Танцовщица Холодной долины из Dark Souls III — пример босса, в дизайне которого механика и эстетика переплетаются, чтобы лучше раскрывать друг друга.
Разбираем Танцовщицу вместе с нашими преподавателями — геймдизайнером, концепт-художником и левел-дизайнером. Зачем ей длинная вуаль, почему её арена устроена именно так, и как боевые приёмы рассказывают историю персонажа. Видеоверсия недавней статьи.
Привет. Я хочу рассказать из чего состоит 3D графика в играх. Я разберу лишь некоторые темы, которые по большей части относятся конкретно к работе 3D художников, а разбор этих тем будет очень поверхностным, без сложной теории и терминологии с наглядными примерами из игр.
Я написал это для тех, кому хоть немного интересно как устроена компьютерная графика в играх, а еще наверное для начинающих или желающих начать изучение 3D графики и геймдева в целом.
Начать наверное стоит с того что вообще такое 3D Модели.
Самое краткое и простое объяснение которое я смог бы дать: Объект состоящий из координатных точек, находящихся на трех осях XYZ, соединенных между собой ребрами и трехугольными плоскостями (полигонами), на эти плоскости, при помощи двумерных координат UV проецируются текстуры, это только малая часть того из чего состоит 3D модель, но основная.
3D Модели в играх разделяют по разному, я лично разделяю их так:
Модули - это такой вид моделей, предназначенный для сбора больших объектов (расположенных в игровом мире). Чаще всего из них собирают здания, коридоры уровней, пещеры, комнаты. Сборка объектов из модулей проходит в игровом движке, а не в 3D редакторе.
Пропсы - Объекты вроде стола, стула, урна, скамейка, фонарный столб, бочка, шкаф, контейнер - все это элементы окружения и их называют пропсами, они могут быть отдельными объектами, а иногда из нескольких деталей для вариативности.
Растительность - Можно было бы отнести это и к пропсам, но растительность немного сложнее, у них есть анимации или сложные шейдеры которые дают им подвижность. Растительность тщательней оптимизируют, в основном лодами - об этом я расскажу ниже.
Интерактивные или важные объекты - Объекты с которыми игроки могут взаимодействовать, сюда можно отнести и оружие, элементы снаряжения, экипировки, пульт управления или что то в этом роде. На них игрок чаще смотри, поэтому на них заостряют больше внимания чем простым пропсам.
Персонажи - Люди, животные, роботы, все что выполняет хотя бы примитивные команды и анимацию.
Помимо этого, есть еще и другие типы моделей, не предназначенных для использования в играх, вроде фотосканов, скульптинг, CAD модели
В современных играх модели окрашиваются полноценным материалом с несколькими текстурами, а не просто одной текстурой как думают некоторые игроки. Исключение - это игры со стилизованной графикой.s
Каждая текстура отвечает за определенные свойства. Так выглядит большинство физически корректных материалов:
Normal Map - передает рельеф, она никак не влияет на геометрию модели, влияет лишь только на то, как с этой поверхностью ведет себя свет.
Base Color или Albedo - текстура цвета, эту карту называют по разному а иногда она отличается и содержанием, помимо цвета на эту карту еще могут добавить тени.
Roughness - черно-белая маска, по ней определяется где у материала будет шероховатая поверхность, а где глянцевая.
Есть еще карты, но эти три наиболее часто используемые. Есть карта металлических свойств Metallic, есть карта Emissive - на ней обозначены участки свечения, Displacement - изменяет геометрию и создает реальный рельеф, Ambient Occlusion - мелкие затенения в углах геометрии. и еще много других.
Тема того как устроен PBR (physically based rendering) очень большая, в интернете ее разбирали подробно и неоднократно, здесь я оставлю лишь короткое описание.Не всем, но возможно многим известен тот факт что модели и текстуры в играх используются по несколько раз, знаете ли вы насколько часто это происходит? Больше всего речь будет именно об этом, о том как игровые ассеты повторяются, как это прячут и зачем.
О модулях.
Модели сделанные чтобы собирать из них большие объекты. Представьте что у вас есть конструктор, но вместо мелких деталей и кубиков - цельные объекты: стена дома, окно, дверь, объекты в одном экземпляре, если вам нужно больше окон, дверей и стен то вы их копируете.
