@blender3d

Газоразрядный индикатор Nixie tube в Blender

2020-08-18T11:26:46.837Z

Начнем с цифр. Самое главное здесь, это подобрать шрифт. При выборе нужно основываться на его эстетических качествах и/или на том, как получившиеся цифры будут крепится. В данном случае все они будут находится на цилиндре, расположенном по середине колбы. Поэтому, желательно, чтобы ножки таких цифр как 1, 4, 7 и 9 находились в одном месте. Но если у вас не получается найти нужный шрифт (как у меня), не переживайте. Его мы используем как основу. Сразу же после создания всех цифр, мы будем их конвертировать в кривую и уже ее можно видоизменять так, как душе угодно, либо сразу же создать свои собственные цифры.

Итак, добавляем объект текст, указываем для него нужный нам шрифт, копируем этот объект 9 раз и меняем стандартную надпись на все 10 цифр. Хорошей идеей будет дать осмысленные имена цифрам в Outliner (вообще, всегда давайте осмысленные имена объектам, никогда не пожалеете).

Выделяем единицу и конвертируем ее в кривую (Alt + C). При конвертации мы получаем большое количество ненужных нам сегментов кривой, которые нужно просто удалить, а перед этим снять галочку с циклического замыкания кривой. После этого добавляем в сцену кривую кольцо и указываем ее в качестве Bevel-объекта. На скриншоте ниже вы видите какими в итоге получаются 1 и 2. Этот процесс повторяем для всех 10 цифр. Не со всеми все будет просто. В случае с 4, 6 и 9 придется дополнительно двигать сегменты.

После того как вы закончите, у вас получится примерно то, что вы видите на нижней строчке. Цифры будут разные по высоте, не расположены на одной линии и т.д. Обычным масштабированием и редактированием кривой добейтесь удовлетворительного результата. В моем случае это верхняя строка. Как видите, 4-ку пришлось заметно видоизменить, чтобы ее ножка находилась по центру всех цифр.

Теперь собираем все цифры в одну плотную группу и регулируем их масштаб. Тут все просто.

С цифрами мы закончили и теперь нам необходимо создать “клетку” вокруг них. По форме она может быть любой, но я остановился на квадратной с закругленными углами. Для этого добавьте в сцену куб и с помощью инструмента Bevel округлил у него углы. Затем удалите все лишнее, кроме одной линии ребер и конвертируйте их в кривую. Как по мне, подобную форму достаточно легко получить с помощью меша и затем перевести его в кривую. Назовите данную кривую Grid.

Саму клетку будем создавать с помощью модификатора Array. Добавьте в сцену кольцо с 6 вершинами и проэкструдируйте их немного внутрь или наружу. Затем продублируйте данный меш и с помощью привязки пристыкуйте справа внизу, и объедините вершины в месте стыка (W – Remove Doubles). Добавьте первый модификатор Array.

С помощью еще 3-х модификаторов закончим создание клетки. Curve позволит повторить форму кривой, второй Array создаст высоту нашей клетки и Solidify придаст толщину. При данном подходе где-то с обратной стороны клетки будет виден стык/нахлест одного меша на другой. Он заметен лишь при близком рассмотрении и в данном случае не играет вообще никакой роли. Но, если вам нужна идеальная сетка, просто примените первые 3 модификатора и удалите дубликаты вершин. Вы потеряете в гибкости, зато приобретете в качестве. И да, обязательно назначьте Smooth шейдинг для клетки.

Чтобы закрыть верхнюю и нижнюю часть сетки просто добавьте в сцену куб и создайте из него две крышки. Solidify создаcт толщину, Bevel фаски.

Теперь наступает творческая часть. Большинство газоразрядных индикаторов имеют цилиндр с обмоткой у основания, но не все. Если вы присмотритесь на мой финальный результат, то там я обошелся без него, но если вам нужен максимальный реализм, то создайте его. В моем случае это цилиндр с торусами на нем.

Крепится он с внешней стороны клетки. На основе референсов я создал, примерно это. Можно отдельным объектом, можно этим же.

Теперь стеклянная часть. Тут также, все банально просто. Кольцо с 12 вершинами, экструдируем и масштабируем нужную нам форму, и в конце Solidify для придания небольшой толщины и Subdivision Surface в уровень 2.

От стеклянной части можно отсоединить одно из колец в отдельный объект и из него создать что-то на подобии цоколя. Ему придаем небольшую толщину и создаем фаску для улавливания света.

Создать два диска опять же можно методом отделения кольца вершин от стеклянной колбы. Экструдируем вершины в центр и придаем толщину объекту.

И снова творчество. Область между контактами и клеткой реализована в различных индикаторах по разному. На финальном результате у меня здесь находится стеклянная трубка. Здесь же я предлагаю создать кривые и уже их присоединить к изогнутой трубке, которая в последствии получит материал стекла. Все что видите между двумя дисками из предыдущего шага создано кривыми.

Финальным штрихом моделирования будет создание нескольких контактов у основания индикатора. Берем куб, два модификатора и масштабируем по одной из осей. Создав один, остальные дублируем через Alt + D.

Настало время настроить сцену и свет. На втором слое создаем студию, камеру и 5 источников света. Если студия и камера обязательны, то с источниками света, как вы понимаете, у вас полная свобода действий. Для камеры я выставил фокусное расстояние 85мм. Сила света всех 5-ти плоскостей равна 5, цвет белый.

Конечно же, настраивать свет со стандартным диффузным материалом на всех объектах не совсем удобно, поэтому, для точного позиционирования каждого источника света, я создал 3 базовых материала для пола, стекла и металла. Точнее базовый материал получил только металл, остальные два – это уже финал.

И уже с данными тремя материалами, я выставил следующее освещение для индикатора.

Выбираем любимое число, а лучше то, что находится ближе к камере и не закрыто большим количеством других цифр, и заставляем его светиться. Стоит заметить, что и параметр температуры и параметр силы света влияют на итоговую температуру цифры, что окажет свое воздействие во время пост-обработки.

Я немного затемнил пол, по сравнению с предыдущим рендером. Для этого я еще сильнее уменьшил фактор смешивания.

Материал для остальных цифр еще более комплексный, чем для светящейся. Его же я назначил и для кривых внутри нашего цоколя.

Для материала клетки просто был немного изменен цвет. В месте крепления цилиндра к клетке использовался стандартный диффуз, но как показала практика, немного Glossy ему точно не повредит. И да, у нас там внизу есть стеклянная трубка. Назначьте ей уже готовый материал стекла.

На одних Glossy и Diffuse далеко не уедешь, поэтому для верхней и нижней части клетки создадим что-то менее однородное.

С помощью все тех же нодов создадим царапины и потертости на нашем металле. Верхняя линия определяет сами потертости и царапины, а нижняя определяет где они будут, а где нет. Этот же материал назначаем для обеих дисков.

Зачем что-то выдумывать, если можно взять практически такой же материал и для контактов. Повернули царапины, изменили цвет и готово.

Шумоподавление стоит использовать минимум при 256 сэмплах. В идеале выставить 1024. Рендерим и переходим к пост-обработке.

В принципе, вся она могла бы обойтись одним нодом Glare, но он добавляет большое количество ярко-красного свечения. Поэтому мы возьмем результат его работы, изменим цвет на чуть более оранжевый и смешаем с нашим рендером. Итого 3 нода вместо одного, но не думаю, что это сильно усложнит задачу.

Автор: Артем Славка

Ограничитель: Follow Path

2020-08-13T14:11:00.562Z

Результат получился следующим:

Теперь добавим в сцену кривую Path (Shift + A → Curve → Path). Переместите ее в один из углов ландшафта, увеличьте ее ширину и поверните на 90° по оси X:

Перейдите в режим редактирования (Tab) и начните перемещать точки кривой для достижения желаемого результата. Создавать новые можно с помощью экструдирования (E):

Создайте свой путь среди холмов ландшафта. Если горы будут перекрывать вашу кривую – подымите ее вверх по оси Z. После создания пути переместите ее центр в центр масс (Shift + Ctrl + Alt + C → Orign to Center of Mass).

Добавьте в сцену камеру и создайте для нее ограничитель Follow Path с настройками, как на изображении. После этого с помощью вращения и перемещения добейтесь того, чтобы ваша камера находилась в начале кривой и располагалась над ней.

Если вы начнете изменять параметр Offset ограничителя Follow Path, камера будет перемещаться по кривой. При значении -100 камера будет находится в конце кривой, а при значении 0 в том месте, где вы ее расположили. Установите два ключевых кадра анимации для данного параметра (наведите на него мышку и нажмите I) и затем проиграйте анимацию.

Вот собственно и все! Как видите ничего сложного. С помощью данного ограничителя можно устраивать отличные туры по вашей сцене для демонстрации всех ее ключевых моментов.

РЕНДЕР И ОБРАБОТКА В BLENDER

2020-08-09T07:52:54.094Z

Настройка рендера

Заходим во вкладку Render Properties. В разделе Sampling мы можем контролировать качество финального рендера, изменяя числовое значение в строке Render. Но это прямо влияет на производительность и скорость рендера, так что в своей работе я обычно выставляю значение для Render — на 1200. При этом настройки Max Bounces в разделе Light Paths остаются практически без изменений.

Единственный параметр, который мы незначительно меняем — это Volume (ставим «2» вместо «0»). Это сильнее нагрузит систему, но улучшит отображение тумана и свечения.

Вторая вкладка, которая нас интересует, — Output Properties. Выставляем разрешение «2000». Этого будет достаточно для портфолио на Artstation, с учётом того, что алгоритмы сайта «пожмут» итоговую картинку.

Наконец, перед рендером включаем во вкладке View Layer Properties необходимые renderpass`ы в разделах Data, Light, Cryptomatte. И вместо Denoising, который находится в самом низу этой же вкладке, активируем Denoising Data из раздела Data.

После того, как изображение отрендерилось, переходим во вкладку Compositing и ставим галочку на Use Nodes и Backdrop в выдвигающейся панели справа. Перед нами появились отрендеренная картинка и ноды, с которыми мы теперь можем работать, редактируя изображение прямо в программе.

По умолчанию будет доступен только нод Render Layers, в котором активны ранее выбранные нами аутпуты. Для этого мы и включали все те настройки на предыдущем этапе.

Обработка в Blender после рендера

Помимо того, что количество сэмплов влияет на скорость рендера, от него зависит «шумность» картинки. Вот так, к примеру, выглядит в нашем случае отрендеренное изображение, если установить значение в 300 сэмплов.

Избавиться от шумов можно несколькими способами, самый простой из которых — установить большее значение сэмплов. Оптимальное количество сэмплов зависит от конкретной сцены. В моём случае достаточно 1200.

Чем больше освещён объект, тем меньше шумов. Больше всего их появляется в затенённых местах (см. пример выше).

Конечно, получить качественную картинку без денойза можно, установив, к примеру, 2000 сэмплов. Но всё зависит от ограничений железа и времени, которое вы можете потратить на ожидание.

