Deus Ex: Сборка окружения на основе библиотеки из "одной" текстуры

Сегодня у меня для вас перевод туториальчик для создания окружения на основе библиотеки из одной текстуры . Это учебное пособие от художника по окружению Винсента Джоеля Vincent Joyal, по созданию оптимизированного Sci-Fi 3д окружения минимальными средствами в плане расхода видеопамяти. Часть материала была расшифрована и дополнена мной.

Данный материал может быть полезен тем кому не все равно на оптимизацию и технологические способы создания окружения для игр.

Скажу спасибо RogerWilco за ссылку на материал.

Итак прежде чем материал начнется предлагаю взглянуть на следующие скриншоты и оценить количество материалов и текстур. Задайте себе вопрос - как много материалов вам придется использовать - если вы будете использовать

Как можете догадаться все скриншоты сделаны из ДеусЭкс:

И как вы уже надеюсь догадались: слово "одна текстура" стоит в кавычках не зря. На самом деле речь пойдет о стандартном PBR или ином текстур - но в несколько нестандартном и способе применения уже известных методов.

Время раскрыть карты :

Эта сцена, что висит в заголовке - была сделана на одном единственном наборе текстур размером в 1024х1024 пикселей.

Заинтересовались? Тогда начнем по порядку:

Шаг1. Для начала нужно выбрать физический размер плиты для текстурного атласа. Это будет определять "предельный размер" для деталей размешенных на них. Выбор во многом может зависеть от требований проекта.

Так в качестве стандарта в Deus Ex: Mankind Divided - был выбран 2х метровый шаблон Текселя.

Но вы можете выбрать свой вариант в зависимости от требований проекта.

Далее во втором шаге вам нужно определится с размом текселя (Тексель - это понятие количества пикселей на 1метр) который будет помешен на эту плиту. От этого будет зависеть насколько "качественной" она будет или насколько много весить:

Теперь когда фундаментальные решения определяюшие артстиль выбраны. Нужно приступать к работе с самой текcтурой.

Шаг 3. Теперь нам нужно подготовить секту текстуры в фотошопе.

Шаг 4 - для удобства повторите шаг с созданием сетки еще раз

PS: сделать слой с сеткой в фотошопе - проще сделав базовый образец ячейки и продублировать в течение пары минут 256 раз.

Создадим себе файл нужного нам размера 64х64

Поставим линейку(Cnrl+R ), вытянем направляюшие:

Две минуты игры в тетрис и готово:

Но вернемся к статье:

На шаге пятом - Винсент просит вас использовать 6х пиксельные линии.

А теперь когда все подготовка готова. Шаг 6! Время приступать к созданию текстуры! Нарисуйте на вашем шаблоне всевозможные комбинации элементов. оставьте линию из одного квадрата наверху и сбоку:

Pемака: Не кидайтесь сразу в бой - подумайте над тем дизайном элементов, который вам понадобится на уровне.

Начните с наброска окружения - и потом возьмите листочке в клеточку и попытайтесь распределить детали на нем карандашем.

Обратите на выделения цветом на примере выше. Синий, Красный и Зеленый. Это зоны где от вас потребуется большее внимание

Синие - Винсент просит вас убедится, что вы перекрываете все ориентации линий и тайлов, которые хотите использовать, когда будете заниматься вращением кусков Плитки / UVS и может возникнуть баг когда нормаль будет работать не корректно. Так как Карту нормалей невозможно вращать без определенных "лайфхаков" в движке. Иначе свет и тень будут работать некорректно.

Поэтому лучше продублировать узор симметрично - Что бы избежать возни с нормалями.

Зеленый - тут мы можем создать фигуры со сложной геометрией требующие более высокой четкости. Даже если потом мы уменьшим их размер относительно остальных деталей Трима.

Красный - для создании масок - убедитель что ваши линии ВЕЗДЕ имеют одинаковую толшину по горизонтали и вертикали. Это потребует от вас аккуратности что бы не допускать такого:

Если конечно - это не является вашим намеренным решением.

PS: Используйте в ФШ инструмент Карандаш и квадратную кисть.