Как выглядят модули в деле, пример из игры Dishonored. Посмотрите на фасад голубого дома, паттерн облупившейся краски повторяется на всех этажах, кроме первого и последнего. Я считаю, что средние этажи сделаны одним и тем же модулем, потому как 3D художник не допустил бы таких повторов, если бы делал дом целиком.
Все здание (снаружи) состоит из такого списка моделей:
- Фасад первого этажа
- Фасад средних этажей
- Последний этаж с крышей (возможно раздельно)
- Несколько вариаций окон, включая открытые
- Несколько вариаций козырьков
- Мелкие детали, провода, крючки, трубы.
Из малого количество модулей можно сделать множество разных объектов, но чем меньше модулей - тем сильнее заметна их повторяемость. Вот еще здание из Dishonored, здесь видны те же козырьки, иной фасад, но повторения более явные.
Трудно назвать игру в которой не используется модули в той или иной степени.
Вот коридорный онлайн шутер Warframe, попробуйте оценить сколько здесь уникальных моделей:
Я насчитал как минимум 15, вместе с пропсами, некоторые объекты могут быть разделены на еще меньшие модули, поэтому на глаз точно не скажешь.
Одежда, прическа, бороды, голова и тело это отдельные модели которые комбинируются для создания новых неписей. Если у Геральта или другого персонажа открыта шея и присмотреться к ней во время анимаций, то можно заметить как иногда выступает шов от разделенной геометрии, что странно, в ведьмаке он есть даже у сюжетных персонажей, хотя у них целиком уникальная внешность, видимо благодаря этому мододелы провернули такое:
О том какие преимущества дает модульность:
- Экономия времени при создании контента. Художникам не приходится создавать множество разных коридоров или персонажей, они делают это в движке, уже из готовых деталей, правда от этого немного теряется уникальность.
- Экономия места на диске, модель и текстуры имеют один набор файлов, они не создаются дважды при копировании в игровом движке.
- Кастомизация. Благодаря этим модулям можно создавать множество вариантов объектов или персонажей.
Крутим, перемещаем, уменьшаем и прячем.
Различные манипуляции с одной моделью могут дать ей новый вид. При работе с моделями, в распоряжении Дизайнера уровней есть три простых инструмента: поворот, масштабирование, перемещение. Пример: Есть модель для окружения, скопируем ее, перевернем вверх ногами, затем увеличим размер, часть модели спрячем под землей и вот у нас на локации два почти разных объекта.
В Dishonored есть локация, королевская кунсткамера, с большими чучелами сов, размерами больше человека, там их было несколько штук, на одной видно составные части, сова разделена на три модели, тело и крылья.
А теперь другая локация, кабинет таксидермиста, все та же модель совы, отделили крылья и уменьшили в размерах, тело спрятали внутрь стеллажа и вот новый пропс.
5 лет назад, интернет обсуждал что в Skyrim'e маленькие столики это вкопанные в землю шкафы. Кто-то всерьез считал что это халтура, что от этого страдает оптимизация, а кого то даже бесил факт обмана.
эти 30 - 50 полигонов спрятанных под землю, повлияют на оптимизацию меньше чем еще одна модель для столика.
Одна текстура на двоих.
Частая практика, когда один материал может нести в себе текстуры для нескольких моделей. Например, у нас есть 3D модели инструментов, целый набор, зачем для каждой отвертки делать отдельный материал, это просто нерационально, если конечно нет задачи сделать каждый инструмент высоко детализированным и уникальным.
Overwatch, карта Кастильо, много домов на заднем и переднем плане, у каждого разные окна, маленькие, большие, дверцы балкона и полукруглые окна. Вот только все это разнообразие окон сделано из одного материала с разрешением текстур 128x512 px, а различие в формах придают за счет манипуляций с UV Разверткой.
Такое происходит часто с объектами одного или похожего типа.
Еще один пример, на карте есть много линий с узорами или грязи вдоль стен, это все декали - что это такое я опишу ниже. Такую текстуру иногда называют атласом, в данном случае это скорее атлас декалей.
