3D моделирование и анимация: руководство для начинающих

в 10:59, , рубрики: adobe fuse, C#, mixamo, unity3d, анимация, анимирование, Блог компании Everyday Tools, моделирование, персонажи, разработка игр

И ещё немного полезной информации от партнёров: на этот раз компания Akadem представляет подробный туториал для начинающих разработчиков, которые желают освоить азы 3D моделирования и анимации для будущих проектов. Основываясь на собственном опыте создания симулятора паркура и адаптациии его для разных платформ, авторы подробно разбирают процесс создания персонажа экшн-игры, реализации базовых движений и локаций.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 1

«Привет, читатель ! Если ты чувствуешь, что ещё мало продвинулся в разработке игр на Unity3D, и мечтаешь о чём-то большем и, главное, динамичном — добро пожаловать под кат. Там мы расскажем о том, как создать своего собственного персонажа, не имея навыков 3D моделирования, импортировать его в Unity-проект и заставить двигаться.

Давайте представим, что в один прекрасный вечер после очередного просмотра фильма «13-ый район» вам вдруг захотелось сделать свою игру о безумных трюках, прыжках через пропасти и чудесах акробатики. В анамнезе у вас есть пара проектов с использованием геометрических примитивов, типа «3 в ряд», так что какие-то навыки программирования уже имеются, пусть и начального уровня. Для реализации этой новой идеи вам понадобятся: модель персонажа, модель окружения и специфичные анимации. Всё просто! Но тут вы осознаёте, что господь не наделил вас навыками трехмерного моделирования. Самое сложное, что вам довелось совершить в этой области — создать модель чайника в пиратской копии 3D Studio Max, купленной за 200 рублей в переходе пару лет назад. Тогда вам пришлось затратить на весь процесс целых 10 секунд времени и несколько калорий, чтобы поднять палец и нажать кнопку «Создать чайник». Да уж, никуда не годится.

Но не стоит отчаиваться, ведь современные технологии на сегодняшний день предоставляют безграничные возможности даже тем, кто не может похвалиться навыками в соответствующей сфере. Даже начинающий хирург сегодня, скачав приложение Пересадка печени 3D, может с легкостью прооперировать своего друга в домашних условиях. Но не будем отвлекаться на лёгкие художественные преувеличения — вернёмся к нашей будущей игре.

Для создания харизматичного персонажа мы будем использовать Adobe Fuse, как очень простой инструмент для работы с моделями такого рода. «С помощью этого нового приложения вы сможете с легкостью создавать, изменять и настраивать 3D-модели человеческих персонажей за считаные минуты, сохранять их в Creative Cloud Libraries, а затем добавлять для них позы и анимацию», — гласит описание. Отлично, нам подходит!

Интерфейс среды Fuse не даст вам почувствовать себя инспектором ядерной безопасности на Спрингфилдской АЭС.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 2

Уверяем вас, процесс создания персонажа будет крайне простым и принесет сплошное удовольствие. Самому Господу Богу было бы намного удобнее создавать Адама, если бы он пользовался таким инструментом.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 3

Итак, приступим. Перед вами главное окно программы, где основными для нас являются вкладки, расположенные над основной рабочей областью и представляющие собой этапы построения человеческой 3D модели. Вкладка Assemble даёт нам возможность создать непосредственно тело героя, составляя его из отдельных компонентов: торса, рук, ног и головы. С этого-то и начнём. Раскрыв список Head в правой части экрана, мы увидим перед собой различные исходные варианты. Здесь вы найдете всевозможные головы: мужские и женские, светлокожие и темнокожие, молодые и в возрасте, и даже мультяшные. Вспомнив с улыбкой творение Мэтта Гроунинга, кликаем мышкой и выбираем подходящую.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 4

Вкладка Torso, как понятно из названия, предоставляет нам возможность выбрать туловище. Тут вы решаете ходит ли ваш персонаж в спортзал, родился ли он в Африке, получает ли пенсию, а может, и вовсе пользуется Lady Speed Stick? Выбираем понравившийся вариант и двигаемся дальше.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 5