Что же - теперь на 7м шаг вам нужно сделать интересующий вас текстурный сет из созданных масок:

Можете воспользоваться любым удобным для вас способов. Это не тебя этого туториала. Для Классического PBR набора вам понадобится карта нормалей, шершавость, AO и диффуз.

PS: для теста способа - можете отключить слой с сеткой и создать в фотошопе нормали.

Создав это - можно приступать к моделированию!

Шаг 8. Добавляем текстуру в ваш любимый 3д редактор.

И о настройки сетки тоже не забываем:

И начинаем аккуратно распиливать плоскость с текстурой на отдельные запчасти выровненные по сетке!

По Итогу у вас на руках должен быть набор запчастей, выстроенный в удобный зоопарк.

Шаг 9! Время создания 3д модели.

На этом шаге - теперь мы будем создавать столько моделей окружения сколько нам понадобится. Для этого рекомендуются следующие действия:

Шаг A: Создайте контур. Убедитесь что кусочки запачастей из текстур крепятся к сетке. Включите привязку к ней.

Убедитесь что синхронизировали размер тайлов с сеткой 3д редктора

Так если вы следовали гайду и использовали шаг равный :
1/(32*2) = 0.03125 метра

Таким образом плитки будут идеально стыковаться с сеткой.

Шаг Б: Заполните пустые области полигонами.

И сопоставьте их с пустыми зонами на текстуры

Шаг B: "Поверх " чистых поверхностей можете добавить "парящие" элементы: болты, заклепки, решетки.

Убедитесь что парящие над поверхностью элементы имеют маски прозрачности. И они находятся вплотную к базовой поверхности.

PS: и/или назначите на них отдельный материал, который в движке будет заменен на материал декалей.

Технически - мы можете ограничится только этим подходом и получите "хороший " результат в рамках 3д редактора...

... Но можно сделать все еще красивее...

Шаг 10. Создадим для получившегося меша 2й UV канал.

**Некоторые 3d-движки, уже используют канал 1 или 2 для получения информации о lightmap. Возможно, вам придется поиграться с нумерацией UV каналов...

На UV1 будет Предназначен исключительно для сборочной библиотеки:

А на 2м канале будет "классическое" разворачивание которое будет иметь значение для модификации карт нормалей и шершавости и пр.
Которая будет накладываться поверх "сборочной" текстуры.

Шаг 11. Создание разнообразных материалов в игровом движке.

Используя созданные текстуры - создайте мастер материалы или их инстансы:

Возьмите созданный материал и его текстуры с UV канала 1

И совместите его со слоем повторящихся несовершенств "Imperfections" и/или повреждений. Что бы придать материалу "естественность" и реализм.

PS: И как многие уже догадались "одна" текстура это обман. Маркетинговая уловка. Вас обманули. Но не сильно. Ведь в основе именно 1 материал конструктор. У нас должен быть даже не даже не один материал - а несколько, что будут смешиваться

Шаг 12. Назначьте в 3д на модели разные ID материалов.

Загрузите в движок - загрузите нужные материалы в нужные слоты и наслаждайтесь хорошим модулем для стен.

PS: можете улучшить данный способ за счет декалей, вертекс пейтна.

Идея использовать одно текстурное изображение для хранения ВСЕХ ТЕКСТУР в качестве модульного набора отнюдь не нова. Так Сейчас мы воспринимаем мощность GPU как нечто само собой разумеющееся и зачастую не следим за количеством видеопамяти особенно в век нейросетей где разработчики-энтузиасты AI забивают VRAM на своих 5090 до упора созданными дегенерационными текстурами, и потом обвиняют в это игровой движок ю

Так что всегда полезно повысить производительность, выжав максимум из имеющихся ресурсов за счет уменьшения количества и повторного использования одних и тех же текстур.

Полигоны не так "дороги" с точки зрения видеокарты как текстуры. Чем меньше текстур - тем лучше. 4х

Рекомендую ознакомится со смежной темой Ultimate Trim - где на одну и ту же модель можно натянуть разные шкурки

#gamedev #3d #modeling #textures