В мобильных играх переиспользование материалов просто колоссальное, там часто делают стилизованную графику, где вся текстура это просто заливка цветом, с такой графикой можно обойтись 2 - 3 материалами на весь проект. Модель
Бывает что наоборот, на одну и ту же геометрию накладывают разные текстуры, можно получить новый объект или модуль, не создавая еще одной геометрии - но подобное делается редко, в первую очередь стараются минимизировать количество используемых текстурных материалов, игровая модель без этих материалов весит почти ничего.
В Dishonored, внутри помещений можно найти ободранные обои, используются одни и те же модели, им меняют текстуру лицевой стороны.
В играх, примерно 70% всех файлов это текстуры, как я уже писал раньше, чем чаще мы их переиспользуем - тем меньше будет весить игра. Если в сцене материал повторяется, то расходуется гораздо меньше ресурсов видеокарты. Все вышеперечисленное является главными аспектами в оптимизации игр.
Декали.
То что избавляет от следов оптимизации. Поверх часто повторяемых текстур накладывают другие. Текстура с альфа каналом (прозрачностью), чаще всего наложенная на один полигон, или методом проецирования. Пятна грязи, крови, подтеков, пыли, мелких деталей, болтики, дыры от пуль, трещины в стенах и ранее упомянутые тексты. Они нужны чтобы добавить на уровне детализации, разбавить повторяющиеся текстуры и объекты.
В Overwatch почти все декали кроме графити наносят через полигоны, здесь это видно особенно, текст отдалился от стены и парит в воздухе, если ставить полигоны слишком плотно друг к другу, то те начнут "драться" за отрисовку, появятся визуальные баги, правда тут с расстоянием они переборщили.
Вот интересный пример использования декалей. У дверных проемов есть небольшая впадина, вот только стена там идеально ровная а текстуры тайловые. Вблизи, особенно у пола можно заметить чем она создается
В Dishonored абсолютно все декали нанесены методом проецирования, тут например виден небольшой баг с определенного ракурса, облупившаяся краска падает на железную трубу. Кстати, присмотритесь к стене, видно как часто повторяется грязь на стене, тайлинг (об этом ниже), если бы не декали, это было бы еще заметней. Декали так же как и все остальное в игре, неоднократно переиспользуется.
Симметрия не только для красоты.
Тут скорее речь больше пойдет об overlapping'e. Что такое overlapping: схожая геометрия может использовать общий участок текстуры, полигоны в 2D накладываются друг на друга.
Пример, винтовка Эш из Overwatch выглядит симметрично с двух сторон, поэтому у нее одна текстура на обе стороны. Но можно пойти еще дальше, динамит имеет 6 одинаковых деталей и все под одним участком
На динамите можно увидеть надписи которых нет на текстуре, текст очень плохо дружит с симметрией, его буквально отзеркаливает, поэтому текст добавляют отдельно, как декали.
Оверлаппинг сильно экономит место на текстуре, его применение играет важную роль в создании игровых моделей. Если бы модель не имела симметричных элементов, пришлось бы жертвовать качеством или увеличивать количество используемых материалов. Даже если концепт модели почти весь асимметричен, то стараются добавлять повторяющиеся элементы
БОБ! Не стой в А позе! Небольшой ремешок и заплатка, все остальное у Боба зеркально:
Да, в данном случаи это А поза а не Т, между ними есть небольшая разница при создании анимации.
Тайловые текстуры и их смешивания.
Тайловая текстура или бесшовная текстура - это те текстуры которые можно растягивать на большие объекты, при помощи манипуляций с UV. Как только текстура заканчивается, она без видимых швов начинается с другого конца. Чем больше мы будем растягивать эту текстуру по модели, тем сильнее будут заметны ее повторения, чтобы снизить частоту этих повторов, тайловые материалы смешивают друг с другом в игровом движке, разными методами, чаще всего по Vertex Color - где цвета назначенные на вершины геометрии, выступают в качестве маски, по которым и смешиваются материалы, так же маской может служить и другая текстура, в первом случае нам придется увеличить число вершин, а во втором добавить еще одну текстуру.
Лучше всего смешивание тайловых материалов можно увидеть на земле и на стенах больших зданий
Более наглядный пример можно найти где нибудь в игре с открытой локацией, где видно землю без травы.
