Unity ermöglicht Kontrolle für Gruppen in The Relative Worlds

Das japanische Unternehmen Craftar Studios nutzt die Echtzeit-3D-Funktionen von Unity für komplexe Gruppenszenen.

Craftar Studios: Eine Unity-Entwickler-Fallstudie

Der kürzlich veröffentlichte Spielfilm von Craftar, The Relative Worlds, umfasst effektvolle Sequenzen in den bevölkerungsreichsten Städten der Welt. Doch die komplexesten Szenen konnten mit der vorhandenen Rendering-Lösung der Unternehmens nicht bewältigt werden. Aus diesem Grund setzte das Unternehmen auf die Echtzeit-3D-Funktionen von Unity, um seine Ziele zu erreichen.

Das Ziel

Erstellung komplexer Gruppenszenen für The Relative Worlds

Plattformen

DLP/SXRD (Kinostart)

Projektmitarbeiter

Rund 10, die Unity-verwenden (Modellierer, Animatoren, Kompositionsspezialisten und Programmierer)

Standort

Tokio

The Relative Worlds trailer

Die Echtzeitfunktionen von Unity beschleunigten das Projekt und reduzierten die Rendering-Kosten

Der primäre Schauplatz von The Relative Worlds ist das kultige Shinjuku, ein Bezirk in Tokio mit dicht aneinandergereihten Hochhäusern, dem verkehrsreichsten Bahnhof der Welt und unglaublich vielen Menschen. Für das Modellieren und Rendern äußerst komplexer und wiederkehrender Szenen waren ein frischer Ansatz und leistungsstarke Rendering-Funktionen erforderlich, weshalb das Team für diese Sequenzen auf Unity setzte.

Die Ergebnisse:

  • Beschleunigung des Projekts durch Erstellung und Verwaltung von Sequenzen (Echtzeitproduktion) anstelle individueller Schnitte (Wasserfallproduktion)
  • Einfache Erstellung und Aktualisierung komplexer Szenen mit vollständig animierten Elementen unter Verwendung geschachtelter Prefabs 
  • Erstellung realistischer Gruppenbewegungen unter Verwendung von NavMesh zur Einrichtung von Gehzyklen, mit und ohne automatisches Pathfinding 
  • Reduzierung der Produktionskosten durch Rendering in Unity anstelle des üblichen 3D-Programms

Animierte Parallelwelten für junge Zielgruppen

Die beste Science-Fiction ermöglicht ein besseres Verständnis uralter Probleme. Für Yuhei Sakuragi, den Autor und Regisseur des Films, ist animierte Science-Fiction ein leistungsstarkes Medium für das Storytelling, das er zum Erreichen eines spezifischen Ziels angewendet hat: die Jugend von Japan für die Fragilität des Friedens und das Schreckgespenst eines Konflikts zu sensibilisieren. „Nur wenige erinnern sich daran, wie es ist, einen Krieg zu durchleben. Daher hat die Jugend im heutigen Japan auch kein wirkliches Bild davon, wie ein Krieg wirklich ist.” 

The Relative Worlds ist eine Geschichte mit Paralleluniversen: Ein High-School-Schüler in einer eher friedvollen, farbenfrohen Welt steht einem Doppelgänger aus einem dunklen, kriegsgebeutelten Albtraum gegenüber. Yuhei nutzt diese drastische Gegenüberstellung, um Angst und Entsetzen hervorzurufen: „Ich möchte, dass die Menschen – und insbesondere die Jugend – sich ernsthaft Gedanken über die Zukunft Japans macht, falls diese relativ friedvollen Zeiten plötzlich enden sollten.”

Aufbau der komplexen Gruppenszenen

Da Yuhei wollte, dass der Film die reale Welt widerspiegelt, wählte er einen der kultigsten Orte im modernen Japan als Schauplatz: Shinjuku. Das bedeutete, dass das Team große animierte Gruppen entwerfen und rendern musste. Da dies aber mit seiner üblichen 3D-Software zu schwierig gewesen wäre, entschied sich das Team für Unity.

„Es war vorgesehen, dass wir umfangreiche und wiederkehrende Sequenzen wie Szenen mit belebten Straßen erstellen. Daher wussten wir, dass wir Dateireferenz- und Namespace-Optionen brauchen würden, um unser ursprüngliches Modell/unsere Rig-Dateien einfach laden und bearbeiten zu können.”, so Ken Uchida, Animationsleiter bei Craftar. „Diese Optionen waren mit unserem Standard-3D-Rendering-Tool aber nicht verfügbar. Zum Erstellen dieser Szenen nutzten wir auch Unity-Funktionen wie geschachtelte Prefabs, das relativ leichte Laden von Szenen und Navigation Mesh (NavMesh).”

Im Gegensatz zum üblichen Rendering-Tool von Craftar verwaltet Unity Daten auf Asset-Basis anstelle individueller Bilder. Das ermöglichte es dem Team, ganze Gruppensequenzen mit geschachtelten Prefab-Assets zu erstellen, wodurch es von einer umfassenderen – und schnelleren – Produktionsmethode profitierte. Wie der Name es bereits vermuten lässt, enthalten geschachtelte Prefabs andere Prefabs, deren Verknüpfung mit ihrem eigenen Asset bestehen bleibt, sodass Aktualisierungen in Szenen in Echtzeit wiedergegeben werden. (In Unity ist ein Prefab ein GameObject, das alle seine Komponenten und Eigenschaftswerte enthält, sodass es einfach dupliziert oder verändert werden kann usw.)

Gruppenbewegungen mit NavMesh und maschinellem Lernen

Eine der Herausforderungen im Umgang mit so vielen animierten Elementen ist das Vorschreiben und Kontrollieren ihrer Bewegungen. Dafür setzte Ken auf das integrierte NavMesh-Tool von Unity. „Ich habe NavMesh auf zwei verschiedene Weisen eingesetzt. Zunächst habe ich es für die meisten Bilder von Menschengruppen, die die Straße überqueren, verwendet. Hierfür habe ich FBX-Dateien mit verschiedenen Gehzyklusmustern erstellt und die NavMesh-Eigenschaften für jeden Zyklus angepasst. Anfangs hatte ich versucht, Zyklus und Gehgeschwindigkeit im Skript zu randomisieren, doch später habe ich sie manuell festgelegt, um eine realistischere Wirkung zu erzielen.”

Das Team kombinierte NavMesh auch mit den ML-Funktionen von Preferred Networks, um Gehzyklen mit automatischem Pathfinding zu implementieren. Die Grundlage des maschinellen Lernens ist der Preferred Networks-Server, auf den das Team aus Unity heraus für jeden erstellten Gehzyklus zugreifen konnte. Die Geschwindigkeit, das Ziel und andere NavMesh-Parameter wurden direkt in Unity eingerichtet.

Ergänzung realistischer Schatten

Zum Perfektionieren der Gruppenszenen passte Craftar den Recorder von Unity an, um Frames zu erfassen, die zuvor außerhalb von Unity gerendert wurden. Dann wendete das Team den Unity-Chan Toon Shader (UTS) an, um Bilder mit Cel Shading zu optimieren, insbesondere mit Schatten, die die einzelnen Teile der Charaktermodelle betonen. UTS erreicht dies durch automatisches Anpassen der Position und Intensität von Lichtquellen im Charakterdesign. 

Ken erläuterte außerdem, was das Team zur weiteren Verbesserung des Shadings unternommen hatte: „Wir setzten die Timeline-Funktion von Unity zusammen mit Shader Forge ein. Für das Shading in unserem nächsten Projekt möchten wir Shader Graph und Visual Effect Graph ausprobieren.” Mit Shader Graph können Entwickler ganz einfach Shader erstellen, indem sie diese visuell aufbauen, und Nodes in einer Netzwerkgrafik verbinden, statt Code schreiben zu müssen. Die Ergebnisse sind dabei in Echtzeit sichtbar. Visual Effect Graph erzeugt eine breite Palette Node-basierter VFX, ebenfalls mit einer visuellen Echtzeit-Benutzeroberfläche. 

Mit Unity in neue kreative Welte eintauchen

Craftar setzte Unity zwar nur für bestimmte Teile von The Relative Worlds ein, doch Yuhei ist von der Plattform und ihrem umfangreichen Toolset für Grafiker und andere Kreative begeistert. Er freut sich beispielsweise schon darauf, einen ganzen Animationsfilm in Unity zu produzieren. „Ich würde wirklich gerne etwas erstellen, womit die vielen einzigartigen Funktionen von Unity hervorgehoben werden.”

Neben der Vorfreude auf die Verwendung von Shader Graph und Visual Effect Graph hat Yuhei auch das Potenzial der anstehenden Raytracing-Funktionen von Unity erkannt. „Schatten sind in Gruppenszenen besonders schwierig, daher freue ich mich bereits auf die neuen Funktionen von Unity für derartige Herausforderungen.”

Zuletzt erkennt Yuhei noch einen weiteren großen Vorteil bei Verwendung von Unity für künftige Projekte. „Da es mit Unity sehr einfach ist, gemischte Medien simultan zu erstellen, können wir an einem Filmprojekt arbeiten und gleichzeitig Spiele- und/oder VR-Inhalte erzeugen.” Das steht im perfekten Einklang mit dem Motto dieses innovativen japanischen Studios: „Inhalte auf ganz neue Art erstellen”. Wir sind gespannt, was Craftar als Nächstes tun wird.

Zum Erstellen dieser Szenen nutzten wir auch Unity-Funktionen wie geschachtelte Prefabs, das relativ leichte Laden von Szenen und Navigation Mesh (NavMesh).”

Ken Uchida, Lead Animator, Craftar

„Da es mit Unity sehr einfach ist, gemischte Medien simultan zu erstellen, können wir an einem Filmprojekt arbeiten und gleichzeitig Spiele- und/oder VR-Inhalte erzeugen.”

Yuhei Sakuragi, Writer and Director, The Relative Worlds

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