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寫實與風格化: 技術概述

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現實與程式化:技術概述

Kim Aava 總結了她關於技術差異的精彩演講,藝術家們用這些技術來構建逼真和風格化的環境

介紹

我的名字是Kim Aava,我是一名 3d 藝術家,專門從事資產和環境藝術。我在瑞典烏普薩拉大學的哥特蘭校區學習遊戲設計。3 年後獲得學士學位,之後我在斯德哥爾摩的職業教育 Futuregames 學習了一年的 3d 藝術,我也在斯德哥爾摩長大。在 Futuregames 的培訓期間,我還參與了 The Solus項目,作為環境和道具藝術家提供幫助。培訓結束後,我移居國外,並有幸成為阿姆斯特丹游擊隊遊戲《地平線:零之黎明》的資產美術師。後來我搬回斯德哥爾摩,開始在 VR 工作室 Fast Travel Games 工作,最近發布了 VR 遊戲《Apex Construct》。

我最近在 11 月初舉行了一場由 Women in Games 組織並由 DICE 主辦的早餐演講。由於我有過寫實主義和程式化藝術的工作經驗,我發現自己對創作遊戲藝術時不同風格的執行和方法的差異很感興趣,因此我的談話名稱為寫實與程式化。看到在我的講座中表現出很多興趣,我認為對每個無法參加的人來說,細分會很好。因此,與80LEVEL一起,我對該演講中涵蓋的內容進行了一個小總結。

現實主義和程式化

當我們談論現實主義和風格化時,我們指的是什麼?看起來很明顯,現實主義是指模仿栩栩如生的逼真圖形。它不一定需要存在於現實世界中,但可以像它屬於我們的世界一樣被傳達。我們在 10 年前認為看起來很現實的東西今天並不現實,對於某些人來說,由於為應對技術限製而做出的選擇,它甚至可能看起來很程式化。

一個很好的例子是 Uncharted 遊戲,如果你比較他們 10 年前 2007 年發布的第一款遊戲和今年 2017 年發布的遊戲,你會發現視覺和技術質量有很大差異。他們的主角(如示例所示)在過去缺乏很多細節,這些細節是我們可以負擔得起的,並且也用現代技術來強調。改進的細節示例包括皮膚和衣服、兩者中的皺紋以及陰影。10 年前,PBR 並不存在於遊戲開發中,但在當今遊戲藝術創作過程中卻非常重要。我們認為今天是現實的,但在 10 年後就不會了。然而,我們一直說它從來沒有看起來更好,而且將來很難讓它看起來更逼真。

在上圖中,您會看到一些最近發布並因其逼真的圖形而享有盛譽的遊戲。是什麼讓《地平線:零之黎明》、《神秘海域 4》和《巫師 3》等遊戲看起來和感覺逼真?人們甚至可能會爭辯說,這些圖形增強了真實感。我對增強現實主義的意思是,與您在類似環境中的日常生活中所看到的相比,色彩、光線和氛圍更加生動,並且具有完美的天氣和照明條件。與電影和照片一樣,後期處理和增強用於創建更有趣的場景和感覺。現實生活可能會非常枯燥乏味,如果電影、照片或遊戲看起來不夠吸引人,它就不會賣得很好。因此,當涉及到逼真的圖形時,我們作為藝術家所模仿的通常是具有完美場景、色彩、燈光和氛圍的增強現實;為了製作一些東西,讓玩家看起來好像它屬於我們的現實。

由於這些新的技術津貼,風格化的遊戲藝術也發生了變化。從受限於低多邊形和僅使用漫反射貼圖輸入,到推動高多邊形數和訪問著色器和材質,風格化現在可以蓬勃發展。

這些方法可能看起來很相似,但由於失去了限制,它們的最終結果現在確實不同。現實主義和程式化之間的顯著區別在於,現實主義僅限於使事物看起來“真實”,同時增強其視覺語言。使用風格化,您可以隨意使用形狀和顏色、誇大或刪除細節以增強任何方向的外觀和感覺。用現實主義這樣做會打破現實的幻覺,因為它不會被視為我們認為的“現實”,它不屬於我們的世界。

總之,您可以爭辯說,現實主義本身就是一種風格化,沒有什麼是真正現實的,而是在當今的技術限制下製造出來的。

創建風格化圖形的挑戰

風格化遊戲藝術的挑戰在於以較少的細節向玩家傳達資產、環境和角色的典型特徵,並強調形狀、顏色和形式。每個人都知道樺樹的樣子,你可能在現實生活中、電影或照片中見過。你只能想像一棵風格化的樺樹會是什麼樣子,這會因所追求的風格和藝術家的不同而有很大差異。

