Fortgeschrittene Tipps für die Charaktererstellung in Unity

In diesem Gastbeitrag erzählt Sakura Rabbit(@Sakura_Rabbiter), wie sie an die Kunstproduktion herangeht und gibt Tipps für die Erstellung eines realistischen Charakters in Unity.

Ich habe in letzter Zeit endlich etwas Freizeit und das hat mich zum Nachdenken gebracht... Wie wäre es, wenn ich etwas über Charaktererstellung schreibe? Ich habe gerade mehrere Charaktere hintereinander erstellt, und ich bin mit dem gesamten Erstellungsprozess recht vertraut. Ich beziehe mich nicht auf Dinge wie die künstlerische Gestaltung von Weltanschauungen, Charakterhintergründen oder Techniken zur Implementierung von Charakteren. Es gibt bereits zahlreiche Artikel, die sich mit diesen Themen befassen, so dass ich hier nicht näher darauf eingehen werde.

Was denn sonst? Nach einigem Nachdenken habe ich beschlossen, einen Artikel über die Erstellung realistischer Charaktere im Unity-Editor zu verfassen.

Sie fragen sich vielleicht: "Was bringt Sakura Rabbit zu diesem Thema?" Leider liegt das alles daran, dass ich mir diese Fähigkeit von Grund auf neu aneignen musste. Ich schreibe dies, damit Sie aus meinen Fehlern lernen und Fehler in Ihrer Arbeit reduzieren können.

Also, fangen wir an!

Im Allgemeinen umfasst der Implementierungsprozess eines Zeichenmodells die folgenden Schritte:

1. Zeichnung in drei Ansichten →

2. Prototyp → Modell

3. Hochpräzises Modell →

4. Niedrigpolygon-Topologie →

5. UV-Aufspaltung →

6. Backnormale Karte →

7. Abbildung →.

8. Takelage → Haut

9. Skelett- und Vertex-Animation →

10,. Shader im Motor →

11. Rendering im Motor →

12. Echtzeit-Physik im Motor →

13. Animationsanwendung und Animateur →

14. Zeichensteuerung/AI-Implementierung →

15. Spezialeffekte, Stimme, Soundeffekte usw.

Insgesamt gibt es 15 Stufen. Der Prozess mag kompliziert erscheinen, aber vom Standpunkt des Charakterdesigns aus betrachtet, beeinflussen all diese Faktoren und Details, wie Ihr Charakter letztendlich in Ihrer Spiel-Engine dargestellt wird. Daher sind diese zahlreichen Schritte notwendig, damit das Endprodukt die gewünschte Wirkung erzielt. Der gesamte Prozess nimmt viel Zeit in Anspruch, und alle Schritte müssen in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden - jeder Schritt ist entscheidend. Wenn man es nicht richtig macht oder versucht, an der falschen Stelle zu sparen, hat das direkte Auswirkungen auf das Endprodukt.

Beginnen wir mit den Vorbereitungsarbeiten für die Kunstproduktion. Die zuvor erwähnten 15 Schritte lassen sich in vier Hauptphasen zusammenfassen:

Originalzeichnung → Modellierung → Animation → Rendering

Ist das nicht viel einfacher? Kommen wir also gleich zur Sache. Durch meine praktischen Erfahrungen habe ich einige Dinge gelernt - hoffentlich finden Sie sie für Ihr eigenes Projekt nützlich!

Zuallererst sollten Sie einige Kontrollpunkte festlegen, bevor Sie beginnen. Ich werde die üblichen Angaben wie die Anzahl der Vertexe, die Größe der Karte, die Anzahl der Bones usw. auslassen. Stattdessen werde ich mich auf folgende Punkte konzentrieren:

• Ich möchte, dass diese Figur ein menschliches Skelett hat, da dies die spätere KI-Implementierung beeinflussen wird. Das menschliche Skelett hat den Vorteil, dass Sie mit dem Motion-Capture-Gerät oder der Intervall-Animationsbibliothek schnell eine Reihe von hochwertigen Animationen erstellen können, die auf dem Controller oder der KI verwendet werden können.
• Darüber hinaus müssen Sie auch die Materialeffekte, die Sie für Ihre Figur wünschen, im Voraus planen. Um die gewünschten Effekte zu erzielen, sind Vorstufen wie UV, Kantenverteilung und Mapping unerlässlich. Wenn Sie erst nach der Fertigstellung des Modells und der Animation darüber nachdenken, werden Sie Ihren Entwurf höchstwahrscheinlich überarbeiten müssen. Am besten ist es, wenn Sie sich schon im Voraus Gedanken über die Auswirkungen machen, um später nicht noch mehr Arbeit zu haben.
• Für einige physikalische Effekte des Charakters ist für bestimmte Komponenten eine physikalische Verarbeitung erforderlich, die unabhängig davon durchgeführt werden muss. Dies ist ein weiteres Kriterium, das Sie im Vorfeld berücksichtigen müssen.

Wenn diese Kontrollpunkte festgelegt sind, ist der nächste Schritt die Umsetzung. So fangen Sie an.