Второй способ — тот самый денойз. Нажимаем в композиторе «Shift+A» и через поиск вводим «Denoise». Теперь появившийся нод подключаем к Render Layers.

Если нажать «Shift+Ctrl+лкм», изначальное изображение сменится на превью выбранного нода. Так можно просматривать каждый выбранный нод в отдельности, — например, изображение после денойза, АО, тени и т.д.

После того, как избавились от шумов, нужно настроить свечение. Соединяем аутпут Image денойза с нодом Glare, который вызывается также через панель Search. Нажимаем «Shift+Ctrl+лкм», и теперь можем настраивать, ориентируясь на превью.

По умолчанию в Glare стоит Streaks — режим, в котором свет тянется от источника полосами. Переключаемся на Fog Glow и получаем более-менее правдоподобное свечение.

Здесь же есть следующие настройки:

Качество свечения (high, medium, low).
Mix — это линейная интерполяция между исходным изображением (-1) и обработанным (1). Оставляем «0» — это 50/50.
Threshold — настройка, которая определяет, какие объекты будут давать блики. Чем ниже порог, который мы выставим, тем больше будет таких объектов. Соответственно, высокий порог — свет излучают только наиболее яркие объекты.

4. Size — интенсивность излучения (от 6 до 9)

Cryptomatte — ещё один полезный нод, который представляет собой аналог PhotoShop в блендере и работает по принципу масок. Чтобы его использовать, необходимо перед рендером активировать соответствующие настройки в панели справа.

Далее вызываем нод через Search и подключаем к Render Layers (CryptoMaterial и Image).

Здесь у нас есть 3 режима:

Image — изображение, полученное на выходе с рендера;

Matte — показ выбранной области;

Pick — выбор;

Переключаемся между ними, нажимая «Shift+Ctrl+лкм».

В режиме Pick выбираем инструмент «пипетка» (Add) и щёлкаем область, которую хотим изменить. Теперь переходим в режим Matte: выбранный нами фон отобразился серым и мы можем работать с ним, например, подкрутив контраст (RGB Curves) или настроив цвет (Hue Saturation Value, Color ).

Закончив, миксуем итоговый Image с рендером. Вот так, например, выглядит изменённый фон:

Особенности плёночного изображения

Теперь поговорим об отличиях плёночной фотографии от цифрового рендера и инструментах, с помощью которых можно добиться ощущения реалистичной фотографии.

Плёночное фото имеет:

1) меньший динамический диапазон в сравнении с рендером;

2) искажения, связанные с особенностями оптики;

3) искажения, появившиеся во время проявки и сканирования.

Кроме того, любая оптика имеет своё фокусное расстояние и светосилу, от которых зависит глубина резкости кадра.

Чтобы кадр вышел достоверным в воспроизведении плёночного снимка, возвращаемся на этап до рендера и в настройках камеры выставляем нужное значение Focal Lenght (фокусное расстояние), активируем Depth of Field.

В Depth of Field нас интересует настройка Distance, которую мы можем изменить вручную в попытке поймать в фокус нужный объект или зону кадра, либо выбрать пипеткой конкретный объект, который должен остаться резким.

Ещё один способ настроить фокус на части объекта — создать объект Empty и разместить в нужной точке, после чего выбрать его в Focus Object.

На размытие также влияет параметр F-Stop (светосила): чем ближе значение к единице, тем сильнее размытие.

Итак, у плёночных фотоаппаратов динамический диапазон меньше, чем у цифрового кадра. Это значит, что в тени и на свету изображение не будет таким же проработанным, как в рендере. Кроме того, точки чёрного и белого в случае плёнки смещены.

Добиться аналогичного эффекта можно через compositor в самом Blender с помощью RGB Curves, или же в Photoshop.

Кроме того, плёночный фотоаппарат неизбежно даёт ряд искажений. Чтобы сымитировать их, вызываем в композиторе Lens Distortion и подключаем Image.

Нас интересуют следующие настройки:

Jitter — даёт эффект зернистости плёнки.

На просторах интернета можно найти целые библиотеки шумов, в которых можно подобрать имитацию конкретной плёнки. Но если нет цели добиться максимального сходства, можно просто поставить галочку в программе.

В Photoshop, чтобы добиться зернистости, действуем следующим образом:

Создаём слой с белой заливкой.
Выбираем в верхних вкладках Filter — Noise — Add Noise.
Нажимаем «Shift+Ctrl+U» и получаем в результате чёрно-белый шум.
Переходим в Filter — Blur — Gaussian Blur и ставим значение около 1 пикселя (это зависит от размера изображения). Добавляем небольшое размытие для нашего монохромного шума.
Переходим в Sharpen — Unsharp Mask и настраиваем контраст.
Затем применяем к слою Soft Light и ставим 25%.

Distort — настройка искажения «линзы».

С ней нужно быть аккуратными. Чтобы добиться эффекта съёмки на плёночную камеру, ставим совсем небольшие значения («0,005»), иначе рискуем получить эффект рыбьего глаза. Соответственно, выставляя отрицательное значение параметра, получаем противоположный эффект.

Dispersion — эффект рассеивания света; разложение пучка белого света на пучки различных цветов. Эта настройка поможет воссоздать хроматическую аберрацию, свойственную изображениям, полученным с камеры.

Хроматическая аберрация может быть более или менее выраженной в зависимости от качества оптики. Фотографы, как правило, стараются свести её к минимуму. Нам такое искажение нужно, наоборот, для придания большего реализма. И здесь мы тоже имеем дело с небольшими значениями ( «0,02»).

Важно: настройка Dispersion также даёт небольшое искажение «линзы», растягивая каналы. Применяя этот эффект, не забываем брать изображение с «запасом» по краям.

Следующая особенность фотографии связана с фокусным расстоянием. Это боке — размытие объектов, источников света и/или бликов, которые остались вне фокуса. В результате получаем круги или многогранники, размер и форма которых зависят от глубины резкости и количества пластин в диафрагме

Контроль над формой боке внутри Blender происходит в этой вкладке при выбранном объекте камеры:

Blades отвечает за количество лепестков в диафрагме, Rotation — за поворот этих лепестков, Ratio — за коэффициент искажения, призванный имитировать анаморфный эффект боке. Значение меньше 1 растягивает боке по горизонтали, «1» означает «без искажения», а значение больше единицы приведёт к вертикальному растяжению.

Здесь, как и в случае с зернистостью, можно найти готовые шаблоны в интернете, но в таком случае результат будет малоконтролируемым. А можно, так как мы имеем дело с физически корректным рендером, создать частицы в самом блендере.

Для этого создаём бокс: нажимаем «Shift+A» и выбираем Mesh — Cube. В этом ограниченном объёме мы создадим партиклы, которые и будут отражать свет от источника и размываться в боке.

Следующим шагом, также с помощью хоткея «Shift+A», выбираем и создаём айкосферу (Icosphere). И выставляем «1» в значениях Subdivision и Radius. Большего нам не требуется, так как объект всё равно будет размыт в итоге, а сцена уже тяжёлая сама по себе.

Хотя, даже при таких значениях объект вышел слишком большой. Так что после я выставил «0,01» во всех осях Dimensions. Дальше, при желании, мы можем настроить форму получившегося объекта и сдвинуть вертексы (здесь всё зависит от ваших вкусов и задач).

Теперь заходим во вкладку Particle Properties, включаем Hair и ставим Emit From Volume. Выбираем Render As Object во вкладке Render и назначаем объектом созданную айкосферу.

Параметр Scale отвечает за размер объектов и по своей сути является множителем для заданного изначально объекта. Ставим «0,1».

Scale Randomness определяет степень различия по размеру наших сфер. Тут ставим по-максимуму, чтобы айкосферы не были все как одна.

В этой же панели нас интересуют Emission, от значения Number которого зависит плотность заполнения куба пылью, и в Source — Jittering Amount, который отвечает за равномерность заполнения. Соответственно, чем больше Number, тем плотнее забит куб, а чем выше Jittering Amount, тем более разнообразно расстояние между объектами.

Активируем Rotation: Randomize, Phase и Randomize Phase отвечают за рандомный поворот объектов по всем осям и здесь нам не нужны большие значения. Ставим ненамного отличающиеся от нуля. В Orientation Axis выбираем Normal.

Наш куб заполняется:

Точки на скриншоте не шумы, а заполнившие куб айкосферы.Наконец, выставляем куб между камерой и объектом так, чтобы на него падал источник света. Фокусное расстояние у нас определено на лицо модели, и чем дальше от фокуса наш куб, тем больше будет эффект боке.

Здесь можно видеть разные этапы обработки и как на них изменялось боке.Процесс настройки в Blender затратный по времени. Но, если других вариантов нет или если хочется большего контроля над результатом, функционал программы позволяет создавать различные эффекты.

Хотя, есть и такие, которые действительно проще создать в PhotoShop.

Например:

Виньетирование — это затемнение по краям кадра, появление которого зависит от размера диафрагмы аппарата. Чем сильнее та открыта, тем больше темноты по краям кадра.

Чтобы его сымитировать, создаём слой и выбираем на панеле слева Gradient Tool, настраиваем цвета и ставим галочку Reverse. После чего задаём радиус нашему затемнению.

Применяем к слою Multiply и уменьшаем прозрачность.

Ещё одна особенность плёночной фотографии — пыль. Она появляется при сканировании и, можно сказать, является такой же отличительной чертой реальной фотографии, как искажение линзы или хроматическая аберрация. Пыль можно также, как и зерно, скачать из интернета и добавить в PhotoShop.

Напоминаю, так в итоге выглядит готовое изображение, большая часть эффектов которого была исполнена в Blender:

Создаем пушистый шарик в Blender

2020-08-04T11:00:45.732Z

Добавьте в сцену UV-сферу и создайте для нее систему частиц. Установите излучение частиц из объема:

Следующим шагом придайте частицам немного вариативности (имеется ввиду длина и направление):

Придать больше вариативности направлению частиц можно с помощью параметра Brownian. Чтобы лучше видеть данный эффект увеличьте количество шагов кривой с помощью которой отображаются частицы в окне 3D-вида до 7 (владельцам слабых ПК придется набраться терпения):

На данный момент количество частиц равно 1000 (значение по умолчанию). В меню Children мы создаем для каждой частицы (родительской) по 150 дочерних частиц (что значительно увеличивает общее их количество и плотность). Для финальной визуализации будет использоваться 300 дочерних частиц, но пока установите значения для окна 3D-вида и для рендера равными 150. Если на данном этапе все начнет жутко тормозить, уменьшайте количество части для окна 3D-вида до тех пор, пока не сможете комфортно работать с программой.

