Consejos avanzados para la producción de arte de personajes en Unity

En este artículo, Sakura Rabbit(@Sakura_Rabbiter) nos cuenta cómo aborda la producción artística y nos da consejos para crear personajes realistas en Unity.

Por fin tengo algo de tiempo libre últimamente y me ha dado por pensar... ¿Qué tal si escribo algo sobre la creación de personajes? Acabo de terminar de crear varios personajes seguidos, y estoy bastante familiarizado con todo el proceso de creación. No me refiero a cosas como el diseño artístico de las visiones del mundo, los fondos de los personajes o las técnicas de implementación de personajes. Ya hay muchos artículos que profundizan en estos temas, así que no los trataré aquí.

¿Qué más? Después de pensarlo un poco, he decidido preparar un artículo sobre la producción de personajes realistas en el editor de Unity.

Quizá estés pensando: "¿Qué trae a Sakura Rabbit a este tema?". Por desgracia, todo se debe a que se me ha hecho cuesta arriba aprender la técnica desde cero. Escribo esto para que puedas aprender de mis errores y reducir los errores en tu trabajo.

Ahora, ¡empecemos!

En términos generales, el proceso de implementación de un modelo de personaje implica los siguientes pasos:

1. Dibujo de tres vistas →

2. Modelo prototipo →

3. Modelo de alta precisión →

4. Topología de polígono bajo →

5. Desdoblamiento UV →

6. Mapa normal de cocción →

7. Asignación →

8. Aparejo de piel →

9. Animación de esqueletos y vértices →

10,. Sombreador en el motor →

11. Renderizado en el motor →

12. Física en tiempo real en el motor →

13. Aplicación de animación y animador →

14. Controlador de caracteres/implementación de IA →

15. Efectos especiales, voz, efectos de sonido, etc.

Hay 15 pasos en total. El proceso puede parecer complicado, pero desde el punto de vista del diseño de personajes, todos estos factores y detalles influirán en cómo se mostrará finalmente tu personaje en el motor del juego. Por lo tanto, estos numerosos pasos son necesarios para que el producto final consiga el efecto deseado. Todo el proceso lleva mucho tiempo y todos los pasos deben seguir una secuencia específica: cada paso es crucial. Si uno no se hace correctamente o si se intentan tomar atajos, el producto final se verá directamente afectado.

Empecemos por el trabajo previo de preparación de la producción artística. Los 15 pasos antes mencionados pueden resumirse en cuatro fases principales:

Dibujo original → modelado → animación → renderizado

¿No es mucho más sencillo? Ahora, vayamos directamente al grano. Gracias a mi experiencia práctica, he aprendido algunas cosas. ¡Espero que te resulten útiles para tu propio proyecto!

En primer lugar, debes establecer algunos puntos de control antes de empezar. Voy a omitir los habituales, como el recuento de vértices, el tamaño del mapa, el número de huesos, etc. En su lugar, voy a centrarme en lo siguiente:

• Me gustaría que este personaje tuviera un esqueleto humano, ya que esto afectará a la posterior implementación de la IA. El esqueleto humano es ventajoso porque permite utilizar el dispositivo de captura de movimiento o la biblioteca de animación por intervalos para crear rápidamente un conjunto de animaciones de alta calidad que pueden utilizarse en el controlador o la IA.
• Además, también tienes que planificar con antelación los efectos materiales que quieres para tu personaje. Para producir los efectos deseados, son indispensables pasos previos como la UV, la distribución de bordes y el mapeado. Si sólo piensa en ellos después de completar el modelo y la animación, lo más probable es que acabe rehaciendo su diseño. Es mejor pensar en los efectos con antelación para evitar tener que hacer más trabajo después.
• Para algunos efectos físicos del personaje, se requiere el procesamiento físico de determinados componentes y debe realizarse de forma independiente. Este es otro criterio que debe tener en cuenta de antemano.

Una vez establecidos estos puntos de control, el siguiente paso es la aplicación. He aquí cómo empezar.