風格化是指一種視覺描繪,它表示一個對象,而沒有完全嘗試和準確地表示對象的真實外觀。這可以包括形狀、線條、顏色、圖案、表面細節、功能以及與場景中其他對象的關係的簡化。這就是為什麼風格化最常用於描述具有更多卡通特徵的藝術風格,而不是通常在細節上堅持寫實而不是簡化的半寫實風格。由於風格化的圖形千差萬別,因此在為遊戲創建藝術風格方面沒有一套單一的指導方針。我將風格化的遊戲美術分為兩類:過度誇張的風格化極簡風格化

過度誇張的風格是對形狀和輪廓的一種遊戲,重點是更大的細節和形狀,而不是具有逼真圖形的遊戲中常見的小細節和微表面細節。在這種風格中,您可以誇大對象的形狀,根據資產應該傳達的內容的重要性,您可以放大它或刪除細節。上面過度誇張的風格化遊戲藝術的例子來自 Ratchet and Clank 和 Overwatch。這兩款遊戲都傾向於通過放大較小的細節來強調物體。

上面是一個例子,解釋了何時選擇強調一個對像以及何時刪除它的思考過程。上面的例子是一條電線。物體由木樑組成,通常是物體的標誌性形狀。此外,它還有連接電線和電線桿的小型圓柱形絕緣體(用紅色標記)。為了能夠翻譯電線的功能,重要的是保留絕緣體以傳達其用途,還是玩家會在沒有絕緣體的情況下識別其用途?講述對象的故事是否重要,或者如果我強調對象的規模和形狀,它會看起來很傻而且太像其他東西嗎?這些都是我在創建現實和風格化資產時查看參考時問自己的所有問題,

另一個需要考慮的方面是物體離玩家有多遠,這些是為了高空放置,如果距離那麼遠,你甚至可能看不到絕緣體。如果沒有這些小設備,您將能夠轉換電線的功能。如果物體離玩家更近,那麼在物體上添加絕緣體以賦予其更有趣的輪廓並分解物體中的木質材料可能是一個很好的細節。對於最終的電線應該如何在任何樣式中表示,沒有正確的答案,但重要的是要在選擇屬於同一世界的資產時保持一致性。

與過度誇張的風格相比,極簡風格相對平淡,它發揮了簡單性。顏色和形狀的細節很少,你試圖傳達資產的目的及其功能。它通常會去除所有中小細節,缺少法線貼圖輸入,並且通常只使用顏色貼圖。上圖顯示了兩款屬於極簡風格類別的遊戲,Firewatch 和 The Journey。在 Journey 的示例圖片中,您可以清楚地看到地面是沙子,即使它只是均勻的棕橙色。您還可以在背景中看到岩層,因為它具有岩石的粗略形狀和輪廓,並且受到周圍環境的支持,無需更多細節,您就會將其識別為沙漠中的岩柱。

雕刻

對於風格化和現實主義,我首先分析我的參考資料,然後再進行任何雕刻。為了展示一個例子,讓我們從分析一個簡單的對像開始,比如橘子。橘子是一種相當簡單的資產,沒有復雜的輪廓,因此是分析對象的良好起點,然後再分析更複雜的資產。

在查看參考圖片時,我傾向於首先尋找較大的形狀,然後是中等、較小和微表面的細節。這個資產有什麼特點?逼真的與程式化的區別在於細節和紋理?定義資產的特徵有助於創建逼真的外觀和風格化的外觀。通過精確定位所需的細節,您可以重新創建它們以模仿栩栩如生的形象,同時還可以了解哪些細節可能會在風格化中得到增強或改變。

根據我的分析,我創建了一個具有現實和程式化變體的橘子的快速示例。你可以看到他們仍然使用相同的橢圓形圓形,但有點不均勻,因為它是一種有機水果。它從樹枝接觸根部的頂部(橘子的綠色頂部)開始有皮膚皺紋。橘子的微表面細節是嘈雜的,帶有不均勻的小凸起,這有助於它獲得不均勻的紋理,從而導致光散射到果皮並使其看起來粗糙。看到凹凸是橘子的一個重要特徵,對於風格化的資產,我會保留一些並放大它們,這也將有助於使它看起來不像橙色番茄,缺乏表面細節並且更有光澤。