Все остальные параметр отвечают за то, как дочерние частицы будут повторять форму родительской (тоесть, их кривизна) и их длину. Описывать каждый параметр довольно долго и самым лучшим объяснением в данном случае будет наглядная демонстрация, которую вы можете устроить себе сами, либо посмотреть видеоурок. Как говориться, лучше один раз увидеть, чем… Играйтесь с параметрами данного меню до тех пор, пока ваш “пушистик” не будет выглядеть так, как вам нравится:

Перед тем как приступить к настройке материала, необходимо произвести последние настройки. Уменьшите толщину частиц у корня вдвое, а также отметьте опции Strand Render и B-spline. Первая немного ускорит ваш рендер (возможно), а вторая сделает частицы более гладкими.

Добавьте в сцену Солнце и увеличьте силу света до 10. На вкладке мира установите черный цвет и переключитесь на режим Rendered, чтобы видеть результат настройки материала:

Настройте следующий материал для частиц. С его помощью мы задаем цвета по всей длине частиц (связки нодов Noise и цветного ColorRamp), а также заменяем более “тяжелую” смесь шейдеров Hair и Diffuse на концах частиц шейдером Transparent:

После настройки материала удалите Солнце и настройте финальное освещение. Андрюха для этой цели использовал свой аддон, поэтому если вы его приобрели, то также можете настроить сцену с его помощью. Я же воспользовался двумя плоскостями с шейдером Emission:

Перед выполнением финального рендера отметьте на вкладке рендера в меню Film пункт Transparent, чтобы на изображении отсутствовал фон и по его завершению установите любое изображение в качестве фона с помощью нодов пост-обработки. Чем больше поставите сэмплов – тем лучше. Даже при значении 1000 без труда можно отыскать всеми любимый шум. И последнее… На вкладке системы частиц увеличьте количество дочерних частиц до 300, а родительских до 1200. Итого шарик будет состоять из 360 000 частиц, что даст достаточно пушистый результат :)

Анимация с помощью Cell Fracture в Blender

2020-07-30T11:51:40.329Z

Текстовый урок

Добавьте в сцену текст и поверните его на 90°. Выберите для него шрифт и придайте ему объем. После этого конвертируйте текст в меш и удалите все дубликаты вершин.

Активируйте аддон Cell Fracture, выберите надпись и перейдите в пункт меню Object – Quick Effects – Cell Fracture. Все настройки аддона оставим по умолчанию и лишь укажем коллекцию, в которую ему нужно будет сложить все осколки нашего меша.

Добавьте в сцену куб и растяните его по одной из осей и поверните на небольшой угол, как показано на изображении ниже. Создайте для куба анимацию продолжительностью 60 кадров в рамках которых он полностью наезжает на надпись.

Выберите любой из осколков и настройте для него физику твердого тела. В последствии выделите все прочие осколки и скопируйте эти параметры для них (Object – Rigid body – Copy from Active).

Также настройте физику для куба. После скройте его из рендера и окна 3D-вида.

Для мира создайте следующий материал и анимируйте параметр Scale от 1 до 2 с 1-го по 250-й кадр. Это создаст легкое движение на фоне и он не будет статичным.

После настройки мира добавьте в сцену две лампы (тип Area) и расположите их в сцене.

И для надписи и для осколков настройте один и тот же материал. Затем создайте уникальную копию одного из них и анимируйте параметр Alpha так, чтобы до начала разрушения была видна лишь надпись, а после лишь осколки. И для надписи для осколков назначьте шейдинг Smooth (а также Auto Smooth, чтобы сохранить остроту углов).

На этом анимация практически готова. Отключите гравитацию на вкладке сцены и настройте камеру. Также можете добавить силовое поле, чтобы придать большую вариативность движению осколков (силу поля также придется анимировать).

Перед выполнением финального рендера активируйте SSR на вкладке рендера и подымите немного контраст всей сцены в меню Color Managment.

Искусство создания органических 3D-моделей: субдермальные шейдеры

2020-07-30T11:40:24.034Z

Скульптинг

Для скульптинга основных объёмов я использовал ZBrush. Я не строго придерживался формы, потому что хотел, чтобы образ хорошо читался на расстоянии. Очень часто я сильно отдалял модель, чтобы проверить её. Для получения удовлетворительного результата мешу пришлось претерпеть множество итераций. Кстати, можно воспользоваться режимом ZBrush «see-through» и сравнить свой скульптинг с 3D-сканами на Sketchfab.

Обеспечьте правильный размер зубов и корней, потому что наблюдатель сразу заметит, что пропорции не соблюдены. Очень долго я работаю с низким уровнем subdivision. Чем дольше я работаю над личными проектами, тем больше понимаю, насколько важной стала эта привычка.

Совет: используйте контурный шейдер или чёрный материал, чтобы постоянно проверять силуэты модели.

Я использовал transpose line ZBrush, чтобы измерить каждый зуб и привести их все к верному размеру. Многие люди испытывают трудности с единицами измерения ZBrush, поэтому дам совет:

Добавьте в сцену вспомогательный объект единичного размера, перенесите его с помощью GoZ в 3D-пакет, отмасштабируйте до 10мм и верните через GoZ обратно в ZBrush.
Теперь перетащите Transpose Line с одной стороны куба на другую и задайте масштаб в 1 Unit. Так вы сможете использовать Transpose Line, которая считывает точные значения.

Я скульптил каждый зуб по отдельности и это даёт мне полный контроль над запеканием в Toolbag или в Substance Painter. Если каждый инструмент (subtool) будет храниться отдельно, то это обеспечивает гибкость при необходимости модифицирования зуба. Когда я понял, насколько сложны на самом деле человеческие зубы, этот метод позволил мне прислушиваться к отзывам других художников и без проблем устранять недостатки форм. В первом проходе некоторые детали преувеличены, а другие отсутствуют:

Совет: из-за особенностей реализации подразделений (subdivisions, SD), при возврате к уровню 1 SD меш может сжаться. Это приводило к нежелательному эффекту, ведь мои зубы, дёсны и blend mesh должны идеально сочетаться. Я написал макрос, сохранявший morphtarget меша перед каждой командой subdivide и восстанавливающий его исходный объём.

Я использовал этот макрос как мою основную команду subdivide, привязанную к CTRL+D. Скрипт можно скачать отсюда.

Закончив со скульптингом основы, надо подумать над топологией. Хорошая топология может поддерживать скульптинг, блеск и анимацию.

Плавность расположения полигонов зубов и дёсен помогает blendmesh сохранить все сложные формы.

Всегда нужно поддерживать равновесие между низкополигональностью и количеством опорных рёбер. С самого первого уровня SD я стремился к созданию чёткого силуэта зубов:

Вот пара хороших ресурсов по топологии:

Закончив с топологией и скульптингом, я импортирую decimated-меши в Marmoset Toolbag. Это помогает получить общее представление о внешнем виде модели при разных моделях освещения.

Начинайте использовать Toolbag или Keyshot как можно раньше, чтобы находить области, пропущенные на этапе детализации. Кроме того, наблюдение за результатами помогает в движении в правильном направлении.

Я хотел представить модель в окружении реального времени, поэтому создал переходный меш
для реализации блендинга зубов с дёснами. В противном случае подподверхностное рассеяние в экранном пространстве приводит к резким переходам. Я расскажу о том, как повысил уровень детализации в этом blendmesh.

В ZBrush можно нарисовать тонкие трубочки в полостях, которые будут обозначать скопления слюны. Мы используем их только для запекания. Таким образом мы получим плотно прилегающий вогнутый blendmesh плюс нормальную карту, напоминающую выпуклую форму. Это пригодится в рендерере реального времени, потому что во впадинах мы получим красивые отражения, как показано на этом изображении:

UV-развёртка

Можно импортировать меши в 3ds Max или другое похожий пакет для создания развёртки и планировки текстуры. Мне хотелось сохранить UDIM-развёртку, чтобы иметь готовую к продакшену модель на разных платформах. Я перенёс через GoZ мои инструменты 3ds Max для указания швов разрезов, а затем выполнил «quick-Peel» и операцию упаковки. Затем вернул всё через GoZ обратно в ZBrush, чтобы воспользоваться его мощным инструментом создания развёрток («use existing seems»). Это очень важно, если вы хотите экспортировать карты смещений из ZBrush.

Совет: многое о развёртках можно узнать у Тима Бергхольца.

Раскрашивание текстур и смещение

После создания развёртки можно загрузить модель в Substance Painter, чтобы раскрасить её.

Albedo

Для создания карт альбедо я люблю использовать процедурные и рисуемые вручную маски. Привлекательной кажется идея проецирования кроссполяризированных фотографий, но они ограничивают вас, если вы захотите изменить вены или кровеносные сосуды для другого проекта. Вы можете многому научиться о значениях цвета и слоях ткани, создавая всё вручную. Это может быть не идеальным альбедо, но в дальней перспективе эта работа вам воздастся.

На раннем этапе у меня постоянно был запущен Toolbag со всеми моими шейдерами. Так как дёсны отражают много света, скрывая таким образом информацию альбедо, я преувеличил цвета:

Roughness

Чтобы получить в Toolbag ощущение влажной поверхности, я создал карту roughness. Она включает в себя очень мелкие изменения на разных слоях. Чтобы добиться нужного результата, я много раз всё переделывал. Внешний вид дёсен сильно варьируется, поэтому важно сверяться с референсами.

Для большинства полостей я использовал чуть более сильное значение roughness, но исключил полости зубов, в которых значения шероховатости ниже. Я продолжал настраивать эту карту даже в процессе написания статьи, поэтому получил новые отзывы. Мне нравится завершать проекты, но для повышения своих навыков необходимо относиться к себе критически и быть открытым к новым идеям.

Совет: создайте тёмно-серый цвет во всех наборах текстур и переключайте режим смешивания на «replace», чтобы сразу же проверять поведение карты roughness при различных условиях освещения.

Непрозрачность для blendmesh

Сначала выберите для этого набора текстур отдельный шейдер. Идеальные результаты получаются с шейдером «metal/rough-with-alpha-test». К другим наборам текстур примените «skin-shader».

Добавьте в «Texture Set Settings» канал opacity и создайте fill layer внизу стека слоёв с нейтральными нормалями и обнулённой информацией об opacity.

Теперь можно начинать рисовать поверх маску непрозрачности (для наглядности я использовал красный цвет).

Для получения идеального результата пришлось потрудиться, но спешка на этом этапе очень снизит общее качество рендеринга.

Совет: экспортировать свою маску можно через меню набора текстур или просто нажав правую клавишу мыши на стеке маски и выбрав «Export mask to file».

Displacement

Карты смещений я экспортировал из ZBrush.

В нём есть удобная функция, анализирующая инструменты и выравнивающая карту смещений, чтобы покрыть все высокие и низкие значения. Я использовал Multi Map Exporter, чтобы объединить отдельные инструменты с относящимися к ним тайлам UV, использовав следующие параметры:

Шейдер

Для каждого набора текстур я создал в Marmoset Toolbag свой шейдер. Это позволило мне использовать разные параметры шейдеров для языка, зубов и дёсен.

