Создать его с дефектами на броне, отверстиями от снарядов разного калибра, засыпанного песком; 2. Наполовину утраченными деталями, но, так или иначе, в рабочем состоянии, со свободным горизонтом и приближающимся сильным дождем. Образующаяся атмосфера шторма; 3. Лаконичный охотник в статике или в динамике сражения; 4. Многообразие событий битвы. С боевыми потерями на заднем фоне; 5. Все выше перечисленное, но с игрой тени и света. Выбор упал на полдень, когда начинается самое сильное солнечное пекло. Раскаленная земля и окружение позволяет применить жесткий, насыщенный ИС - источник света, не теряя часть необходимой детализации для красочности сцены.

На любом этапе проектирования нужно максимально объёмно представлять детали в работе и простое, так как каждая из деталей имеет свое предназначение, а механизм в целом состоит из подструктуры цепочек. Следующим шагом будет построение (моделирование). Каждая деталь машины создавалась методом полигонального моделирования. Для вдохновения и большей реалистичности модели был проведен поиск геометрических деталей из металла для подобного рода машин. В данном проекте одной из главных целей была реалистичность объекта, поэтому важно моделировать максимально приближенную геометрию на основе существующей. При создании полигональной сетки модели выполнялось незыблемое правило четырехугольного полигона, так как это изометрические направляющие с выполнением данного правила выглядят гораздо чище и эстетичнее, а затенитили (материалы) работают быстрее с такими поверхностями. В методике проектирования были использованы следующие инструменты: Extrude, Inner Extrude, Bevel, а также нестандартный инструмент Knife (моделирование в пакете Cinema4D). Все формообразующие элементы неизменны по числу полигонов. Первичная модель - низко-полигональная, отражающая только конкретную форму объекта, и высоко-полигональная модель с использованием модификатора Subdivisions, данный модификатор обеспечивает наиболее сглаженную форму.

Далее перейдем к текстурированию и созданию развертки модели. Каждую деталь, стальную, железную, пластиковую или иную, в большинстве своем, необходимо текстурировать, а значит, и создать развертку для удобства. «Охотник» - достаточно габаритный, но использование мелких нюансов в повреждении и в модели в целом дает определенный эффект - подчеркивает целостность всей картины и несет свою изюминку. Была задействована классическая техника рисования - запекание текстур и дальнейшее нанесение деталей по средствам цифровой обработке на графическом планшете. Также, применялось миксование и соединение текстур для повышения детализации diffuse map (основных карт), проецирование изображений в 3ds max. Так как это - интуитивная в работе функция, делающая работу чище - при создании текстур часто координатная плоскость изгибается, что вызывает нежелательные деформации на выходном изображении. Необходимо разделить лупы и обрисовать линию развертки самостоятельно вручную. Расположить её в необходимой области сетки базовой модели и активировать Projection => Bake (проекционное создание текстуры). Переходим к этапу настройки материальности объектов, или подругому - shading. Материал стал был простым, в слое Diffuse была карта шероховатой поверхности, использовано два слоя Specularity (отражения). Первый для аккуратной и общей детализации граней, второй для реалистичности отражений материала. В первом слое не были привязаны управляемые текстуры (параметрические), зато кривая была поднята до резкого эффекта. Второй управлялся параметрической переменной. Это привело к большему времени просчета изображения, так как подсчет интенсивности отражений предполагал большее количество пикселей. Другая карта отвечала за отображение грязи на плоскостях.

Переходим к этапу визуализации - Render. Будем созерцать, как модель наращивает текстурную детализацию: 1. Черновой рендер был в материальном виде - «пластилин». Это позволяет определить проблемы с глобальным освещением (GI), участки с затенением (AO), а так же проблемы в сетке и элементами-дубликатами. 2. Визуализация с текстурой в виде Checker (шахматная доска) позволяет увидеть искажения на поверхности и координатной плоскости; 3. Визуализация raw - первичный рендер после начальных проверок. Здесь было уделено внимание деталям и дальнейшей обработки их в графическом редакторе. 4. Создан отдельный слой, отвечающий за отражения. 5. Использование затенения (AO) и пользовательского рендера (Advanced Render - AR) для создания грязных поверхностей. 6. Чистый пасс с AO и AR. 7. Для более сложных деталей - потеки и смешанная грязь, был выбран путь создания отдельной визуализации с возможностью корректирования слоя в постобработке. 8. Заключительной деталью послужил слой с пометками на машине. Он был создан с отдельными пассами. 9. Итоговая подача с «сухими» материалами. Всегда до финального освещения следует большое количество тестов освещения и глобального освещения.

Другой момент - окружение. Была создана примитивная земля для углубления чувства перспективы, она также добавляла четкости теням на визуализации. Пустынная локация была выбрана неспроста - более 50% деталей сцены определяли близкий набор шейдеров и цвета. Достаточно много времени я уделил композиции изображения для лучшего восприятия зрителем, после чего перешел к созданию визуализации без GI, добавил эффекты зыби при помощи Photoshop. Изображению придавал больше резкости с помощью баланса и кривых, детализации в виде потрескиваний земли, «осадков» от воды, тропы. Также, решил добавить каменные настилы на визуализацию. Для создания атмосферы и небосклона можно было использовать разные подходы, симуляцию с помощью программной среды и цифровую живопись с текстурингом. Я выбрал второе. Небо предполагалось реалистичным, не перенося атмосферное поведение за пределы Земной поверхности. На финальном этапе были добавлены: приметы жизни, ещё больше деталей окружения. Сюжет стал отчётливее. Произвел рендер тени хищника отдельным слоем и откорректировал в графическом редакторе: цвет, хроматические аберрации, виньетка, глубину резкости по фильтру.

Данный проект можно использовать в игровой индустрии как модель для анимации и различных её подразделений, а также, в кинематографе для вставки в различные сцены, некоторые из которых я описал ранее. Это - только один из смешанных подходов при создании подобных целевых художественно-цифровых сцен, так как вариативность достаточно велика, но в целом, основная концепция методической последовательности действий отражена в полной мере. Статья будет полезна для начинающих и опытных профессионалов в сфере дизайн мультимедиа. Весь иллюстративный ход работы можно посмотреть по адресу https://vk.com/nauchnoe_mnenie. В 2016-2017 гг. планируется публикация учебного пособия в сфере игрового дизайна.

Литература

1.Боекенс С. Единство архитектурной визуализации. Учебное пособие. М. МДК, 2013. 144 с. 2.Маров, М.Н. 3ds max. Моделирование трехмерных сцен. СПб. Питер, 2005. 560 с. (+СD)

3. Нортон Т. Изучение C# с помощью развивающих игр с Unity 3D. учебное пособие. М. МДК, 2013. С. 292.

4. Тимофеев C. 3ds Max 2014. Уроки мастерства: учебное пособие. БХВПетербург, 2014. С. 512.

5. Флеминг Б. Создание трехмерных персонажей. Уроки мастерства: учебное пособие. М. МДК, 2006. С. 445. References.

1. Boyekens S. Unity for Architectural Visualization. M.: MDK, 2013. 144 p.

2. Marov M.N. 3ds max. Modeling of three-dimensional scenes. SPb.: Piter, 2005. 560 p. (+CD).

3. Norton T. Learning C# by Developing Games with Unity 3D. M.: MDK, 2013. P. 292.

4. Timofeev S. 3ds Max 2014 //Skill Lessons. BHV-Petersburg, 2014. P. 512.

5. Fleming B. Creation of three-dimensional characters // Skill Lessons : manual. M.: MDK, 2006. P. 445.

Размещено на Allbest.ru