Особенности создания 3d моделей для игровых движков

Моделирование

Как было отмечено выше, обычная схема создания 3d моделей для игровых движков выглядит следующим образом. Создается высокополигональная модель, обычно при помощи скульптинга, затем с неё снимаются карты нормалей и переносятся на аналогичную низкополигональную модель, которой уже произведена развертка, после чего производится текстурирование.
Поэтому перед 3d моделлером, после создания High-Poly модели встает очередная не менее важная задача: моделирование и оптимизация Low-Poly модели. Обычно 3d моделлер получает техническое задание, в котором уже указано рекомендуемое количество полигонов для модели.
В связи с тем, что компьютерные игры достаточно требовательны к ресурсам «железа», то общий принцип игрового моделирования состоит в том, чтобы получить наилучшее качество 3d модели при минимально возможном количестве полигонов. Но под «минимально возможным количеством» здесь понимается число полигонов правильной топологии. Потому что можно создать модель с малым количеством полигонов так, что нагрузка от неё будет сильнее, чем от аналогичной модели с большим количеством полигонов, но с правильной топологией.
Топология
У движков различные требования к игровым моделям: одни работают только с треугольными полигонами, например «Unity3D» или «NeoAxis 3D Engine», а другие, такие как «Blender Game Engine» могут работать и с многоугольными.
При моделировании для движков с многоугольными полигонами, желательно, чтобы модель состояла преимущественно из четырехугольников. Идеальная форма полигона – это квадрат. Треугольников и многоугольников должно быть по минимуму. Длинных полигонов следует избегать, как и со слишком острыми углами.

Так же рекомендуется, чтобы в модели было как можно меньше вершин, с большим количеством исходящих ребёр. Оптимальные вершины – это вершины, от которых отходят четыре ребра, расположенные под прямыми углами.

Следует отметить, что вышеприведенные требования, конечно, не всегда возможно реализовать. Например, если вершины четырёхугольного полигона не получается расположить в одной плоскости, то целесообразно разбить его на два треугольника, а, если возможно уменьшить количество полигонов через расположение ребер не под прямыми углами (но не слишком острыми), то целесообразно это сделать.

при этом может произойти существенное нарушение, как UV развертки, так и геометрии, например при анимации. Поэтому, рекомендуется перед экспортом, если уж не полностью модель доработать до треугольных полигонов, то хотя бы проработать проблемные места. Так же, карту нормалей, желательно снимать с модели уже с треугольными полигонами, чтобы избежать появления различных артефактов.

Цельный меш лучше

В игровых проектах допускаются объекты с раздельными мешами и даже пересекающиеся между собой. Но, рекомендуется, все-таки делать сетку объекта цельной. Дело в том, что даже, если в ней будет больше полигонов, нагрузка будет меньше, чем от объекта с отдельными мешами с меньшим количеством полигонов. К тому же не редко объекты с несколькими тысячами полигонов, но с отдельными мешами экспортируются в движок с ошибками (а то и вовсе не экспортируются), а цельные – без ошибок даже с полигонами в несколько раз больше.Поэтому, если есть возможность соединять меши, то лучше это сделать. Для простых же игр, не требовательных к ресурсам, можно не тратить время и силы, а сделать объект с отдельными мешами, и даже аккуратно пересекающимися.

Экономия ресурсов на дальних объектах

Те объекты, которые располагаются вдали, не требуют ни качественной детализации, ни текстур, ни анимации, так как они не будут видны. Если же, к ним главный герой может подойти, то применяют прием изменения их геометрии (текстур, анимации) при приближении к ним – LOD-оптимизация.

То есть, например, для камня у ног игрока целесообразно использовать много полигонов, когда же камень будет находиться на расстоянии, допустим, 20 метров, то количество его полигонов можно автоматически уменьшать, вдалеке и вовсе камень можно превращать почти в куб или менять на изображение. Очень дальние модели (участки территории), необходимо и вовсе прятать и подгружать по мере приближения к месту их расположения.

Этот прием требует создания дополнительных низкополигональных моделей, но при разработке игр с большими локациями без него не обойтись.

В заключении следует отметить, что создание и оптимизация 3d моделей для игровых движков, особенно с реализацией анимации, достаточно сложный процесс, но очень интересный.

https://3dd-modeli.com/