Перед настройкой шейдеров SSS и смещения важно правильно задать масштаб сцены. В Toolbag есть ползунки «Scale» и «Scale-Center», и я воспользовался ими, чтобы подчеркнуть эффект смещения:

Шейдер зубов

В Toolbag есть хороший подповерхностный шейдер, который при наличии качественных карт может создавать отличные результаты. Чтобы добавить вариативности в запечённую карту нормалей, я использовал карту нормалей деталей. По своей природе зубы кажутся просвечивающими (translucent), и в достижении этого эффекта сильно помогает хорошая карта просвечиваемости (translucency map). Я запёк в Substance Painter карту толщины и изменил её в соответствии со своими потребностями.

Вот параметры моего шейдера для зубов:

Модель затенения

Я считаю, что самое важное в шейдере зубов — это модель отражения, для которой я выбрал параметр «Refractive». Индекс преломления определяет, насколько путь луча искажается или преломляется при попадании в материал. Очень важно придать материалам правильный внешний вид. Изучив вопрос, я узнал, что IOR дентина равен 1.540.

Чтобы подчеркнуть сниженные значения отражаемости во впадинах, я добавил в шейдер карту полостей и передвинул ползунок «specular cavity» на 0.4. Ползунок Diffuse Cavity я оставил на нуле, потому что моя Albedo map уже содержала заливку полостей красным цветом.

Вот сравнение между моделями преломлённого и зеркального отражения:

Совет: посмотрите объяснения модели зеркального отражения в видео Джо Уилсона и Ли Деновалда:

Шейдер дёсен

Физически верное значение зеркального отражения для кожи примерно равно 0.028. Это стало для меня хорошей опорной точкой.

Для дёсен я увеличил этот показатель до 0.07. Здесь нужно придерживаться низких значений, иначе шейдер может создать эффект металла. Придать результату убедительности может небольшой Fresnel.

Не увлекайтесь слишком большими значениями Fresnel на влажных материалах, потому что это может привести к проблемам у поверхностей, повёрнутых в другую сторону от камеры.

Совет: здесь можно узнать о техниках реалистичного рендеринга кожи в реальном времени.

Шейдер слюны

Для создания убедительной слюны в Toolbag можно использовать разные режимы прозрачности.

Для идеального смешения между зубами и дёснами я использовал метод Refraction with Dithering. Вот параметры шейдера:

Результат, полученный после использования описанных техник:

Заключение

Очень важно использовать ресурсы, которые поначалу кажутся неочевидными. Для изучения анатомии полезны данные сканирования.
Уделите достаточно времени этапу моделирования и убедитесь, что меш хорошо читается и имеет крепкую структуру в своей основе.
Подписывайтесь на блоги об интересующей вас области знаний. Находите единомышленников и общайтесь с ними!

Это был очень увлекательный проект. У него всё ещё есть «шероховатости», но он стал отличным обучающим процессом по анатомии и материалам.

Упрощённую модель для своих проектов можно скачать здесь.

Спасибо за чтение! Надеюсь, эта статья была вам полезна.

Настройка света в Blender

2020-07-28T12:27:05.202Z

Работа во Viewport и технические ограничения

Работать мы будем в трёх окнах. Первое — рабочее, без рендера, где будут отображаться все камеры и источники света. Второе — уже знакомый нам Material Editor. И третье — своего рода наглядная демонстрация: в нём будет отображаться уже отрендеренная картинка с ракурса выбранной камеры.

Для этого в правом углу окна в шейдинге viewport выбираем Rendered.

Для более быстрой итерации я обычно использую Eevee — рендер в реальном времени, который может работать в качестве финального рендера, либо в качестве движка, который управляет предпросмотром в реальном времени при создании объектов.

В нашей модели есть объекты с параметром volume. Это затрудняет работу, поскольку Eevee берёт bounding box, крайние точки по трём осям xyz, который и становится volume.

Выглядит это так.

В нашей модели есть объекты с параметром volume. Это затрудняет работу, поскольку Eevee берёт bounding box, крайние точки по трём осям xyz, который и становится volume. Исправить этот эффект можно, поменяв шейдеры с volume, например, на базовый Principled BSDF с обычным emissive у каждого иллиция. Но это потребует отдельной настройки материала под eevee, — если мы хотим, чтоб свечение было похоже на то, которое было настроено под cycles.

Поэтому оставляем Principled BSDF без свечения, с упрощенными материалами выставляем свет в eevee, и уже перед финальными рендерами будем переключаться на cycles для корректного отображения всех наших материалов и света. Заходим во вкладку Render Properties и выбираем Cycles.

Здесь же назначаем девайс: CPU или GPU. Характеристики моего железа позволяют рендерить в CPU, что несколько медленнее, но обеспечивает более стабильную работу.

В этой же вкладке настраиваем количество сэмплов, которое можно установить отдельно для финального рендера и для вьюпорта.

Ещё один важный момент — коллекции. Для удобства организации сцены создаём отдельную коллекцию, которая будет состоять из камеры и подобранных для конкретного ракурса источников света. Это позволит быстро переключаться между кадрами и не тратить время на то, чтобы вспомнить, какой сетап источников света за какой кадр отвечает.

Как это сделать: в панели Scenes Collection нажимаем New Collection. Теперь, если нажать значок “папка” перед названием, все новосозданные объекты автоматически будут помещаться в выбранную коллекцию.

Также коллекции удобны тем, что мы можем в один клик отключить отображение целого сетапа во вьюпорте или на рендере (значки “глаз” и “камера” соответственно).

Совет: если хотите сделать “предвизуализацию” освещения, лучше всего выставлять источники при нейтрально серых объектах. Это позволит избежать ситуаций, когда картинка пересвечена либо наоборот недостаточно освещена.

Настройка камеры

Переходим непосредственно к работе. В самом начале у нас есть объект, к которому можно создать плоскость с помощью уже знакомого хоткея “Shift+A”.

Аналогичным образом создаём камеру. Чтобы настроить ракурс во втором окне, делаем её активной (жмём значок “камера” в панели справа), после чего над ней появляется чёрный треугольник — обозначение главной камеры.

Теперь жмём “0” на нампаде и смотрим через выбранную камеру. При этом, если мы попробуем сдвинуться, камера останется на месте. Чтобы менять ракурс камеры, а не своё положение, нажимаем N и выбираем в открывшейся вкладке View — Lock Camera to View. После этого рамка, которая определяет кадр подсвечивается красным пунктиром, и мы можем двигаться “изнутри” камеры. Выставляем таким образом нужный ракурс.

Закончив, снимаем галочку с Lock Camera to View. Камера выставлена. Теперь, чтобы во втором окошке отображался ракурс именно этой камеры, нажимаем на него и снова “0”.

Настройка источников света

Таким же образом (“Shift+A”) создаём источники света. Их у нас 4 вида на выбор:

Point — свет этого источника распространяется из одной точки равномерно во все стороны, с постепенным затуханием.

Sun — источник направленного света с параллельными лучами, без затухания.

Spot — источник , излучающий свет из одной точки, но область свечения ограничена направленным конусом, который мы можем настраивать.

Area — источник света, при использовании которого излучение происходит из плоскости, форму и размер которой мы можем настраивать.

Итак, создаём Spot, который автоматически добавляется в активную коллекцию. Изменяем положение источника света относительно модели, выбрав его мышью и нажав хоткей G для перемещения

Переходим во вкладку настройка света (значок “зелёная лампочка”). Здесь мы можем выбрать цвет и интенсивность света. По умолчанию значение последнего параметра (Power) — “10W”. Назначаем “1500W” и тут же видим в окошке, как это будет выглядеть на рендере.

Ещё один параметр источника света, который мы можем настраивать, — размер (в случае Spot). Чем он больше, тем мягче падающие тени. Следовательно, если мы хотим получить супержёсткие тени с чётким контуром, ставим значение «0».

На отображение теней в Eevee также влияет количество сэмплов. Из-за того, что у нас во Viewport стоит значение “16”, мягкие тени разбиваются на отдельные части. Чтобы это исправить, поднимаем значение. Однако, в этом случае мы несколько жертвуем производительностью, и скорость рендера замедляется.

В качестве примера, — скрин отображения при 256 сэмплах.

Как я уже говорил, в случае Spot и Area можно выбрать направление источника света. Чтобы изменить угол падения света, зажимаем жёлтую точку либо хоткей “Shift+T”. А взаимодействуя со стрелкой можно отрегулировать угол фонарика.

Таким образом можно, например, сконцентрировать свет на конкретной части тела, чтобы сделать акцент.

Кроме того, мы можем настроить край воздействия света и градиент от области максимальной интенсивности света к полностью чёрному. Чем больше значение Blend в настройках источника света, тем более плавным будет переход.

Говоря об Area, отметим один из параметров источника — габариты. Здесь мы можем выбрать форму источника: квадрат, прямоугольник, диск либо эллипс. Диск и квадрат имеют один параметр для изменения — радиус и сторону, соответственно. Прямоугольник — длину и ширину.

После того, как прикинули в Eevee базовое расположение источников, переключаемся в Cycles, чтобы получить более приближенную к итоговому рендеру картинку.

Как выставить свет

Теперь поговорим о принципах, в соответствии с которыми выставляется свет. И здесь большую роль играет определение задачи: должна ли модель максимально отражать наш навык или же перед нами стоит цель поставить сцену так, чтобы чётко считывалось настроение.

В зависимости от этого выделим условные 2 вида:

1. «Недраматичная» или скульптурная подача — когда нам нужно показать хорошо считываемые формы и детали.

В этом случае мы берём в качестве основного источника Area, выставляем значение Size “5м”. Получаем эффект, схожий с освещением в пасмурную погоду: равномерное освещение, мягкие тени, плавный переход от света в тень.

Важно: чем больше угол между направлением «взгляда» камеры и направлением света, тем лучше считываются детали. В противном случае они «съедаются», и мы получаем эффект «лобовой вспышки».

Помимо основного источника мягкого света, можно также использовать дополнительный, который будет расположен за объектом либо вне кадра, подсвечивая саму тень. Таким образом удаётся подчеркнуть детали и выставить “студийный” свет.

Я предпочитаю пользоваться минимумом источников, но при желании можно добавить и третий — дело вкуса. Главное — не переборщить и избежать засвета модели со всех сторон, иначе мы потеряем ощущение объёма модели.

Совет: не забываем о свете, который отражает «пол». Порой достаточно лишь изменить его тон, чтобы добавить или убрать рефлексы.

Вот так выглядит готовый turntable со скульптурной подачей:

2. “Драматичная” подача — противоположна скульптурной и предполагает, что мы готовы пожертвовать некоторым уровнем детализации ради достижения эмоционального эффекта.

Чем больше контраст между светом и тенью, тем большей “драматичностью” обладает кадр.

Добиться максимального эффекта можно, расположив источник света за объектом напротив направления взгляда камеры.