Следуя сложившейся логике вещей, пробегаемся по оставшимся двум вкладкам. Разработчики постарались на славу и исключили возможность ошибки, поэтому руки нашего героя определённо будут расти из правильного места. В раздел Legs наращиваем подходящие ноги, в разделе Hands — соответственно руки. В конечном счете, в главном окне отобразится наше творение, которое можно повертеть вокруг своей оси, чтобы убедиться, что мы ничего не забыли.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 6 3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 7

Следующий этап, который мы проведём во вкладке Customize, можно назвать самым интересным в создании персонажа. С помощью удобных ползунков мы можем менять такие параметры, как длина рук, величина головы, телосложение, цвет кожи, разрез глаз, овал лица и многое другое. Именно здесь вы определяете, будет ли ваше детище трейсером спортивного сложения или же долговязым чернокожим азиатом, у которого явные проблемы с холестерином. Тут главное не переборщить, иначе результат может получиться самым неожиданным.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 8 3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 9 3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 10

Теперь, как порядочный отец, вы должны одеть своего отпрыска, не бегать же ему совершенно нагим по будущей локации, привлекая излишнее внимание низкополигональных зевак. Для этого перейдем во вкладку Clothing, где в правой части экрана вы увидите великое множество разделов. В них можно не только разжиться стильной футболкой, но и сделать прическу, отрастить бороду, усы, нацепить перчатки, шляпу, модные кеды и прочее. Вы в полной мере сможете почувствовать себя ведущим заседания модного суда Александром Васильевым, а сама Эвелина Хромченко не сможет вынести ни единого обвинения вашему творению. Останавливаться сейчас на каждом параметре этого раздела не имеет смысла, иначе печатная версия статьи превратится в один из томиков бессмертного произведения писателя Л.Толстого. Поверьте, на этом этапе кастомизация персонажа проста и интуитивно понятна, все названия подвергающихся изменению частей тела подписаны и обозначены. А если вы не знаток английского языка, то вам будет даже интереснее: придётся изучать функционал опытным путем, передвигая бегунки от одной крайней позиции в другую. Ниже представлены поэтапные иллюстрации настройки создаваемой 3D модели.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 11

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 12

Последняя вкладка Texture отвечает за настройку экспортируемых материалов модели, включающих в себя цвет, фактуру ткани, паттерны и прочее. Изменим цвета одежды персонажа и получим яркий образ, готовый к экспорту.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 13

Для продолжения работы с моделью удобнее всего экспортировать её в Mixamo — онлайн-сервис от Adobe, позволяющий анимировать созданного вами героя. Для этого вам нужно в правом верхнем углу нажать на одноименную кнопку «Export to Mixamo». Напоминаю, что вы должны быть подписчиком Creative Cloud и иметь свой Adobe ID, чтобы воспользоваться этой функцией.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 14

Процесс импорта модели закончен, и теперь самое время стать доктором Франкенштейном, то есть повернуть рубильник и запустить адскую машину для оживления вашего создания. Для этого нужно зайти на страницу Mixamo под своим ID, в верхней панели перейти в раздел Store, затем в той же панели выбрать вкладку MyAssets. На загруженной странице в подразделе MyCharacters вас будет ждать свежеиспеченная модель трейсера.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 15

Загруженная модель является статичной, но это временно — только до тех пор, пока мы не внедрим Rig скелет с точками сгиба и привязкой к конечностям. Чем и займёмся! Для этого заставим работать очень удобную функцию Auto-Rigger, которая находится в меню Products. Причем если модель была сделана в редакторе Fuse, как в нашем случае, то процесс автоматического создания скелета становится необычайно простым и не требует дополнительных шагов. В том случае, если модель была сделана в другой среде, то скорее всего придётся указывать на схеме точки сгиба конечностей, но сложностей это вызвать не должно.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 16 3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 17

В настройках Auto-Rigger мы можем указать необходимую степень детализации скелета. Сказываться она будет только на пальцах кисти. Максимальная степень — ладонь со сгибающимися пальцами, минимальная — статичная ладонь. После подтверждения система сообщит об успешном обновлении загруженной модели, и теперь у нас появляется возможность анимирования при помощи базовых анимаций. А база, должны вам сказать, очень большая, более 1000 популярных наименований, включающих в себя движения танцев, спортивных упражнений, боевых искусств, акробатики и стандартных перемещений человека в пространстве. Для тех, кто занимается играми, это очень богатый ресурс.