Damit der Prozess der Charaktererstellung reibungslos abläuft, ist es wichtig, dass der erste Schritt, nämlich die Originalzeichnung, sorgfältig durchgeführt wird. Wird dies im Vorfeld nicht ordnungsgemäß durchgeführt, kann sich dies auf die Struktur oder die Auswirkungen in den nachfolgenden Schritten auswirken. Beachten Sie beim Zeichnen die folgenden Punkte, um das weitere Vorgehen zu erleichtern.

• Modell: Sie müssen die Zeichnung für die Modellierung geeignet machen. Wird zum Beispiel die Struktur dessen, was Sie zeichnen, bei der Modellierung schwer umzusetzen sein? Wird es schwierig sein, die Kanten für bestimmte Strukturen zu verteilen, wenn man eine Topologie mit niedrigem Polygongehalt erstellt?
• Animation: Ebenso müssen Sie die Zeichnung für die Animation geeignet machen. Wird zum Beispiel das Rigging für bestimmte Teile der Animation schwierig sein? Welche Struktur entspricht nicht dem menschlichen Skelett?
• Shader: Als nächstes müssen Sie die Shader-Implementierung berücksichtigen. Fragen Sie sich selbst: Wird der Shader des von mir gezeichneten Materialeffekts schwer zu implementieren sein? Wie sieht es mit der Leistung aus? Wie sieht es mit der Klassifizierung von Materialien aus? Gibt es Spezialeffekte? Kann sie in einem Durchgang oder in mehreren Durchgängen durchgeführt werden?
• Physik: Welche Struktur erfordert simulierte Berechnungen? Wie wird der Antrag ausgeführt?

Wenn Sie all diese Punkte beim Zeichnen berücksichtigen, können Sie Ihre Arbeit in den folgenden Schritten optimieren.

Tipp: Beim Zeichnen eines menschlichen Körpers können Sie eine 3D-Modellierungssoftware verwenden, die Sie bei diesem Prozess unterstützt. Dadurch wird nicht nur die Effizienz gesteigert, sondern es wird auch sichergestellt, dass die strukturellen und perspektivischen Beziehungen korrekt sind.

Für die Modellierung gelten die gleichen Regeln, d. h. Sie müssen die folgenden Schritte berücksichtigen. Die Modellierung muss ordnungsgemäß durchgeführt werden, und Faktoren wie UV-Mapping, Kantenverteilung und Materialklassifizierungen müssen ebenfalls im Voraus geplant werden. Die Modellierung ist der kritischste Teil des Prozesses, da sie den Animationsprozess durchlaufen muss, bevor sie gerendert werden kann. Wenn es ein Problem beim Rendering gibt, müssen die Modellierungs- und Animationsprozesse überarbeitet werden.

• Kartierung: Sie müssen das Modell auch für das Mapping geeignet machen. Welche Strukturen können sich das UV teilen? Können Sie die Pixel der Karte optimal ausnutzen? Für welche Komponenten ist Alpha erforderlich?
• Animation: Sie müssen sich überlegen, wie die Gesichtsausdrücke in der Überblendform erstellt werden und wie das Modell für UV aufgeteilt werden soll. Außerdem müssen Sie die Körperstrukturen identifizieren, die animiert werden müssen, und festlegen, wie die Kanten verteilt werden sollen, um das Rigging des Modells natürlicher zu gestalten.
• Shader: Jetzt ist es an der Zeit, sich Gedanken darüber zu machen, wie das UV angeordnet werden soll, damit es spezielle Effekte für die Implementierung von Shadern liefern kann, und welche Materialien bei der Klassifizierung von Modelliermaterialien getrennt werden müssen.
• Physik: Ebenso müssen Sie die Kanten richtig verteilen, damit die simulierten Effekte natürlicher wirken.

Bei der Erstellung eines Modells lassen sich Nacharbeiten am besten vermeiden, wenn man die folgenden Schritte berücksichtigt und im Voraus plant.

Tipp: Beim Zeichnen von High-Polygon-Modellen in ZBrush oder einer anderen Software ist es nicht notwendig, kleine detaillierte Texturen hinzuzufügen. Aufgrund der begrenzten Auflösung wird die Wirkung der Details nach dem direkten Einbrennen in eine Karte sehr schlecht sein. Diese Details sollten mit der Masken-ID im Shader getrennt und über die Detailkarte hinzugefügt werden. Denken Sie daran, sie nicht in die Hauptkarte aufzunehmen!

Das Hinzufügen von Details direkt im Shader ist der richtige Weg.

Beim Animation Rigging empfiehlt es sich, die Dateien einzeln im .obj-Format zu exportieren und dann in die Animationssoftware zu importieren, um die Authentizität des Modells zu erhalten. Überprüfen Sie dann die normalen Ausrichtungen des Modells, die Ebenen der Datei und die Zuweisung des Shaders, um zu sehen, ob es irgendwelche Probleme gibt. Wenn alles in Ordnung ist, können Sie mit dem Modell-Rigging fortfahren.