В конечном итоге я хотел добиться ощущения случайной фотографии, поэтому подал модель в “драме”: жёсткие тени, источник света расположен не намного левее камеры, чтобы отчасти сохранить детализацию и в то же время создать эффект вспышки камеры. Общее настроение кадра: тревога от встречи с монстром в темноте, ощущение неизвестности и напряжение.

Так выглядит наш кадр уже после рендера и обработки. О них поговорим в следующий раз.

Топ 5 пожирателей рендеринга

2020-07-21T13:27:31.076Z

5 место. VDI (Virtual Desktop Infrastructure)/DaaS (Desktop as a Service)

Данные решения позволяют получить сверхпроизводительную виртуальную станцию в облаке. Для профессионалов в 3D-моделировании, проектировании зданий, инженерных объектов и сооружений, специалистов видеопродакшна необходимо иметь крайне высокопроизводительную рабочую станцию, с поддержкой современных GPU-решений (обычно NVIDIA Tesla). Это позволяет получить выигрыш в производительности при рендеринге до нескольких десятков раз. Таким образом, позволяя стартапам и частным лицам работать где угодно, и не покупать громоздкое оборудование. Главное, чтобы был стабильный и быстрый канал доступа в Интернет.

Как пользователь вы, возможно, никогда и не сталкивались с такой технологией (хотя похожую технологию терминального сервера удаленных рабочих столов от Microsoft активно внедряют в последние годы), однако, множество высокотехнологичных продуктов создаются людьми, которые применяют её в своей практике.

4 место. Архитектурный и промышленный дизайн

Каждый архитектор и инженер должен уметь с одной стороны продемонстрировать своим заказчикам или инвесторам через удобную визуальную модель свой проект, с другой стороны, с учетом кратного роста сложности современных инженерных и архитектурных решений – иметь в арсенале удобный инструментарий проектирования и работы со строительными или промышленными объектами, которые максимально детально, но одновременно и цельно могут быть отображены визуальным образом для специалистов, работающих в проекте.

Именно здесь на помощь приходит технология рендеринга, которая позволяет архитекторам и инженерам за секунды переводить обычные чертежи в сложные статичные или анимационные 3D модели с возможным их погружением в виртуальный мир, в котором можно совершать с помощью VR оборудования манипуляции над проектируемыми объектами.

Во многих странах с развитой экономикой в строительных и промышленных отраслях введены обязательные стандарты 3D визуализации проектируемых объектов. Помимо этого, национальные BIM (информационное моделирование здания) системы США, Канады и стран ЕС предусматривают использование масштабной виртуальной цифровой среды существующих и проектируемых объектов на территории этих стран для обязательного учета и применения, если вы планируете строительство жилого, некоммерческого или промышленного здания. И здесь альтернатив рендерингу не существует. Россия в технологическом смысле пока еще далека от внедрения подобных национальных технологических систем, но вся логика современной строительной и промышленной инженерии направлена в сторону развития BIM технологий с использованием подробных 3D моделей и виртуальных видео пространств, что означает неизбежность их реализации и в нашей стране.

3 место. Производство видеоигр

Отдельной строкой мы отмечаем индустрию видеоигр, которую сегодня невозможно представить без технологий рендеринга. На всех этапах, начиная с прототипирования концепции вашей видеоигры, первого тестирования и до полноценного масштабного производства игрового контента вам понадобится рендеринг, который будет обеспечивать эффективную обработку 3D изображений, производить сложные анимированные сюжеты, обрабатывать видео и в целом создавать задуманный вами игровой мир.

2 место. 3D-мультфильмы, 3D-спецэффекты

Технологической основой для таких изобразительных жанровых направлений является 3D-рендеринг, И такой рендеринг наиболее затратный, поэтому для него почти всегда применяются графические ускорители с поддержкой высокопроизводительных вычислений. Затратная кропотливая симуляция позволяет добиться потрясающей картинки. Однако, за всё необходимо платить: изображения такого качества не создаются в реальном времени, обработка одного кадра может занимать даже на крупных кластерах с вычислительными ускорителями несколько минут, а иногда и часов (при сверхвысоком разрешении и сверхсложной картинке с миллионами элементов). Но в результате затраченные усилия окупятся с лихвой, ведь именно благодаря технологиям 3D-рендеринга мы все можем наслаждаться современным кинематографом и шедеврами анимационного искусства.

Основными промышленными стандартами для 3D-рендеринга являются Blender, 3ds Max, Houdini, Corona Render и другие программные пакеты, которые в полной мере поддерживаются сервисами облачного рендеринга от команды AnaRender.

1 место. Видеохостинг, видео по подписке, стриминг, IPTV

Как ни странно, но топ нашего рейтинга технологий визуализации занимает не 3D, а 2D рендеринг: кодирование, транскодирование, декодирование видео. И это не спроста: бОльшую часть трафика Интернета составляют видеоданные. YouTube, NETFLIX, стримы и другие подобные сервисы. А также IPTV (интерактивное телевидение), которое сейчас предлагает почти каждый провайдер. Все эти технологии объединяет одно: проведение операций кодирования и декодирования видео.

Причём, во многих случаях эта операция может выполняться несколько раз с дополнительными эффектами. Например, наложение логотипов канала, футажей (короткие видеоролики, сделанные специально для видеомонтажа), спецэффектов, бегущих строк с текстом и т. д.

Рассмотрим самый распространённый видеохостинг в мире YouTube (без стриминга). Перед тем как отправить файл на сервер, он сжимается на вашем компьютере или смартфоне - точнее он уже хранится в сжатом (кодированном специальным образом) формате для того, чтобы занимать намного меньше места; после чего файл по каналу связи попадает на сервера YouTube и далее происходит постановка видео в очередь кодирования. Когда подходит очередь вашего файла, то он кодируется сразу в несколько форматов: 360p, 480p, 720p, 1080p и т. д., а исходный загруженный файл удаляется. Теперь пользователи сами могут выбирать (в соответствии с характеристиками своего канала и производительностью своего компьютера/смартфона/планшета) в каком качестве им смотреть видео. Такой вариант кодирования (когда перекодировка происходит не в реальном времени, а по мере того как придет очередь нашего файла на вычислительных узлах) называется пакетным.

Но есть и другой тип: транскодирование в режиме реального времени. К нему можно отнести тот же IPTV от провайдера, который отдаёт пользователям потоки цифрового телевидения в разных форматах с целью совместимости с максимальным количеством разных устройств (разные ТВ-приставки, телефоны, планшеты, компьютеры и другие устройства могут поддерживать разные наборы декодировщиков).

Мало того, провайдер также получает множество потоков от телеканалов или промежуточных сервисов. Обычно в самом высоком разрешении. Поэтому для «показа» конечной телепередачи своему клиенту провайдеру необходимо декодировать поток от телеканала/телестудии, а потом снова его закодировать в определённом формате (часто сразу в несколько форматов). Хотя на задержку и тратится некоторое время (до 30 секунд для буферизации), в индустрии принято говорить, что операции происходят в реальном времени (как минимум ничего не встаёт в очередь).

Наш ТОП 5 показывает крайне широкое применение рендеринга в различных индустриях, охватывающих масс-медиа, промышленность и строительство, телевидение и интертеймент. Но остается открытым вопрос о цене и доступности использования рендеринга и возможных путях оптимизации затрат.

Советы по созданию мЕхов в Блендер

2020-07-16T10:17:23.772Z

Проект Меха

Я создал Bismuth Security Mech как часть своей выпускной работы в школе. У нас были определённые установки касательно выпускной работы, но с достаточно большой свободой выбора темы. Так что я выбрал для себя создания меха, который будет оптимизирован под использование в игровом движке. Я также видел эту работу как возможность создать выдающийся образец для своего портфолио.
До этого, в основном я работал над стилизованными проектами, так что в этот раз я решил переосилить себя и создать более реалистичный дизайн.
Это определённо стало шагом вперёд в плане детализации, по сравнению с моими прошлыми дизайнами. Я хотел сделать так, чтобы механизмы выглядели правдоподобно, так словно они и вправду созданы настоящими инженерами, так что я уделял этому аспекту особое внимание.

Референсы и Обрубовка (Blockout)
Перед тем как приступить к моделированию, я просмотрел множество работ других художников, которые создавали что-то похожее. Я собрал все эти работу в один большой мудборд . Особым вдохновением для меня стали классика киберпанка – манга и аниме «Призрак в доспехах». В них есть особая эстетика, которая очень сильно импонирует мне. Но также я смотрел и на другие, более реалистичные дизайны, чтобы понять, как много я хочу видеть деталей в своём мехе. Насколько детальным должен быть мой робот.

Дизайн я начал делать в 3Д, основные формы и пропорции набросал в Blender. Что мне нравится на этом этапе так это лёгкость, с которой можно вносить изменения и правки в свой дизайн. На данном этапе нет необходимости сильно задумываться о топологии.
В моих рефах, мне понравилось то, что они отражают в себе черты животных и насекомых, то что я хотел отразить в своей работе.

Начальная обрубовка

Эта версии обрубовки была быстро сделана за один вечер. Затем я использовал её как основу, для более точной версии с лучшими пропорциями. Я сразу обозначил наиболее значимые черты своего дизайна, такие как авто-пушки и пусковые установки дымовых гранат, для них у меня были рефы в своём рефборде в PureRef. На этом этапе я уже начал играть с цветом.

3Д идеально подходит для создания механических дизайнов, потому что вы можете свободно двигать детали и смотреть как они взаимодействуют друг с другом. Это также позволит избежать таких проблем как clipping (проблема с камерой), если модель будет в последствии анимирована.

Итоговая обрубовка

Моделирование в Blender
Разработка дизайна сразу в 3Д даёт вам одно неоспоримое преимущество – у вас уже будет готовая модель, с которой можно будет работать дальше. Все пропорции и объёмы уже определены и осталось их только подправить и не придётся заниматься переносом дизайна с обычного 2Д наброска. В Blender есть великолепные инструменты для создания хай-поли моделей, о них я расскажу чуть позже.
Чтобы создать хай-поли, я использую простой метод support loop. Все support edge размещены вручную. Это позволяет мне создать чистые переходы форм, от острых до скруглённых поверхностей, а также позволяет двигать любой вертекс control loop индивидуально.

Так как я знал, что в дальнейшем буду запекать детали с хай-поли на карту нормалей для лоу-поли модели, то я использовал floating geometry на вершине этого меша для большей части деталей. На мой взгляд это отличный способ детализации, который не затрагивает силуэта модели. К тому же он гораздо быстрее в исполнении, так как не требует вовлечения в процесс никакой низлежащей геометрии. А ещё это достаточно гибкий метод, я могу двигать флотеры (floaters) и менять положение деталей как захочу. В Blender лучше всего использовать для этого модификаторы Vertex Groups и Shrinkwrap.
Я могу настроить их так, что вершины флотера будут цепляться к геометрии под ними, если включить модификатор Shrinkwrap Modifier, затем я могу выбрать только вершины, которые должны находиться дальше от модели в новой Vertex Group, к которой я применил второй Shrinkwrap Modifier. Это можно использовать, чтобы контролировать как глубоко будет утоплен флотер. Это позволит мне менять внешний вид модели, без реального изменения самой геометрии, что весьма удобно.