Чтобы начать процесс анимирования, перейдем в разделе Store главного окна во вкладку Animations. Перед нами откроется библиотека всех анимаций, которые предлагает нам Mixamo. По поиску можно найти интересующие нас тематические движения прыжков и подкатов. Выбираем искомое и сохраняем его в наборе, нажав в правой части экрана на кнопку «Add to my assets».

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 18

Оказавшись в пункте меню My Assets, вы увидите 3 вкладки:

  • My Characters — модели персонажей, сохранённые в наборе из библиотеки или загруженные с внешнего ресурса;
  • My Animations — анимации из библиотеки, сохранённые в набор;
  • Downloads — подготовленные для скачивания файлы.

Для того, чтобы подготовить анимированую модель к скачиванию нам придётся во вкладке My Animation предварительно настроить её по необходимости. Настройке поддаются такие параметры, как скорость, размах рук, ног и прочее. Таким образом, анимацию бега можно сделать неспешной, как утренняя субботняя пробежка перед завтраком, либо очень быстрой, словно персонаж узнал, что в супермаркете скидка 80% на последнюю модель iPhone. Далее, нажав на кнопку «Queue Download», мы отправляем свою подвижную модель в раздел Download, где можем приступить непосредственно к скачиванию.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 19

Настало время открыть Unity и загрузить в пустой проект модель персонажа, настроив параметры импорта. После этого, щёлкнув по файлу в иерархии ассетов, в окне Inspector мы увидим панель с тремя вкладками. В панели Rig обязательно нужно указать Animation Type Humanoid. Этим мы дадим понять, что скелет нашей модели имеет человеческое строение: это уточнение позволит без труда работать с анимациями такого типа и оценить все плюсы системы Mecanim. При нажатии Apply будет выполнена автоматическая конфигурация, об успешном завершении которой сообщит маленькая галочка слева от кнопки «Configure». В панели Animations нас интересуют следующие параметры:

  • Loop Time — зацикливание анимации. Для анимации бега цикличность очень важна, персонаж должен повторять одинаковые движения раз за разом.
  • Root Transform Rotation Bake Into Pose — сохранение корневого вектора вращения модели относительно движения костей. Проще говоря, выполняя различные анимации персонаж должен продолжать двигаться в одну сторону, в нашем случае по оси Z. Иначе после очередного прыжка он каждый раз будет поворачиваться на определенный градус по оси Y и спустя какое то время окажется бегущим совсем в другую сторону.
  • Root Transform Rotation Offset — сдвиг вектора вращения для выравнивания. Вручную выравниваем направление бега модели.
  • Root Transform PositionY Bake Into Pose — фиксация позиции по Y корневой точки. Если мы хотим, чтобы модель передвигалась с постоянной Y-координатой, (например, чтобы устранить тряску камеры), то стоит поставить тут флажок.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 20

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 21

Следующим шагом будет создание и настройка компонента Animator, чтобы заставить персонажа использовать различные анимации в зависимости от условий. Для этого в любом удобном месте иерархии проекта кликнем правой кнопкой мыши и выберем из списка команд Create → Animator Controller». Выделив новый файл и открыв окно Animator, мы увидим пустой контроллер, содержащий лишь 2 состояния по умолчанию — Entry и AnyState. Состояние Entry является стартовым и должно перетекать в другое, которое мы и создадим, выполнив команду CreateState → Empty при помощи правой кнопки мыши. Нам будет удобно, если по умолчанию, когда игрок не вводит никаких команд, персонаж будет продолжать бег, поэтому назовем его Run. Добавим в созданном состоянии в поле Motion анимацию бега, выбрав её из списка либо перетащив мышкой, а также слегка увеличим скорость воспроизведения в поле Speed. От состояния Entry создадим переход в состояние Run с помощью контекстного меню первого. Пункт Make Transition создаст стрелочку-указатель, который мы вручную присоединим ко новому состоянию.