Die Position der Knochen spielt beim Modell-Rigging eine wichtige Rolle, da sie darüber entscheidet, ob die Bewegung an den Gelenken natürlich ist. Lassen Sie mich das noch einmal sagen: Es ist äußerst wichtig! Sie werden in Schwierigkeiten geraten, wenn das Hautgewicht in Ordnung war, aber die Knochenpositionen falsch waren.

Tipp: Nehmen wir als Beispiel den Hüftknochen, der sich in der Mitte des Rückens befindet. Wenn die Bewegung natürlich aussehen soll, muss die Positionierung des Knochens genau sein. Andernfalls wird die Animation bei der Verwendung des Bewegungserfassungsgeräts oder bei der Anwendung auf andere Animationen deformiert.

In diesem Stadium sind Sie dem letzten Schritt Ihrer Arbeit sehr nahe. Dennoch dürfen Sie die Dinge nicht auf die leichte Schulter nehmen. Während des Erstellungsprozesses sollten Sie mehrere Aspekte berücksichtigen:

• Modell: Überprüfen Sie das Modell erneut, um sicherzustellen, dass die Ausrichtung der Normalen richtig ausgerichtet ist, die weichen und harten Kanten in Ordnung sind, die Klassifizierung der Modellkomponenten und Materialien richtig vorgenommen wurde, die Komponenten, die eine Mischform erfordern, kombiniert wurden und die Materialien und die Benennung richtig gehandhabt werden.
• Animation: Bestimmen Sie, ob die aktuelle Knochenstruktur den humanoiden Anforderungen der Engine entspricht.
• Shader: Prüfen Sie erneut, ob die Strukturen, die den Effekt benötigen, geteilt sind.
• Physik: Identifizieren Sie die Teile der Simulation, die Bones verwenden, und die Teile, die Vertices verwenden.

Nun haben Sie alle Vorarbeiten für den Einsatz des Motors abgeschlossen. Als Nächstes müssen wir den gesamten Satz der Modellkarte in Unity importieren und alle unsere Vorarbeiten zusammenführen.

Tipp: Bei der Arbeit an der Skin-Gewichtung können Sie zwischen der Skinning-Software und der Engine wechseln, um den Effekt zu testen. Wenn die Figur animiert ist, ist es einfacher, Probleme zu erkennen. Das folgende Bild ist ein Beispiel dafür. Wenn sich die Figur bewegt, kann man sehen, dass es eine Störung gibt, wenn ihr Schulterblatt einen bestimmten Winkel erreicht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Scheitelpunktgewichtung nicht glatt genug ist.

Dank der von Ihnen zuvor festgelegten Kontrollpunkte sollte die Umsetzung ein Kinderspiel sein.

Für den Shader müssen Sie lediglich das Material für die einzelnen Komponenten unabhängig voneinander festlegen oder erstellen, da Sie die Materialien bereits während der Modellerstellung klassifiziert haben. Für die Animationsanpassung können Sie den Humanoiden von Unity direkt verwenden, da Sie zuvor den Standard für das menschliche Skelett festgelegt haben. Auf diese Weise können Sie viel Zeit bei der Animationsarbeit sparen.

Darüber hinaus können Sie auch Motion Capture anwenden, um unseren Arbeitsaufwand weiter zu verringern. Wenn die von Ihnen erstellte Mischform den ARKit-Namenskonventionen entspricht, können Sie direkt eine Gesichtsbewegungserfassung durchführen, um die Animation der Gesichtsmischform zu erstellen.

Tipp: Wenn Sie Advanced Skeleton für Ihr Rigging verwenden, wird die Ausrichtung der Schulterblatt- und Schulterknoten des Charakters beim Import in Unity höchstwahrscheinlich falsch sein. Um dieses Problem zu lösen, stellen Sie es manuell auf der humanoiden Schnittstelle ein.

Nun, das war's! Zusammenfassend kann ich sagen, dass ich während des gesamten Prozesses der Charaktererstellung - von der Originalzeichnung über die Modellierung und Animation bis hin zum Rendering - einen ergebnisorientierten Ansatz empfehle und die Schritte festlege, die Sie unternehmen sollten, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Darüber hinaus sollten Sie den gesamten Produktionsprozess genau kennen, damit Sie immer wissen, was als Nächstes zu tun ist und was Sie bei dem aktuellen Schritt beachten müssen.

Bitte teilen Sie meinen Beitrag, wenn Sie ihn hilfreich fanden!

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(^_^) Sakura Rabbit 樱花兔

Sakura Rabbits Character Art wurde auf dem Cover unseres E-Books The definitive guide to creating advanced visual effects in Unityabgebildet, das Sie hier kostenlos herunterladen können. Mehr von Sakura Rabbit gibt es auf Twitter, Instagram, YouTube und ihrer FanBox-Seite, wo dieser Artikel ursprünglich veröffentlicht wurde. Weitere Blogs von Made with Unity-Entwicklern finden Sie hier.