Одежда
Я решил добавить Меху немного боеприпасов и показать, что патронные рукава покрыты тканью. Мне кажется, что это такой дизайн выглядит очень круто, а также добавляет больше правдоподобности. Мягкость ткани также создаёт хороший контраст с твёрдостью металла.
Я никогда раньше не делал ткань и решил попробовать выполнить эту задачу в Marvelous Designer. Один из моих однокурсников был знаком с ним и сильно мне помог.
Я лишь поверхностно ознакомился с этой программой и определённо изучу её лучше, чтобы использовать в своих будущих проектах.
Texturing

Текстурирование
Substance Painter уже из коробки идёт с набором различных текстур и генераторов, мне их вполне хватило для своей цели. Я использовал гранжевые карты поверх своих текстур, чтобы придать им более естественный, подвергшийся внешним воздействиям вид. Я хотел, чтобы они выглядели так, словно мой робот уже какое-то время функционировал, а не так словно он вчера сошёл с конвейера. Мне также нужно было, чтобы текстуры отличались друг от друга, поэтому я сделал металл более гладким и блестящим, тогда как резиновые шланги и ткань более грубыми. На металлических частях, я использовал metal edge wear generator, затем вручную наложил маску, оставив видимыми лишь некоторые места, на которых красках стёрлась со временем.

Substance Painter также оказался очень полезен в деле добавления деталей посредством карт нормалей, например для ткани на патронных рукавах или резиновых шлангах.
Все эти детали оказалось, гораздо быстрее можно сделать в Substance Painter, модифицируя текстуры в height channel, нежели пытаться смоделить их вручную на хай-поли.

Мне нравится одна особенность sci-fi дизайнов – когда на дизайне на уместных местах есть лейблы или декали, например, знаки опасности или предупреждающие надписи. Они сразу добавляют дизайну больше реализма и правдоподобности, так что я сделал несколько логотипов и декалей, чтобы показать, что робот был создан кооперацией различных фирм. Я сделал их в Blender и Photoshop, а затем нанёс в Substance Painter через planar projection tool. Этот инструмент позволяет очень легко и просто размещать подобные элементы.

Обратная связь
Самым сложным местом для меня оказалось объединить дизайн и текстуры так, чтобы общий вид получится правдоподобным. Я доволен получившимся результатом, однако глядя на него сегодня, уже вижу области, которые я мог сделать лучше. Например, можно было использовать больше деталей в дизайне, например показать поршни, которые поддерживают отдельные пальцы ног.
Это то, что я бы порекомендовал всем, кто хочет сделать своего собственного меха или просто любой другой hard-surface дизайн. Думайте о том, как ваш дизайн будет работать, как он будет двигаться, как будет взаимодействовать с окружением и возможным пилотом.

Это то, что мне особенно нравится в sci-fi дизайнах – когда ты смотришь на них и можешь быстро понять, как они функционируют, тогда у тебя сразу появляется чувство правдоподобности.

Создание персонажей в Blender и Unity

2020-07-12T07:45:39.194Z

Приступаем к работе

Для прохождения этого туториала вам необходимо следующее:

Установить последнюю стабильную версию Unity.
Установить последнюю стабильную 64-битную версию Blender.
Иметь минимальное понимание редактора Unity. Можете изучить туториалы для начинающих на нашем веб-сайте.
Рекомендуется опыт работы с Blender. Здесь есть туториалы, по которым можно научиться основам.

Скачайте исходные материалы и куда-нибудь их распакуйте.

Откройте папку заготовки (starter) проекта и перейдите в папку Assets\RW\Models. Откройте в Blender файл CuteCharacter.blend.

В файле содержатся следующие данные:

Низкополигональная модель гуманоидного персонажа.
Материал CuteCharacter.
Ссылка на текстуру CuteBase, содержащуюся в одной папке с моделью.

Открыв файл, вы должны увидеть слева модель персонажа:

Заметьте, что она отзеркалена по оси X, это сильно упростит весь процесс работы. Справа показано простое изображение загруженной текстуры:

Первый шаг к анимированию этого персонажа — выполнение риггинга.

Создаём риг персонажа

Риггинг — это создание арматуры, скелета модели. У арматуры есть несколько соединённых костей, к которым можно прикрепить вершины, чтобы они двигались при перемещении кости.

Переместите мышь в окно 3D View, чтобы переключить на него фокус. Затем добавьте новую арматуру — удерживайте Shift и нажмите A, чтобы открыть Add Menu. Выберите Armature > Single Bone.

Мы создали арматуру и её самую первую кость, которую также называют корневой костью (root bone). Не снимая выделения с арматуры, найдите в разделе Display вкладки Properties флажок X-Ray и поставьте его.

Теперь арматура будет видна сквозь персонажа. Это упростит создание скелета.

Прежде чем приступать к созданию полной структуры, важно понять, как её нужно настроить для совместимости с Humanoid Avatar движка Unity.

Из-за особенностей привязки костей к собственной системе Unity некоторые ключевые кости являются обязательными.

Unity ожидает наличия минимум 15 костей, а именно:

Hips (root bone) — таз
Lower spine — нижняя часть позвоночника
Upper spine — верхняя часть позвоночника
Neck — шея
Head — голова
Two upper arms — два плеча
Two lower arms — два предплечья
Two hands — две кисти
Two upper legs — два бедра
Two lower legs — две голени

Создаваемый нами риг будет содержать все вышеперечисленные кости, а также несколько дополнительных для повышения стабильности при анимировании.

Убедитесь, что арматура всё ещё выделена и нажмите на Tab, чтобы перейти в режим Edit. Выберите корневую кость, нажав на неё правой клавишей мыши.

Примечание: в Blender для выбора объектов используется правая клавиша мыши. Нажатие левой клавиши мыши изменяет позицию 3D-курсора — небольшого жёлтого круга с красно-белым кольцом вокруг. При перемещении 3D-курсора все новые объекты создаются в его новой позиции, а для нашего туториала это не требуется. Для сброса позиции 3D-курсора можно нажать Shift + S, откроется меню Snap Menu, после чего выбрать Cursor to Center.

Откройте вкладку Bone на панели Properties справа, чтобы можно было быстро вносить изменения, и переименуйте корневую кость в Hips, введя имя в поле ввода названия и нажав Enter.

Позвоночник

Настало время создавать структуру костей!

Выберите нижнюю сферу кости Hips и нажмите по порядку G, Z, 0.5 и Enter, чтобы переместить её туда, где должен быть пупок.

Теперь выберите верхнюю сферу и нажмите G, Z, 0.1 и Enter, чтобы немного переместить её вверх.

Примечание: если вам плохо видно происходящее, то можно приближаться и отдаляться при помощи колеса мыши.

Чтобы создать несколько костей позвоночника, нам нужно подразделить кость Hips на три части. Выберите кость Hips, нажмите W, чтобы открыть меню Specials и выберите Subdivide. По умолчанию эта операция разделяет кость на две части, поэтому измените значение Number of Cuts в нижней части панели Tool слева на 2.

Примечание: если вы не видите ползунок Number of Cuts, то переместите курсор мыши под текст Subdivide Multi внизу слева и прокрутите вверх, чтобы сделать его видимым.

После разделения позвоночника новые кости называются Hips.001 и Hips.002. Это плохой способ наименования костей; переименуйте кости, по очереди выделив их и изменив имя в правой панели Bone.

Назовите верхнюю Chest, а среднюю LowerSpine.

Ноги

Теперь перейдём к костям ног. Дублируйте кость Hips, выбрав её и нажав Shift + D, а затем для подтверждения нажмите правую клавиши мыши.

Если посмотреть на панель Bone справа, то можно увидеть, что выбрана кость с именем Hips.001. Переименуйте её в UpperLeg.L. L означает left, «левая». Так мы будем понимать, с какой мы стороны костей и это поможет нам в дальнейшем при отзеркаливании.

Поверните кость UpperLeg.L по оси Y, нажав R, Y, 180 и Enter.

Теперь переместите на место по горизонтали, нажав G, X, .23 и Enter. Затем нажмите G, Z, -.2 и Enter, чтобы переместить её вертикально.

Примечание: на картинке выше показан режим wireframe, чтобы подчеркнуть, где находится кость. Включить или отключить этот режим можно нажатием на Z.

Выберите нижнюю сферу (также называемую коннектором) и переместите её вниз, нажав G, Z, -.3 и Enter.

Чтобы ногу можно было сгибать, её необходимо разделить. Выберите кость UpperLeg.L, нажмите W и выберите Subdivide для разделения ноги на две части. В результате у нас получится две кости ноги; назовите нижнюю LowerLeg.L.

Последняя часть ног — это ступни. Переключитесь на вид сбоку, нажав 3 на алфавитно-цифровом блоке (Numpad), после чего нажмите на клавишу «точка» (.), чтобы сфокусироваться на голени.

Примечание: если на клавиатуре нет алфавитно-цифрового блока, то переключаться между видами можно нажатием на кнопку View в нижней части экрана.

Немного отдалите окно просмотра, чтобы видеть большую часть голени.

Теперь выберите нижний коннектор и чтобы создать стопу, экструдируйте его, нажав E, Y, -.18 и Enter.

Переименуйте созданную кость в Foot.L в панели Bone.

Теперь неплохо было бы сохранить файл. Нажмите CTRL + S и щёлкните левой клавишей мыши на появившемся имени файла. Периодически сохраняйте свою работу, Blender — достаточно стабильное приложение, но иногда может «крашиться».

Вернитесь в вид спереди, нажав 1 на алфавитно-цифровом блоке. Прежде чем переходить к голове, нам нужно сделать кость таза родительской для ноги. К счастью, сделать это довольно просто!

Выберите UpperLeg.L и найдите в разделе Relations панели Bone раскрывающийся список Parent. Нажмите на него и выберите Hips.

Тело

Приступим к голове! Выберите коннектор в верхней части кости Chest, нажмите E, Z, .055 и Enter. Это будет кость шеи, так что назовите её в панели Bone Neck.

Чтобы добавить кость головы, не снимайте выделение с верхнего коннектора и нажмите E, Z, .95 и Enter.

Назовите созданную кость Head.

Далее приступим к коннектору левого плеча. Выберите верхний коннектор кости Chest и нажмите E, X, .08 и Enter, чтобы добавить новую кость. Немного переместите её вниз, выбрав правый коннектор и нажав G, Z, -.09 и Enter.

Назовите эту кость ShoulderConnector.L. Эта кость будет прикреплять плечо к грудине. Для протокола: это ни в коем случае не анатомически корректно, но нам это и не требуется.

Снова выберите самый правый коннектор и нажмите E, X, .85 и Enter. Так мы создадим одну большую кость, которую нужно будет разделить, чтобы создать оставшиеся кости с левой стороны.

Выберите созданную кость, нажмите W и выберите Subdivide. Измените количество разрезов внизу слева на 3, чтобы получить четыре части.

Назовите эти кости следующим образом, начиная слева направо:

Shoulder.L
UpperArm.L
LowerArm.L
Hand.L

На первый взгляд текущее расположение этих костей выглядит неплохо, но из-за того, как расположен коннектор между частями руки (его можно назвать локтем), рука не сможет правильно сгибаться. Нажмите Z, чтобы перейти в режим wireframe, и посмотрите сами:

Красная линия обозначает, где локоть находится сейчас, а белая — точку сгиба руки на меше. Чтобы исправить это, выберите LowerArm.L и переместите её вправо, нажав G, X, .09 и Enter.

Пока мы работаем только с левой частью. Но как насчёт правой?

Не знаю, как вы, а я воспользовался бы любой возможностью упростить свою работу. Поэтому следующим шагом будет зеркальное отражение костей слева направо нажатием всего нескольких клавиш.

Отзеркаливание

С версии 2.79 в Blender есть удобная новая функция для быстрого отзеркаливания костей арматуры всего за несколько простых шагов! До появления этой функции приходилось дублировать, отзеркаливать вручную, изменять названия и задавать роли костей. Если вам когда-нибудь доводилось это делать, то вы знаете, как это долго.

Для начала снимите выделение со всех костей, нажав A, чтобы не осталось оранжевых контуров выделений.

Далее выберем кости только с левой стороны (левая сторона персонажа находится справа от вас), удерживая Shift и щёлкая правой клавишей мыши каждую кость. Не забудьте о ступне!

Выбрав эти кости, нажмите W и выберите Symmetrize.

И этого достаточно, чтобы получить идеальную зеркальную версию выбранных костей:

Кроме того, в конце названий костей будет вместо .L буква .R, обозначающая их позицию.

Сохраните файл и приготовьтесь к риггингу.

Рисование весов

Рисование весов (Weight painting) — это процесс привязки костей к 3D-мешу. Каждая кость прикрепляется к группе вершин с определённой величиной веса.

Вес определяет «жёсткость» перетягивания вершин за костью.

Выполнение этой задачи вручную может занять много времени, потому что придётся самостоятельно рисовать вес каждой отдельной кости. К счастью, Blender может взять на себя основную часть рутинной работы, автоматически нарисовав веса в зависимости от близости костей к вершинам.

Нажмите Tab, чтобы переключиться в Object mode. Сначала выберите модель, затем удерживайте Shift и нажмите ПКМ на арматуре, чтобы выбрать и её тоже.

Теперь нажмите CTRL + P, чтобы открыть меню Parent и выберите With Automatic Weights, чтобы сделать модель родителем арматуры и выполнить автоматическое рисование весов.

Визуально разница может быть незаметна, но теперь кости присоединены к мешу.

Прежде чем приступать к проверке, убедитесь, что Pivot Point находится в режиме Median Point, проверив нижнюю панель:

Включите режим Median Point, если там всё ещё выбран режим 3D Cursor.

А теперь начинается интересное! Переключитесь в режим Pose, выберите кость и поверните её, нажав R и перемещая курсор мыши. Проделайте это с каждой костью в центральной и левой части модели, чтобы убедиться, что все веса назначены верно.

Повертите окно обзора в разные стороны и проверьте вращение под другими углами, нажав колесо мыши и перемещая мышь в разные стороны.

Проверив все кости, вы можете заметить, что глаза не двигаются вместе с головой, что выглядит немного странно, если не сказать больше:

Чтобы прикрепить глаза к голове, нам придётся всё-таки самим назначить веса. Не выходите из режима Pose арматуры, удерживайте Shift и нажмите ПКМ на модели, чтобы тоже выбрать её. Теперь перейдите в режим Weight Paint. Мы готовы к рисованию весов.

В этом режиме можно выбирать кости, удерживая CTRL и щёлкая ПКМ на кости. Выберите кость Head и поверните её назад, нажав R, X, -90 и Enter.

Чтобы прикрепить глаза к кости Head, выберите кисть Add в разделе Brush панели Tool слева.

Нажмите Z, чтобы переключиться в режим wireframe и поверните окно обзора так, чтобы хотя бы один из глаз больше не находился на передней части головы. Теперь выполните раскраску вершин глаз, чтобы увеличить вес, пока глаза не перестанут висеть в воздухе.

Вес можно увидеть визуально по цвету на меше; значения изменяются от 0 (тёмно-синий) до 1 (ярко-красный). Чтобы проверить результаты, вернитесь в вид спереди, нажав numpad 1 и Alt (или Option) + R для сброса поворота кости Head.

Теперь глаза правильно прикреплены к голове.

Примечание: показанный выше поворот выполнен вращением трекбола. Этот режим вращения можно активировать повторным нажатием R после начала поворота.

Завершив базовое рисование весов, можно приступить к деталям.

Добавление аксессуаров

Аксессуары в этом контексте — это объекты, прикрепляемые к персонажу, но не являющиеся частью его тела. В этом разделе мы рассмотрим два способа прикрепления объектов: к самой модели и как отдельного многоразового объекта, прикрепляемого к кости.

Первый способ можно использовать для шляп, второй — для оружия, которое держит персонаж.

Сначала мы нажмём Z, чтобы выйти из режима wireframe и нажмём A, а затем Alt (или Option) + R, чтобы сбросить поворот всех костей.

Редактирование персонажа

Первый способ добавления деталей к персонажу проще, но накладывает определённые ограничения. При работе с самой моделью, которая зеркально отражена, вся добавляемая геометрия будет копироваться из левой стороны в правую, и наоборот. Поэтому на одну из сторон невозможно добавить что-нибудь уникальное. Поскольку геометрия является частью этой конкретной модели, её также нельзя заново использовать для других персонажей. Такой способ идеален для любой ситуации, в которой подобные ограничения не являются проблемой.

Если вы повторяли за мной действия туториала, то сейчас находитесь в в режиме Weight Paint. И это хорошо, потому что после добавления шляпы нам нужно снова заняться рисованием весов. Нажмите Tab, чтобы перейти в режим Edit mode и начните с переключения режима выделения на Vertex, нажав CTRL + Tab и выбрав в меню Vertex.

Теперь выберите ПКМ любую вершину в верхней части головы, находящуюся выше красной линии (которая является используемым для текстурирования UV-швом). Нажмите CTRL + L для выбора всех присоединённых вершин, так мы выберем всю модель. Теперь выберите UV delimiter, выбрав в нижней левой панели >UVs.

Теперь будет выбрана только верхняя часть головы.

Выберите также edge loop под ней, удерживая Shift и Alt (или Option), а затем нажав ПКМ на любой из первых горизонтальных рёбер ниже.

Теперь дублируйте выбранные грани, нажав Shift + D, а затем Enter. Немного переместите дублированные грани, нажав G, Z и 0.01.

Затем отмасштабируйте всё выделенное, нажав S, 1.05 и Enter.

Так мы немного сместим шляпу с головы, чтобы избежать Z-конфликта граней.

Шляпа пока похожа на висящий в воздухе кусок тела, поэтому чтобы прикрепить её к телу, сделаем следующее:

Выберите только нижний ряд «шляпы»: нажмите A, чтобы отменить выбор всего, а затем удерживайте Alt (или Option) и нажмите ПКМ на одном из нижних рёбер.
Сделайте их плоскими, нажав S, Z и 0.
Нажмите E для экструдирования и Enter для подтверждения.
Нажмите S, чтобы начать масштабирование и перемещайте курсор к модели, пока рёбра не окажутся внутри головы. Поверните окно просмотра, чтобы это было проще увидеть. Нажмите Enter, чтобы подтвердить масштабирование.

Это придаст шляпе немного глубины, чтобы она хорошо выглядела со всех сторон и в ней не было дыр. Однако шляпа из человеческой кожи — это не совсем то, чего бы нам хотелось. Для изменения цвета нам нужно сначала развернуть её UV-координаты, чтобы они красиво лежали на текстуре.

Выберите всю шляпу, выбрав любую её вершину и нажав CTRL + L. В этот раз измените ограничитель на Normal, чтобы выбрать все соединённые вершины.

Для нашей шляпы мы выполним одну из простейших в мире развёрток: из вида. Нажмите numpad 1, чтобы перейти в вид спереди, затем нажмите U, чтобы открыть меню Unwrap и выберите Project From View.

Если вы посмотрите на правую сторону окна Blender, в которой показана текстура, то заметите, что туда добавилось несколько вершин, похожих на половину шляпы:

Можно выбрать все вершины, переместив курсор мыши на текстуру и нажав A. Действия в Blender чувствительны к контексту и зависят от расположения курсора, поэтому пусть он пока находится внутри этой области текстуры.

Теперь нажмите G, чтобы переместить UV на синее пятно, подтвердите перемещение нажатием Enter, а затем отмасштабируйте выбранное, чтобы оно уместилось в пределах синей области: нажмите S и подтвердите клавишей Enter.

Если теперь посмотреть на персонажа, то можно увидеть, что его шляпа стала синей.

Можно изменить изображение текстуры, чтобы сделать любой другой цвет.

Теперь снова переместите курсор влево, рядом с моделью и нажмите Tab, чтобы вернуться в режим Weight Paint. Немного поверните кость Head, чтобы проверить, прикреплена ли шляпа.

Похоже, нам повезло! Поскольку вершины шляпы близко к кости Head, они добавились автоматически. Если бы этого не случилось, то нам пришлось бы раскрашивать шляпу вручную, как мы это делали с глазами.

Теперь мы рассмотрим создание и прикрепление отдельного объекта.

Прикрепление объектов

В этом разделе мы создадим небольшой посох, который будет оружием в руках персонажа. Вместо него можно легко представить меч, топор или даже магический жезл, но в этом туториале мы не будем рассматривать создание сложного оружия.

Перейдите в режим Object mode и нажмите Shift + A, чтобы открыть меню Add. Выберите Mesh > Cylinder, чтобы добавить в сцену новый цилиндр.

Предлагаемый по умолчанию цилиндр слишком велик, поэтому настроим его параметры в нижнем левом углу: изменим Radius на 0.04, а Depth на 1.2.

Благодаря этому цилиндр станет тоньше и короче.

Сделаем цилиндр гладким, нажав на кнопку Smooth в разделе Shading панели Tool Shelf слева.

Пока нашему цилиндру не назначено никакого материала. Чтобы назначить материал, откройте вкладку Material в панели Properties справа и выберите CuteMaterial из раскрывающегося списка рядом с кнопкой New.

Чтобы превратить цилиндр в коричневый посох, нам для начала потребуется выполнить UV-развёртку. Нажмите Tab, чтобы перейти в режим Edit mode, нажмите U, чтобы открыть меню Unwrap, и выберите Project From View.