輪廓

輪廓對於任何對像都非常重要,對於簡單的資產(例如橘子)到更複雜的形狀(如木樁)或角色(例如戴著寬邊帽的海盜船長)。您必須能夠識別一個對象,即使對像是未知來源的,也應該從一開始就可以識別。

對於關於現實主義 Vs 的談話。風格化,我用兩種不同的風格製作了一種資產。一個逼真的木樁和一個程式化的,以展示我在處理不同風格時對形狀、輪廓和細節的處理方法。對於風格化方法,我選擇了過度誇張的風格化,因為極簡風格化可能不需要模型的雕刻版本。

從雕刻開始,我將資產中不同級別的細節劃分為多個部分。在潛入微表面之前從大細​​節列出,即;輪廓和大形狀、中等細節、小細節和微表面細節。

剪影和大細節。當您開始雕刻時,定義資產的輪廓是最重要的。從更大的比例、輪廓和整體形狀來看,現實和風格化資產之間存在微小差異。逼真的樹樁在某些區域比程式化的樹樁更具有機或搖擺不定的感覺,特別是在底部,我添加了更多的直線。在雕刻大的形狀和輪廓時,重要的是要使對象具有可識別性並且僅使用資產的形狀。在深入研究細節之前,更容易校正和調整較大的形狀。假設您將首先開始細化並發現資產形狀的問題,由於細化需要更多的多邊形,因此更難更正。

中等細節。是影響輪廓但不創建對象基本輪廓的較小形狀,如上例所示。這些形狀還需要比主要輪廓的初始形狀更多的多邊形。在這個例子中,中等細節是樹樁頂部的碎片,樹幹的其餘部分已經脫落。重要的是要考慮當樹幹的其餘部分被扯掉時分裂是如何發生的。有人看到了嗎?掉下來了嗎,從哪個角度掉下來的?等等。如果它被鋸掉了,樹樁頂部看起來會大不相同。它會是一條直線,裡面的木頭會看到痕跡,幾乎沒有撕裂的跡象。

碎片和不均勻在現實和程式化的資產中都存在,但在程式化的版本中已被最小化和簡化,以避免嘈雜的感覺並保持清潔。而現實的有更多的小“牙齒”和鋸齒狀,以模仿現實世界樹樁的碎片外觀。

小細節。指造型中不改變整體形狀和輪廓的部分,它塑造了物體的特徵和表面光潔度。樹皮是樹的特徵,它可以是存在的,也可以是裸露的木頭。有不同類型的樹皮,無論是否存在或裸露的木材,它們也可以塑造碎木的中等細節形狀。程式化的樹皮條更大,因為這是木樁的特徵,這些細節沒有被移除而是被誇大了。

在這種情況下,木眼和孔不會影響輪廓,因此被視為小細節。木眼是將樹幹與已被切斷或脫落的移除樹枝連接起來的末端部件,木眼的大小表示缺失樹枝的比例。在這種情況下,木眼和孔不會影響輪廓,因此是小細節。由於木眼的尺寸相當小,離樹幹很遠,所以當它被切斷時,它可能還相當新鮮。如果不移除,底部樹幹的分支往往比頂部的分支大。在考慮您的資產時,請考慮諸如此類的細節。

對於孔,兩者之間沒有太大區別,風格化資產的形狀是直的,以適應樹皮的其餘角樣式。

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上面是內部樹林的木環的特寫。木環顯示一棵樹的年齡,看到底部的樹樁很厚,可以假設這棵樹已經很老了,因此添加一個對它有意義的數量。在風格化中,這更難顯示和播放,因為添加大量環會使表面過於嘈雜和顆粒感。對於風格化的,我省略了較小的環,只關注較大的區域,只添加了較大的線條來確定環的形狀。

微表面細節。這個詳圖是最後一個要添加的,因為它確實需要大量的多邊形。在添加微表面細節之前,應該調整所有主要(和可以發現的次要)問題,因為超出此部分將很難輕鬆對模型進行重大調整。

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一般來說,微表面細節是指添加表面噪聲,例如樹皮的剝落、鏽斑、小裂縫等。在這些木樁中,逼真的樹皮具有更多的纖維結構,片狀碎片相互疊加,形成了纖維結構表面。為了避免風格化的表面具有大量微表面細節,樹皮具有更大的形狀並且沒有表面噪聲,例如添加到樹皮的片狀特徵。