Para que el proceso de creación de tu personaje se desarrolle sin problemas, es importante que el primer paso, es decir, el dibujo original, se haga con cuidado. No hacerlo correctamente de antemano puede afectar a la estructura o a los efectos en los pasos posteriores. Ten en cuenta lo siguiente cuando dibujes para facilitarte lo que tienes que hacer a continuación.

• Modelo: Debe hacer que el dibujo sea apto para el modelado. Por ejemplo, ¿la estructura de lo que dibuje será difícil de aplicar durante el modelado? ¿Supondrá un reto distribuir las aristas de determinadas estructuras al hacer topología de bajo poligonaje?
• Animación: Del mismo modo, hay que hacer que el dibujo sea apto para la animación. Por ejemplo, ¿será difícil hacer rigging en determinadas partes de la animación? ¿Qué estructura no se ajusta al esqueleto humano?
• Shader: A continuación, hay que tener en cuenta la implementación de los sombreadores. Pregúntatelo a ti mismo: ¿Será difícil implementar el shader del efecto de material que dibujo? ¿Y el rendimiento? ¿Y la clasificación de los materiales? ¿Viene con efectos especiales? ¿Puede aplicarse mediante una o varias pasadas?
• Física: ¿Qué estructura requiere un cálculo simulado? ¿Cómo se ejecuta la moción?

Si tiene todo esto en cuenta al dibujar, podrá agilizar su trabajo en los pasos siguientes.

Consejo: Para dibujar un cuerpo humano, puede utilizar un programa de modelado 3D que le ayude en el proceso. Esto no sólo mejorará su eficacia, sino que también garantizará que las relaciones estructurales y de perspectiva sean correctas.

Para modelar, se aplican las mismas reglas, es decir, hay que tener en cuenta los pasos siguientes. El modelado debe realizarse correctamente, y factores como el mapeado UV, la distribución de bordes y las clasificaciones de materiales también deben planificarse con antelación. El modelado es la parte más crítica del proceso, ya que debe pasar por el proceso de animación antes de llegar a la renderización. Si hay un problema en el renderizado, hay que rehacer los procesos de modelado y animación.

• Cartografía: También hay que hacer que el modelo sea adecuado para la cartografía. ¿Qué estructuras pueden compartir la UV? ¿Puedes aprovechar al máximo los píxeles del mapa? ¿Qué componentes requieren Alpha?
• Animación: Es necesario tener en cuenta cómo se crean las expresiones faciales en forma de mezcla y cómo se debe dividir el modelo para UV. Además, hay que identificar las estructuras corporales que requieren animación y determinar cómo deben distribuirse los bordes para que el rigging del modelo resulte más natural.
• Shader: Ahora es el momento de pensar en cómo debe organizarse la UV para que pueda ofrecer efectos especiales para la implementación de sombreadores, así como identificar qué materiales deben separarse al clasificar los materiales de modelado.
• Física: Del mismo modo, hay que distribuir bien los bordes para que los efectos simulados parezcan más naturales.

A la hora de crear un modelo, la mejor manera de evitar que se repita es tener en cuenta los pasos posteriores y hacer planes por adelantado.

Consejo: Al dibujar modelos de alto poligonaje en ZBrush u otro software, no es necesario incluir texturas detalladas menores. Debido al límite de resolución, el efecto de los detalles será muy pobre una vez convertido en mapa mediante horneado directo. Estos detalles deben ser separados usando Mask ID en el shader y añadidos a través de Detail Map. Recuerda no incluirlos en el mapa principal.

Añadir detalles en el sombreador directamente es el camino a seguir.

Durante el rigging del modelo, es una buena práctica exportar los archivos uno a uno en formato .obj e importarlos después al software de animación para preservar la autenticidad del modelo. A continuación, comprueba las orientaciones normales del modelo, las capas del archivo y la asignación del sombreador para ver si hay algún problema. Si todo está bien, puede proceder al aparejo del modelo.