Переместите курсор мыши на текстуру справа, нажмите G, чтобы переместить UV на коричневый кусок текстуры. Подтвердите перемещение клавишей Enter и уменьшите масштаб нажав S и переместив мышь так, чтобы UV поместились внутри этого куска.

Теперь посох стал коричневым. Не волнуйтесь о неправильном расположении, скоро мы им займёмся.

Откройте вкладку Constraints панели Properties. Добавьте новое ограничение (constraint), нажав на раскрывающийся список Add Object Constraint и выбрав Child Of.

Constraints используются для ограничения позиции, поворота и масштаба объекта. В нашем случае я сделал цилиндр дочерним объектом кости руки персонажа. Благодаря этому при создании анимаций объект будет постоянно прикреплён к руке. Это очень упрощает предварительный просмотр анимации и позволяет ограничить пересечения объекта с телом.

Задать ограничение очень просто. Нажмите на раскрывающийся список Target и выберите Armature. Теперь нажмите на раскрывающийся список Vertex Group и выберите Hand.R.

После этого вы заметите, что посох мгновенно прикрепился к правой руке персонажа. Однако его позиция и поворот не совсем верны. Поверните посох по оси Z на 90 градусов, нажав R, X, 90 и Enter. Теперь переместите его немного вперёд, нажав G, Y, -0.4 и Enter. Так намного лучше!

Пришла пора испытать посох. Вернитесь в режим Object mode, нажав Tab, выберите арматуру и переключитесь в режим Pose mode с помощью раскрывающегося списка в нижней части экрана. Поверните окно просмотра так, чтобы чётко видеть посох, выберите UpperArm.R и немного поверните её, нажав R и перемещая мышь. Посох будет следовать за рукой, как будто персонаж его держит.

Персонаж и его аксессуары готовы. Сохраните файл, наша работа здесь закончена.

Теперь мы займёмся экспортом модели и арматуры в Unity.

Экспорт в другие форматы

Примечание: если вам не интересно экспортировать модели в другие форматы, чтобы делиться ими с людьми, то можете пропустить этот раздел. Просто сохраните файл и закройте Blender.

Unity вполне хорошо работает с форматом .blend приложения Blender, если Blender установлен в системе. Однако при передаче моделей другим людям лучше использовать форматы наподобие .FBX или .OBJ, не требующие никакого стороннего ПО. Именно по этой причине в большинстве наших туториалов используются файлы моделей в .FBX, а не исходные .blend.

Экспортировать в FBX из Blender очень просто. Для начала выберите в верхнем меню File > Export > FBX (.fbx).

Вы увидите режим экспорта. В отличие от большинства приложений, Blender не открывает отдельное окно, а вместо этого заменяет содержимое всего окна.

Можно выбрать место сохранения файла, выбрав папку слева или введя местоположение в поле сверху. Параметры экспорта указаны в нижнем левом углу окна:

Эти параметры экспорта по умолчанию подходят для Unity, но существует вероятность того, что в более сложных сценах они могут создать хаос, потому что экспортируют всё, даже источники освещения и камеры. Чтобы экспорт был чистым, внесите следующие изменения:

Снимите выделение с Camera, Lamp и Other. Это можно сделать, удерживая Shift и нажимая на опции, которые нужно отключить.

Если выбраны только такие опции, то никакие нежелательные объекты не экспортируются. Теперь поставьте флажок !EXPERIMENTAL! Apply Transform под этими опциями. Он применит позицию, поворот и масштаб всех объектов. Это означает, что неоднообразные значения будут сброшены; например, если поворот имел значения (X:23, Y:125, Z:7), то он будет сброшен на (X:0, Y:0, Z:0).

Переключитесь на вкладку Geometries, нажав на кнопку Geometries, и снимите флажок Use Modifiers Render Setting. Это позволит сохранить высокое количество полигонов внутри для рендеринга в Blender, но оставит его низким внутри Unity.

Далее откройте вкладку Armatures, поставьте флажок Only Deform Bones и снимите Add Leaf Bones. Это не позволит приложению Blender добавлять к арматуре лишние кости. Leaf bones необходимы только для совместимости с Maya. Non-deform bones, например, контролирующие кости, необходимы только в ПО моделирования для выполнения точной настройки; в таких игровых движках, как Unity, они бесполезны.

Опции Animation по умолчанию настроены правильно, так что менять их не нужно.

Настроив всё это, было бы слишком скучно каждый раз заниматься этим каждый раз при экспорте файла. И тут нам помогут пресеты. Мы можем сохранить все эти параметры во внутренние опции Blender для использования в будущем.

Для этого нажмите на кнопку + рядом с раскрывающимся списком Operator Presets, введите в текстовое поле название пресета и нажмите на кнопку OK. В этом туториале мы назовём его Unity FBX.

Если открыть теперь раскрывающийся список Operator Presets, то можно выбрать только что созданный пресет:

После этого параметры мгновенно будут применены. Пресеты работают для всех файлов, поэтому теперь вы можете запросто экспортировать любой файл Blender в FBX для использования в Unity.

Последний шаг — собственно сам экспорт. В этом туториале файл .blend используется в Unity для анимирования, поэтому сохраните файл FBX в любое место, выбрав папку слева и нажав кнопку Export FBX в правом верхнем углу.

Сохраните файл и закройте Blender. Наконец настало время перейти в Unity и воспользоваться нашей моделью.

Настройка гуманоида

Откройте заготовку проекта в Unity и посмотрите на окно Project.

Вот краткое описание папок:

Animation Controllers: используется для вставки контроллера анимации персонажа.
Animations: содержит простую анимацию ожидания.
Models: здесь мы редактировали и сохранили персонажа. Также в этой папке находится модель додзё и несколько текстур.
Music: простая китайская мелодия, соответствующая стилю додзё.
Scenes: сцена Dojo.

Если сцена Dojo ещё не открыта, то откройте её из папки Scenes. Сцена представляет собой внутренности додзё с Audio Source, воспроизводящим фоновую музыку.

Разобравшись с этим, давайте приступим к использованию персонажа!

Привязка аватара

Для начала выберите модель CuteCharacter из папки Models и откройте в Inspector вкладку Rig. Откройте раскрывающееся меню Animation Type и выберите Humanoid.

Так мы сообщим, что персонаж является гуманоидом, чтобы Unity могла использовать его соответствующим образом. Теперь нажмите Apply, чтобы сохранить эти параметры.

После краткого повторного импорта вы заметите, что появилась кнопка Configure…. Нажмите на неё, чтобы приступить к связыванию костей с системой Mecanim движка Unity’.

Посмотрите на окно Scene и поверните окно так, чтобы персонаж смотрел на вас. Заметьте зелёные кости; их использует движок Unity. При нажатии на любую из них будет выбрана соответствующая кость и в Hierarchy, и в Inspector.

Использование движком Unity костей напоминает работу кукловода. Вместо непосредственного использования файлов анимации для обновления костей в каждом кадре он считывает значения и применяет их к каждому гуманоиду на основании его определения Avatar. Это обеспечивает гибкость при работе с разными формами тел. Возьмём для примера персонажа, с которым мы работали — его пропорции нереалистичны, но это не имеет значения, ведь его скелет имеет необходимые кости: позвоночник, руки, ноги и т.д. Некоторые из костей могут быть короче, чем у большинства людей, но они всё-таки присутствуют.

Теперь посмотрим на Inspector: вы видите фигуру человека с разбросанными по ней зелёными и серыми кругами. Все сплошные круги необходимы для работы системы Avatar. Если какие-то из них отсутствуют, то они становятся красными, и вы не сможете правильно анимировать персонажа.

Пунктирные круги — это дополнительные кости для более сложных ригов. Все серые части отсутствуют, но необязательны. Например, у нашего персонажа нет пальцев.

Ниже представлено полное описание костей, и именно здесь нужно связывать части тела с костями. Если какой-то из кругов красный, то нужно назначить (или переназначить) кость. Созданный нами скелет полностью отвечал требованиям уже при импорте в Unity, поэтому никаких настроек не требуется. Ура!

Нажмите на кнопку Apply в нижнем правом углу и щёлкните кнопку Muscles & Settings в верхней части Inspector. Это позволит просматривать и настраивать виртуальные мышцы.

Вы увидите три раздела:

Muscle Group Preview
Per-Muscle Settings
Additional Settings

В первом есть несколько ползунков, которые можно двигать вправо-влево, чтобы проверить правильность привязки мышц. Поэкспериментируйте с ними и проверьте, что они делают. Учтите, что мышцы пальцев никак не учитываются, потому что у персонажа нет пальцев. После каждого теста нажимайте кнопку Reset All, чтобы сбрасывать все ползунки превью.

Раздел Per-Muscle Settings содержит подразделы, которые можно разворачивать нажатием на стрелки. В каждом из них есть отдельные превью. Эти подразделы позволяют указать минимальные и максимальные углы, чтобы избежать наложений в вашей модели.

Разверните раздел Left Arm и попробуйте перетаскивать ползунок Arm Down-Up. Заметьте, что происходит при минимальном значении:

Примечание: если персонаж слишком тёмный, чтобы создавать силуэт, то можно отключить в окне Scene освещение сцены, нажав на небольшой значок солнца в верхней части.

Рука движется через тело персонажа. Плохо!

Чтобы исправить это, переместите ползунок превью в наименьшее значение и измените minimum angle раздела Arm Down-Up на -20.

Сделайте то же самое для Right Arm > Arm Down-Up.

На этом мы закончим настройку мышц. Можно настроить и другие мышцы, чтобы предотвратить наложение, но в этом туториале мы остановимся на перемещении рук вверх-вниз.

Нажмите кнопку Apply в нижнем правом углу для сохранения изображений в Avatar и нажмите Done, чтобы закрыть режим привязки.

Теперь настало время добавить персонаж в сцену и дать ему воспроизводимую анимацию.

Использование персонажа

Чтобы добавить персонажа, перетащите модель CuteCharacter из папки Models в Hierarchy.

Задайте для CuteCharacter поворот (X:0, Y:180, Z:0), чтобы он смотрел в камеру.

Создайте новый контроллер анимаций, нажав правой клавишей на папке RW\Animation Controllers и выбрав Create > Animation Controller.

Назовите его CharacterController и дважды нажмите на него, чтобы открыть окно Animator. Теперь перетащите анимацию Idle из папки RW\Animations на сетку Animator, чтобы сделать её анимацией по умолчанию.

Далее выберите CuteCharacter в Hierarchy и нажмите на кнопку-селектор рядом с полем Controller. Выберите в окне выбора CharacterController.

Наконец, раскройте CuteCharacter в Hierarchy и перетащите Cylinder на Hand_R, чтобы сделать его дочерним элементом. Это ограничение добавления отдельного объекта, о котором я говорил выше. Если этого не сделать, то оружие будет просто плавать вокруг персонажа.

Вот и всё! Нажмите на кнопку Play, чтобы увидеть персонажа в действии.

Теперь снова нажмите на кнопку Play, чтобы остановить сцену, и нажмите CTRL + S, чтобы сохранить изменения.