Я часто замечаю как новички в 3D пытаются текстурить большие объекты, здания через уникальные материалы, без использования тайлов, они удивляются почему текстура получается
такой размытой и шакальной при разрешении в 4к. Текстурирование зданий делается в преимущественно в движке при помощи бесшовных текстур их смешивания и декалей. Если нужен именно уникальный материал то придется очень часто использовать overlapping и увеличить полигонаж для швов.
Я вот думаю написать отдельную статью на тему методов текстурирования, разобрать то как смешивают материалы, используют тайлы, overlapping и декали для текстурирования разных объектов вроде зданий на заднем плане так и важных предметов в руках персонажей.
LOD'ы.
Level of Detail. Модели теряют свой уровень детализации по мере увеличения расстояния между объектом и камерой, снижается количество полигонов. Раньше лоды делали исключительно вручную, 3D художник создавал парочку упрощенных моделей одного объекта, сделать это несложно, просто сам факт того что в проекте росло число моделей да и к тому же трата времени. Сейчас в движках есть технологии которые генерируют лоды автоматически, применяется не всегда, из за своих минусов, бывает что автоматика слишком сильно "мнет" модель.
Случаи когда лоды не используют:
- Игрок не будет видеть объекты на больших расстояниях, только вблизи, такое может происходить в коридорных шутерах.
- Объект очень большой и часто находится в центре внимания, если он будет переключатся на упрощенную модель, это будет очень заметно.
- Объект и без того низкополигональный, если это простая коробка, то добавление лодов будет не рационально.
в Overwatch я заметил что лоды применяются только к персонажам и оружию, остальное не изменяется или происходит это слишком незаметно.
Анимация
Rigging - Процесс подготовки модели к анимации, создание оснастки, джоинтов или проще говоря скелета. Между скелетом для анимации и реальным скелетом внутри живых существ мало что общего, мы двигаемся благодаря мышцам, персонажи при помощи костей. Кости или джоинты есть далеко не только на персонажах, они применяются и в одежде для симуляции, в оружии, на любых других подвижных деталях.
Записанная анимация или же процедурная применяется именно к костям, а те уже в свою очередь двигают привязанные к ним вершины модели. Привязку вершин к скелету делает 3D моделлер/аниматор, этот процесс называется Skinning.
Я хотел добавить анимации того как это работает, но я уже дошел до лимита изображений, да и вообще эта тема тоже очень большая и всего тут не расскажешь одним постом.
Анимации как и другие игровые файлы также неоднократно переиспользуют, если персонажи имеют схожее телосложение для этого.
В Ведьмаке есть краснолюды и низушки, они одного роста отчего им дали общий риг и анимации, только низушки имеют более худощавое телосложение, это отражается на их популярной позе сложа руки, ладони низушек не касаются плеча.
У этих двух рас вообще довольно скудный набор поз и анимаций, не то что у людей, вот где угнетение.
Завершение
Как я и писал выше, это лишь поверхностный разбор с примерами, без сложной теории, дело в том, что каждая упомянутая тема содержит в себе очень большое количество информации. Возможно я сделаю более широкую версию статьи, но в другом месте, так как тут есть ограничения по блокам и картинкам, в зависимости от того как оценят.
Думаю у вас еще останутся вопросы, на какие то вопросы вы сможете сами найти ответы погуглив термины из моей статьи или спросите в комментариях, если знаю то отвечу.
Увлекся Blender. Вначале рисовал лоуполи модели, но все же больше люблю реализм.
3D модель певицы Авроры. Время - около 10 часов в один присест за сегодняшний день.
Продолжаю практиковаться в 3D моделировании. За последнюю неделю мною были начаты и незавершены две модели. И вот сегодня утром решила, что чего зря время терять и начала делать новую.
Вот процесс скульптинга в zbrush:
А вот модель после настройки волос в blender.
Пусть вас не смущает повышенная волосатость:) Все эти волосы являются почти прозрачными и присутствуют на лице каждого человека.
P.S. не сразу заметила, что правая прядь волос получилась сильно больше левой, так как их я настраивала уже через вид камеры.
Для референса вот фотография самой Авроры.
Меня смущает подбородок и слишком гладкий участок ноздри, но заметила я это уже после рендера. И волосы совсем далеки от идеала.