如之前的橘子示例,風格化的小點可能是微表面細節,也可能是小細節,具體取決於模型的大小和影響。如果裂縫改變了資產的形狀或輪廓,則裂縫甚至可能是一個很大的細節。查看您的參考資料時,重要的是將資產劃分為上述示例等類別,並確定資產中的大、中、小和微表面細節,以幫助您創建資產。從較大的形狀開始,以較小的細節結束,這似乎很明顯,但通常是藝術家常犯的錯誤,尤其是當過於關注資產的某些區域而不是整體資產時。

作為下面的最終比較,您可以找到烘焙高多邊形對象的最終結果。UV 佈局並未針對遊戲中的使用進行優化,相反,UV 島已相互匹配以更好地比較兩個樹樁的細節。

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紋理

風格化的對像似乎具有更少的細節和更大的形狀,這意味著它更容易創建和紋理化。舊的手繪樣式需要將光影信息繪製到顏色中,以避免需要法線和鏡面反射貼圖輸入,這種技術還方便地節省了光照貼圖分辨率的內存。由於技術限制,需要在顏色輸入中添加光影,並影響遊戲美術的執行。使用 PBR 等新方法,現實主義和風格化的工作方法變得非常相似,因為 PBR 為創建紋理和材料設定了指導方針。雖然在舊的手繪和逼真的紋理中添加不同的光線信息來創建陰影和高光是很常見的,但在 PBR 中,你有一個沒有光線或陰影信息的平面顏色輸入反照率,無論選擇哪種風格。因此,為風格化資產創建紋理的過程既不比現實紋理簡單也不困難,因為無論風格選擇如何,PBR 的指導方針和執行都是相同的。

上圖是帶有光信息的最終紋理的渲染。最終的網格沒有任何特殊的著色器,它們只使用基礎輸入反照率、法線、光澤、鏡面反射和環境光遮擋。這是為了演示建模和紋理的基本原理,而無需高級輸入使本文檔的文檔複雜化。

上面的渲染展示了相同的木樁,但只有反照率輸入和未點亮的材料。由於來自法線、光澤和鏡面反射輸入以及光源的光信息和深度,大多數中、小和微表面細節只能通過具有場景照明的視口可見,移除這些輸入時會丟失這些信息。

如前所述,在 PBR 中,由於渲染引擎添加了高光和陰影,因此您將僅保留顏色信息的反照率平坦。在比較反照率貼圖時,很明顯我為程式化的木樁的反照率添加了高光和陰影。在風格化中,您可以隨意增強細節,例如在紋理中添加高光和裂縫以強調深度。這是一種風格選擇,您不應該害怕通過添加細節進行試驗,只要它在放置在場景中時不會破壞照明。PBR 作為指導,絕不是設定規則,PBR 有不同的方法,所有引擎的輸入都不同。很容易忘記這些不是固定規則,作為藝術家,您可以在藝術上自由地增強和強調作品中的元素。

下面是風格化和逼真的木樁的反照率貼圖,以便在比較兩種資產的紋理方法時提供更好的概覽。

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我傾向於使用大約 5% 強度的曲率貼圖,並以棕色覆蓋,在裂縫中添加一點污垢,以突出網格中增加的深度。這似乎也與反照率的平坦度相矛盾,但如前所述,我們可以在合理範圍內自由地增強我們創作中的細節。

上面的兩張圖片是相同資產在不同光照下的渲染。這可以作為不同照明條件下風格化和逼真的比較,也可以查看反照率中強調的效果。在程式化樹樁的裂縫中增加的高光和暗度不會對不同方向的陰影投射產生負面影響。與逼真的樹樁相同,裂縫中添加的棕色不會影響陰影投射,儘管它在昏暗的照明條件下增強了樹皮的細節。但是當在反照率中添加太多高光或陰影時,它可能會破壞陰影投射並且無法在各種光照條件下重複使用,這就是使用 PBR 的目的。

建議

確保在開始之前弄清楚您的參考資料,在進入模塊或建模之前對資產、環境或角色進行細分。列出並在文檔中繪製大、中、小和微表面細節。無論風格如何,這都同樣重要,以確保您捕捉到對象的本質和核心。這樣做將在整個創作過程中有所幫助,因為您已經確定了指導方針,減少了工作流程的中斷,並分析了您可能沒有意識到的重要細節。對於風格化的項目,確定您的目標是誇張還是簡約風格也很重要。風格的決定會影響輪廓以及您將如何處理資產中的細節。

作為最後的結論,請記住,沒有正確的方法來創建既不現實也不風格化的資產,重要的是最終結果;您如何成功地將游戲資產的核心和本質傳達給玩家。

Kim Aava , 資產和環境藝術家

基里爾·託卡列夫採訪

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