Las posiciones de los huesos desempeñan un papel clave en el rigging del modelo, ya que decidirán si el movimiento en las articulaciones es natural. Permítanme repetirlo: ¡es extremadamente importante! Se encontrará en problemas si el peso de la piel estaba bien, pero las posiciones de los huesos eran incorrectas.

Consejo: Utilicemos como ejemplo el hueso de la cadera, situado en el centro de la parte trasera. Si quiere que el movimiento parezca natural, la posición del hueso debe ser precisa. De lo contrario, la animación se deformará al utilizar el dispositivo de captura de movimiento o al aplicarla a otras animaciones.

En esta fase, estás muy cerca de la etapa final de tu trabajo. Aun así, no puedes tomarte las cosas a la ligera. Hay varias cuestiones que debe tener en cuenta durante el proceso de creación:

• Modelo: Compruebe el modelo de nuevo para asegurarse de que la orientación de las normales están alineados correctamente, los bordes suaves y duros están bien, la clasificación de los componentes del modelo y los materiales se hace correctamente, los componentes que requieren forma de mezcla se combinan, y los materiales y los nombres se manejan.
• Animación: Determinar si la estructura ósea actual cumple el requisito de humanoide en el motor.
• Shader: Compruebe de nuevo si las estructuras que requieren el efecto están divididas.
• Física: Identifica las partes de la simulación que utilizan huesos y las que utilizan vértices.

Ahora, usted ha completado todo el trabajo preliminar antes de utilizar el motor. A continuación, tenemos que importar todo el conjunto del mapa del modelo en Unity y fusionar todo nuestro trabajo preliminar.

Consejo: Cuando trabajes con el peso de la piel, puedes alternar entre el software de creación de pieles y el motor para probar el efecto. Cuando el personaje está animado, es más fácil identificar los problemas. Véase la imagen siguiente como ejemplo. Cuando el personaje se está moviendo, se puede ver que hay un fallo cuando su escápula alcanza cierto ángulo. Esto se debe a que el peso de los vértices no es lo suficientemente suave.

Gracias a los puntos de control establecidos previamente, el proceso de implantación debería ser un paseo.

Para el sombreador, todo lo que necesitas hacer es establecer o crear el material para los componentes separados de forma independiente, ya que ya habrás clasificado los materiales durante el proceso de creación del modelo. Para la adaptación de la animación, puede utilizar directamente el humanoide de Unity, ya que habrá establecido de antemano el estándar del esqueleto humano. Así ahorrarás mucho tiempo en el trabajo de animación.

Además, también puede aplicar la captura de movimientos para reducir aún más nuestra carga de trabajo. Si la forma de mezcla que ha realizado cumple las convenciones de nomenclatura de ARKit, puede realizar directamente una captura de movimiento facial para producir la animación de la forma de mezcla facial.

Consejo: Si usted utiliza Advanced Skeleton para hacer su rigging, la alineación de los nodos de la escápula y el hombro del personaje muy probablemente serán incorrectos cuando sean importados a Unity. Para solucionarlo, ajústalo manualmente en la interfaz humanoide.

¡Bueno, ya está! En resumen, durante todo el proceso de creación del personaje, desde el dibujo original hasta el modelado, la animación y el renderizado, recomiendo adoptar un enfoque orientado a los resultados y determinar los pasos que se deben dar para lograr el resultado deseado. Además, también debe conocer a fondo todo el proceso de producción para saber en todo momento qué hacer a continuación y qué tener en cuenta en el paso actual.

Por favor, comparte mi post si te ha resultado útil.

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(^_^) Sakura Rabbit 樱花兔

El arte del personaje de Sakura Rabbit apareció en la portada de nuestro libro electrónico, La guía definitiva para crear efectos visuales avanzados en Unity, al que puedes acceder gratuitamente aquí. Más información sobre Sakura Rabbit en Twitter, Instagram, YouTube y su página FanBox, donde se publicó originalmente este artículo. Consulta más blogs de desarrolladores de Made with Unity aquí.