Я не претендую на 100% сходство, так как ещё только учусь передавать черты лица и набиваю руку.
Спасибо за ваше внимание:)
Серия Souls известна своими проработанными боссами. Разработчики посвящают им страницы артбуков, а игроки устраивают специальные испытания, связанные с уникальными противниками — например, убить конкретного босса, не получив урона или сняв с персонажа всю броню.
Одно из украшений третьей части Dark Souls — Танцовщица Холодной долины, которую показывали ещё в ранних трейлерах. Небольшой по меркам серии и не самый сложный босс запоминается и механиками боя, и интересными эстетическими решениями. Вместе с геймдизайнером Сергеем Праздничновым, левел-дизайнером Денисом Куандыковым и концепт-художником Иваном Растригиным разбираемся, как устроен дизайн Танцовщицы и сражение с ней.
Автор: Юрий Кулагин
По сравнению с многими боссами Dark Souls, Танцовщица Холодной долины — относительно небольшой противник. Конечно, в полный рост этот персонаж возвышался бы над игроком, но в бою Танцовщица перемещается, низко пригнувшись. Противник почти всегда находится на уровне взгляда игрока, поэтому сражаться с ним удобнее, ведь все движения и атаки отчётливо видны.
В начале боя у Танцовщицы около десяти приёмов, но также есть и комбинации разных ударов. Проработать такое количество атак непросто, зато разнообразие гарантирует интересное испытание. При этом все приёмы хорошо читаются — перед ударом всегда есть фаза подготовки, которая намекает игроку, как именно его будут бить.
Сергей Праздничнов, геймдизайнер:
У Танцовщицы есть две чётко выраженные фазы. В первой у неё только огненный меч, а во второй она достаёт магический. Отчётливо видно и как появляется второй клинок, и как меняется поведение босса.
Танцовщица ускоряет темп, что говорит о сложности и интенсивности боя. Также она начинает проводить более долгие и широкие связки ударов, начинает кружиться с этими двумя мечами. Игроку становится и сложнее, и интереснее с ней сражаться.
Во второй фазе боя у Танцовщицы появляется больше атак по площади, а одиночных прямых ударов становится меньше. На этом же этапе становится отчётливее видна связь механики и эстетики босса — новые смертоносные атаки Танцовщицы похожи на танец и подчёркивают предысторию противника.
Танцовщица использует как заранее записанные анимации ударов, так и рандомизированные связки атак. Например, круговая раскрутка — это единый анимированный кусок, во время которого на клинках босса сразу активируются все хитбоксы. А удары свободной рукой в первой фазе могут неожиданно завершиться случайным выпадом. При этом большинство приёмов Танцовщицы — это атаки по дуге, проверяющие умение игрока уворачиваться.
Сергей Праздничнов, геймдизайнер:
Танцовщица бросает игроку вызов на различные отскоки и увороты в сторону. А ещё — на удары в спину. В серии Souls вообще ценится умение обойти противника и нанести ему со спины побольше урона, пока тот не успел обернуться. У заядлых игроков серии даже вырабатывается соответствующий шаблон поведения.
Во время боя у игрока редко бывает возможность как следует рассмотреть художественный дизайн босса — глаз всё же старается выделить важные для геймплея элементы. Танцовщица же интересна тем, что эстетические и механические функции её дизайна тесно связаны.
Сергей Праздничнов, геймдизайнер:
Танцовщица хорошо запоминается с точки зрения эстетики. Её воздушная вуаль будто танцует вместе с её мечами. Это подчёркивает движения босса и завораживает игрока. Получается, что у босса говорящее имя — бой с Танцовщицей действительно ощущается как танец.
Иван Растригин, концепт-художник:
Ритмичный мотив на забрале шлема повторяется по всей фигуре, что придаёт «костюму» цельности. А белая шаль на голове создаёт контрастное сочетание фактур — металла и полупрозрачной ткани, — что делает монохромного персонажа более визуально интереснее. А ещё шаль здорово развивается при движении, — это придаёт Танцовщице динамику и интересный силуэт, который постоянно меняется.
Помимо вуали, отчётливо выделяющийся элемент Танцовщицы — это её огненный меч, который даже во второй фазе боя отчётливо виден. Его взмахи повторяют силуэт развивающейся в воздухе призрачной ткани, из-за этого все движения противника выглядят целостно.
Кроме того, ярко пылающий клинок ещё и помогает игроку лучше видеть то, от чего предстоит уклоняться. В пылу боя проще ориентироваться, когда самый опасный элемент противника выделен контрастным цветом и тоном.
Иван Растригин, концепт-художник:
Образ женщины, закованной в агрессивную броню, с призрачной шалью, а также сгорбленная поза — всё это ассоциируется с ведьмами, которые подсознательно воспринимаются как нечто очень опасное. Но совокупность всех факторов не только указывает на исходящую от босса опасность — она ещё и рассказывает его историю.
Сюжет в играх Souls обычно сложный и запутанный, а игроку никто не спешит его объяснять. Поэтому и истории конкретных персонажей или боссов зачастую строятся на догадках и туманных намёках. В случае с Танцовщицей многие намёки как раз спрятаны в её дизайне.
Иван Растригин, концепт-художник:
В этом боссе хорошо читается изящная утончённая фигура, говорящая о том что персонаж — женщина, а в прошлом даже танцовщица. При этом персонаж одет в доспехи с острыми формами и ритмичными элементами, образ практически монохромен, но небольшие цветные акценты украшений присутствуют. Сочетание утончённой женской фигуры и острых агрессивных доспехов хорошо работает на создание страха у игрока.
До событий Dark Souls III Танцовщица была аристократкой — кровные узы связывали её с правящей династией Анор Лондо. После падения города её заставили стать придвордной танцовщицей, а вскоре после этого — вступить в ряды рыцарей-изгнанников. Вместе с Вордтом, который тоже станет боссом в игре, Танцовщица отправляется в своеобразную ссылку, в которой оба сходят с ума и превращаются в чудовищ.
Часть из этих подробностей лежит на поверхности — о рыцарском прошлом говорит тяжёлый доспех, об аристократическом — развевающаяся вуаль. А к самому имени босса отсылают плавные движения противника.
Остальные подробности заметят только самые внимательные. Часть истории Танцовщицы рассказана через описания предметов и заклинаний, на отдельные события вскользь намекают NPC. А мимо главной подсказки, которая раскрывает предысторию босса, можно и вовсе пробежать — это два призрака, медленно бредущие по другой локации в игре.
Арена для боя с Танцовщицей — это фон, который старается не мешать боссу показать себя во всей красе. Сражение происходит в просторном храме, а единственным препятствием на локации служат колонны, которые игрок может использовать в качестве укрытий.
Денис Куандыков, левел-дизайнер:
Арена Танцовщицы — это одна из тех редких арен от FromSoftware, что не являются для игрока большей проблемой, чем сам босс. Здесь всё создано не только для правильной работы босса и его механик, но и для геймплейного комфорта игрока. Игровой камере ничего не мешает, а персонаж нигде не может застрять. А лёгкий перепад высот сделан всего в две ступеньки, чтобы не мешать управлению.
Цветовое оформление арены меняется постепенно прямо по ходу боя. В начале первой фазы локация окрашена в спокойные холодные цвета, из которых выделяется только ярко пылающий меч босса. Когда Танцовщица наносит удары огненным клинком, элементы интерьера загораются, и к концу боя всю локацию охватывает огонь, а холодная цветовая палитра уступает место тёплой. После смерти босса весь огонь затухает.
Денис Куандыков, левел-дизайнер:
Важно понимать, что «сложная арена» — это не то же самое, что «крутая арена». Ведь когда игрок сосредоточился на противнике, ему нельзя вдруг упереться в какой-нибудь внезапный камень под ногами. На арене Танцовщицы это касается даже художественного наполнения: различный мелкий мусор на локации аккуратно сгруппирован и «прибит» к краям собора.
Продолжаю изучать блендер и моделирование. Попробовал поработать с внутренним освещением лампами. Ну и уложился всего в 127 тысяч треугольников на этот раз. Рендер в иви.
Ровно месяц назад сел за освоение софта.
В данном уроке я подробно рассказал от такой функции Zbrush, как Полигруппы (PolyGroups): что они собой представляют, как ими пользоваться и многое другое, включая так же различных способы скрытия отдельных частей вашей модели при помощи полигрупп и не только.