Теперь создадим ещё 2 состояния для прыжка и подката — Jump и Slide соответственно. Назначим им одноименные анимации, а также переходы с состоянием Run, как прямые, так и обратные. Переходы послужат нам не только полезным инструментом для сглаживания двух перетекающих анимаций, но и укажут условия смены состояний. Чтобы управлять переходами, придётся создать две булевых переменных jump и slide в параметрах аниматора. Для этого необходимо во вкладке Parameters окна Animator кликнуть на символ «+».

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 22

Выделив стрелку на ветке перехода в окне Inspector, мы увидим поле с кривыми анимаций, где можем указать промежуток перехода для их смешивания. В поле Conditions указываем условия перехода.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 23 3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 24

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 25 3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 26

Теперь пришла пора почувствовать себя немного архитектором, создав простую локацию. Для этого нам отлично подойдут наборы бесплатных ассетов в Asset Store:

После выполнения импорта пакетов не составит труда найти, в какой именно директории находятся модели, и загрузить их на вашу пустую сцену. Покопавшись в содержимом, определяем для себя нужные элементы и строим локацию так, чтобы обеспечить будущему персонажу возможность бежать вперед. Мы создали несколько элементов для бесшовной генерации окружения перед игроком.

3D моделирование и анимация: руководство для начинающих - 27

Для простоты сочленим построенные блоки, чтобы создать цельный отрезок улицы, выставим персонажа в начальную позицию и закрепим за ним камеру, предварительно настроив угол отображения. Назначим персонажу два простейших скрипта, один из которых позволяет ему бежать ровно по оси Z без отклонений, второй — даёт контроль над выполнением трюков подката и прыжка.

Скрипт выравнивания:

public class ZAxisAnchor : MonoBehaviour {

	Transform currentTransform;
	float posX, posY;
	Vector3 tempVector;

	void Start () {
	
		currentTransform = transform;

		posX = currentTransform.position.x;
		posY= currentTransform.position.y;

		tempVector = new Vector3 (posX, posY, currentTransform.position.z);

	}

	void Update () {

		tempVector.z = currentTransform.position.z;

		currentTransform.position = Vector3.Lerp (currentTransform.position, tempVector, 10);
	
	}
}

Скрипт управления:

public class Control : MonoBehaviour {

	Animator playerAnimator;
	AnimatorStateInfo stateAnimator;

	void Start () {

		playerAnimator = GetComponent<Animator> ();
	}
	
	void Update () {
	
		Controller ();
	}

	void Controller () {
	
		stateAnimator = playerAnimator.GetCurrentAnimatorStateInfo (0);

		if (stateAnimator.IsName ("Run")) {

			if (Input.GetKeyDown (KeyCode.DownArrow)) {

				playerAnimator.SetBool ("slide", true);
				Invoke ("Clear", 1);

			} else if (Input.GetKeyDown (KeyCode.UpArrow)) {

				playerAnimator.SetBool ("jump", true);
				Invoke ("Clear", 1);

			}
		}
	}

	void Clear () {

		playerAnimator.SetBool ("slide", false);
		playerAnimator.SetBool ("jump", false);
	}
}

А теперь давайте взглянем на результат!

Выглядит очень впечатляюще, не правда ли? Наверняка, если бы вы увидели такую картинку где-нибудь на просторах интернета, то подумали бы что это новая игра от DICE про крутого разносчика китайской еды.

В заключение хотелось бы выразить основную мысль данного поста: не бойтесь ничего нового и на первый взгляд сложного! Мы наглядно показали, как современные технологии могут дать вам отличную возможность без лишних финансовых затрат создать красивую и реалистичную заготовку будущей игры, имея за плечами лишь стартовый опыт в программировании. Успехов!»

Автор: Everyday Tools

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля