Rivalry2

HTML Diff

0 added 0 removed

Original 2026-01-01

Modified 2026-02-21

1 <a>#статьи</a>

2 <ul><li>16 июн 2023</li>

3 <li>0</li>

4 </ul><h2>Что такое фотограмметрия - и как с её помощью создавать игровые ассеты</h2>

5 Переносим объекты из реальной жизни в 3D-графику.

6 Иллюстрация: Катя Павловская для Skillbox Media

7 Считает игры произведениями искусства и старается донести эту идею до широких масс. В свободное время стримит, рисует и часами зависает в фоторежимах.

8 Ещё 10 лет назад процесс 3D-сканирования ассоциировался с использованием дорогостоящих лазерных датчиков, которые могли позволить себе только крупные компании. Но со временем скачок технологий в области цифровых фотокамер позволил даже инди-разработчикам опробовать свои навыки в получении 3D-сканов статичных объектов с помощью фотограмметрии и успешно применять их в игровой индустрии.

9 Из этого материала вы узнаете:

10 <ul><li>что такое<a>фотограмметрия</a>;</li>

11 <li><a>примеры</a>её использования в играх;</li>

12 <li>пять десктопных<a>приложений</a>для фотограмметрии;</li>

13 <li>возможности, которые даёт мобильная фотограмметрия, на примере<a>Polycam</a>;</li>

14 <li>как<a>фотографировать</a>объект на смартфон для успешного 3D-сканирования;</li>

15 <li><a>процесс оптимизации</a>3D-скана фигурки в Blender;</li>

16 <li>список<a>альтернативного софта</a>;</li>

17 <li><a>плюсы</a>и <a>минусы</a>фотограмметрии.</li>

18 </ul>Фотограмметрия - это одно из направлений 3D-сканирования, основанное на получении данных о размерах и поверхностях реальных объектов за счёт фотоснимков. Технически это происходит следующим образом. Статичный объект фотографируют с разных ракурсов, в результате чего получается множество снимков. Их загружают в специальную программу, которая, в свою очередь, анализирует снимки, создаёт облако точек и формирует цельный объект в 3D с учётом рельефа.

19 3D-сканирование людей методом фотограмметрии технически сложнее, так как человек - живое существо. Даже находясь в неподвижном положении, он будет дышать и моргать. Поэтому для корректного захвата деталей человеческого лица<a>используют</a>десятки камер. Более подробно об этом процессе можно узнать из <a>доклада</a>, посвящённого созданию лицевой анимации Marvel’s Guardian of the Galaxy.

20 При этом фотограмметрия - далеко не инновационный метод, так как появилась она почти одновременно с фотографией. На протяжении многих лет эта техника была одним из инструментов геодезии и картографии. Но по мере развития технологий и увеличения мощности компьютеров её активнее стали использовать в производстве визуальных эффектов и видеоигр.

21 Вышедшее в 2014 году приключение с элементами хоррора стало одной из первых игр с ассетами окружения,<a>полученными</a>в результате фотограмметрии. За счёт этого окружение казалось более реалистичным и сильнее ощущалась атмосфера, что в совокупности с интересной историей и головоломками обеспечило инди-проекту массу положительных отзывов от игроков и высокие<a>оценки</a>критиков.

22 Скриншот: The Vanishing of Ethan Carter / The AstronautsПосле релиза The Vanishing of Ethan Carter фотограмметрия стала востребованной как в инди, так и в высокобюджетных проектах. Согласно<a>исследованию</a>Digital Games Research Association (DIGRA), c 2014 по 2019 год фотограмметрию использовали создатели как минимум 26 вышедших в этот период игр - и ещё семи проектов, которые на тот момент находились в разработке (среди них, к примеру, ныне вышедшие The Beast Inside или Serious Sam 4).

23 При разработке карт для шутера Battlefield V студия DICE<a>снимала</a>природный ландшафт, объекты из реальной жизни и архитектуру - при этом не только с помощью камер, но и используя дроны.

24 <a>Кадры</a>: доклад DICE о создании фотореалистичного окружения на мероприятии от Gnomon / YouTube<a>Кадры</a>: доклад DICE о создании фотореалистичного окружения на мероприятии от Gnomon / YouTubeТак как съёмки велись в основном на открытом воздухе, соблюдать погодные условия для передачи корректного рельефа при 3D-сканировании было достаточно сложно. Поэтому разработчики сочетали фотограмметрию с техникой<a>фотометрического стерео</a> - иными словами освещали один и тот же объект под разными углами, делая при этом снимки. За счёт этого карты нормалей и альбедо получились более высокого качества, что важно для передачи реалистичных поверхностей.

25 Когда необходимо перенести в 3D объекты огромных масштабов, применяется комплексный подход с использованием фотограмметрии и лазерного сканирования. Так, когда команда Turn 10 Studios снимала контент для будущей трассы в Дубае, выяснилось, что фотоснимков для объектов, референсов ландшафта и <a>PBR-текстур</a>недостаточно. В частности из-за того, что по ним было сложно восстановить настоящий размер гористой местности. К тому же часть ландшафта было невозможно охватить камерами со всех сторон.

26 Тогда разработчики<a>прибегли</a>к использованию лазерного сканирования с помощью системы Leica, с технологией LiDAR. Этот метод позволил разработчикам создать максимально подробные превизы для художников. Помимо отсканированного объекта с реальными размерами в 3ds Max, на руках у специалистов были фотореференсы и готовые PBR-материалы. Оставалось только использовать контент, полученный в результате лазерного сканирования, и воссоздать на его основе реалистичные игровые ассеты. В итоге LiDAR давал точную информацию о масштабе и рельефе окружения, а фотограмметрия помогла его финализировать.

27 Комбинации крупных объектов после лазерного сканирования и объектов, полученных в результате фотограмметрии. Жёлтым отмечены объекты, воссозданные в результате лазерного сканирования, синим - PBR-материалы поверхности, красным - ассеты, полученные с помощью фотограмметрии<a>Кадры</a>: доклад Трэвиса Госнелла о фотограмметрии и лазерном сканировании в Forza Motorsport 7 на GDC 2018 / YouTubeКомбинации крупных объектов после лазерного сканирования и объектов, полученных в результате фотограмметрии. Жёлтым отмечены объекты, воссозданные в результате лазерного сканирования, синим - PBR-материалы поверхности, красным - ассеты, полученные с помощью фотограмметрии<a>Кадры</a>: доклад Трэвиса Госнелла о фотограмметрии и лазерном сканировании в Forza Motorsport 7 на GDC 2018 / YouTubeБольшинство программ для фотограмметрии работают по следующей схеме:

28 <ul><li>анализ загруженных фотографий;</li>

29 <li>генерация облака точек;</li>

30 <li>формирование готового меша;</li>

31 <li>первичная обработка и экспорт.</li>

32 </ul>Итоговая форма объекта в 3D во многом зависит от качества загруженных фотографий и их количества с разных ракурсов. В целом процесс почти всегда одинаковый и отличается лишь дополнительным функционалом, связанным с первичной обработкой меша и экспортом (отсечением лишней области, сокращением количества полигонов, экспортом текстур, разнообразием форматов для экспорта 3D-модели и так далее). Ниже представлено несколько десктопных программ, которые часто используют в индустрии.

33 В отличие от многих специализированных программ, Meshroom бесплатна и хорошо справляется со сканированием статичных объектов. Это значит, что она подойдёт как любителям, так и продвинутым пользователям. В Сети можно найти немало подробных<a>видеоуроков</a>по Meshroom, что поможет начинающим быстро освоить работу с программой. Одним из существенных недостатков Meshroom считают её изначальную<a>эксклюзивность</a>для Nvidia из-за встроенного фреймворка для вычислений CUDA. Но проблему можно решить, установив расширение<a>MeshroomCL</a>, которое поддерживает и другие графические процессоры.

34 Разработчик:Agisoft

35 <a>Сайт программы</a>

36 Стоимость лицензии:179 долларов / 3499 долларов; есть пробный 30-дневный период

37 Многофункциональный инструмент от российской компании. В <a>стандартной версии</a>доступно создание 3D-моделей с фотореалистичными текстурами и расширенным редактированием, обработка снимков, снятых с разных фотокамер, а также сшивание панорам в 360°. Совместима со всеми видеокартами. Из минусов пользователи<a>отмечают</a>долгую обработку и сложный интерфейс.

38 Разработчик:Adobe

39 <a>Сайт программы</a>

40 Стоимость лицензии:49,99 доллара в месяц за весь пакет инструментов Substance 3D

41 Новый инструмент для фотограмметрии в экосистеме Adobe. Преимущества в том, что полученный 3D-объект можно легко интегрировать в другие инструменты Substance, а затем доработать меш и текстуры. Substance 3D Sampler вышла несколько месяцев назад. В некоторых обзорах указывают на проблемы с <a>импортом</a>фотографий и <a>неточностью</a>в передаче деталей по сравнению с аналогами.

42 Разработчик:3Dflow

43 <a>Сайт программы</a>

44 Стоимость лицензии:от 0 до 4200 евро

45 Любители и начинающие пользователи могут начать с бесплатной версии 3DF Zephyr Free, в которой можно загрузить до 50 фотографий на сеанс сканирования, что подойдёт для создания небольших 3D-объектов с простой геометрией. Для более детальных ассетов в контексте игрового окружения подойдёт версия 3DF Zephyr Lite: в ней нет ограничений по загрузке фотографий и форматов по экспорту текстур. Из-за фреймворка CUDA программа работает только с видеокартами Nvidia. В случае с AMD программа будет работать, но в <a>разы</a>медленнее, так как вся нагрузка пойдёт на центральный процессор.

46 Разработчик:Capturing Reality, Epic Games

47 <a>Сайт программы</a>

48 Стоимость лицензии:от 10 до 3750 долларов

49 Специфика лицензии RealityCapture отличается от других похожих программ тем, что здесь пользователь платит не за использование программы, а за входные данные. Это значит, что расчёт производится за количество снимков и их разрешение в мегапикселях. Для этого на сайте программы существует специальный<a>калькулятор</a>. Предпросмотр результата фотограмметрии и его оптимизация бесплатны. Оплата предполагается только за экспорт модели.

50 Что касается<a>функционала</a>, то в Reality Capture доступен импорт данных с фото, видео, лазерного сканирования, генерация карт нормалей/смещения и большой выбор расширений для экспорта. Как и Meshroom, RealityCapture поддерживает генерацию отсканированного меша только при наличии карты Nvidia из-за использования фреймворка CUDA 3.0, поэтому владельцам AMD Radeon придётся рассмотреть альтернативы.

51 Весной 2022 года<a>состоялся</a>релиз RealityScan - бесплатного приложения от Capturing Reality для iOS (разработчики обещают версию для Android в течение текущего года). С помощью него можно снимать объект на камеры iPhone или iPad с разных ракурсов и получать готовую 3D-модель с возможностью интеграции в Unreal Engine.

52 Несмотря на относительно лёгкий процесс, представленный в презентационном<a>видео</a>, на практике мобильная фотограмметрия RealityScan омрачается некорректным анализом данных с полученных снимков, даже если их сделано очень много. Здесь можно сослаться на то, что приложение всё ещё находится в бета-версии, но пока<a>отзывы</a>пользователей говорят сами за себя.

53 В последние годы всё больше набирают популярность мобильные приложения для фотограмметрии: камеры в смартфонах стали мощнее, а в iPhone (с выходом моделей 12 Pro и iPhone 12 Pro Max) и iPad Pro стала доступна технология LiDAR. На сегодняшний день на рынке мобильных приложений есть как платные, так и бесплатные<a>инструменты</a>и для Android, и для iOS. С ними можно создать качественный скан 3D-объекта и в дальнейшем интегрировать его в свой проект.

54 Среди универсальных приложений можно отметить<a>Polycam</a>. В нём есть возможность бесплатной обработки фото, интеграция с порталом Sketchfab, а встроенная функция LiDAR охватывает большие пространства. В результате Интернет заполонили трёхмерные модели комнат пользователей, что стало своеобразным<a>мемом</a>. Рассмотрим работу Polycam на практике.

55 Загружаем приложение и открываем его. Создаём аккаунт. На данный момент в Polycam доступно три режима 3D-сканирования.

56 Скриншот: Polycam / Polycam Inc.<ul><li>LiDAR(для владельцев iPhone/iPad) - сканирование больших пространств с учётом деталей;</li>

57 <li>Room(для владельцев iPhone/iPad) - сканирование основной планировки помещений: во время записи видео фиксируются углы, окна и дверные проёмы;</li>

58 <li>Фото(доступно в iOS и Android) - сеанс фотограмметрии, который в Polycam называется фотозахватом. По умолчанию в нём стоит режим записи, при котором приложение автоматически делает снимки объекта под разными углами по мере вращения камеры вокруг цели. При переключении на режим со значком фотокамеры все кадры придётся делать вручную.</li>

59 </ul>В рамках фотограмметрии нас интересует режим "‎Фото", поэтому мы будем работать в нём. В качестве эксперимента попробуем отсканировать игровую<a>фигурку</a>Сэма Бриджеса, чтобы в дальнейшем "оживить‎" её в визуализации. Для мобильного приложения подойдёт любой объект с более или менее простой конструкцией. Впрочем, можно выбрать и более сложную форму, но в этом случае есть риск получить менее точный результат, и в дальнейшем объект придётся тщательней дорабатывать вручную непосредственно в программе для 3D-моделирования.

60 Фото: Леон БалбериТребования к съёмкам объекта для фотограмметрии во многом схожи с требованиями к <a>съёмке поверхностей</a>будущих PBR-текстур.

61 <ul><li>Если объект находится на улице - желательно снимать его в облачную погоду. Если в помещении - нужно выставить рассеянный свет.</li>

62 <li>Чтобы избежать искажений, необходимо перемещать смартфон вокруг объекта медленно и под прямым углом. В зависимости от размеров объекта можно настроить фокус на панели сбоку (1x / 2,5x) и расположить гаджет так, чтобы изображение в камере не было размытым.</li>

63 <li>Убедитесь, что на выбранном для съёмки объекте нет отражающих/прозрачных деталей: программа не распознаёт их во время анализа. Это касается не только мобильных, но и десктопных приложений.</li>

64 <li>Делайте больше кадров под разными углами. Чем больше таких снимков - тем больше вероятность, что программа лучше обработает детали. Область перекрытия должна занимать не менее 50%.</li>

65 </ul>Закончив серию снимков, нажимаем на кнопку "Выполнено‎". Перед отправкой в облако определяемся с качеством (обычно это Raw). Обычно процесс обработки фото занимает 5-10 минут.

66 Примечание

67 В бесплатной версии Polycam количество фотозахватов ограничено. Их можно зарабатывать, выполняя различные задания. Ограничение будет снято, если оформить подписку.

68 Список доступных заданий, за которые можно заработать фотозахватыСкриншот: Polycam / Polycam Inc.Когда обработка будет закончена, в приложении появится 3D-объект, полученный в результате сканирования.

69 Скриншот: Polycam / Polycam Inc.В приложение встроен мини-редактор, где можно произвести базовые манипуляции с моделью: удалить лишние фрагменты, добавить дополнительные кадры, увеличить размер, записать видео и даже запустить режим AR, чтобы рассмотреть, как выглядит модель в обычной среде, и сравнить с оригиналом.

70 Демонстрация редактора обрезки лишних деталей в формате цилиндраСкриншот: Polycam / Polycam Inc.Сохраняем объект (крайний значок в правом углу) и переходим в настройки экспорта. В разделеExport toможно выбрать софт, в который мы хотим интегрировать нашу модель. В данном случае выбран Blender, так как дальнейшую обработку мы будем проводить именно в этой программе.

71 Скриншот: Polycam / Polycam Inc.В бесплатной версии Polycam доступен только формат .GLTF. После этого мы можем выбрать, куда загрузить объект: в мессенджер - или же в облако, откуда затем объект можно скачать на жёсткий диск.

72 Примечание

73 Чтобы загрузить .GLTF-файл в Blender, потребуется установить аддонImport-Export: .gLTF 2.0 format. Он находится в настройках программы, в меню аддонов - достаточно набрать название выше в поиске и поставить напротив него галочку.

74 В каком бы софте ни проводилось сканирование и каким бы удачным на первый взгляд ни показался результат, полученный объект всё равно нуждается в исправлении топологии. Всегда найдутся проблемные места, которые программа не смогла проанализировать по фотографиям, и на этих участках будут различные дефекты в виде растяжек или разрывов полигональной сетки.

75 К тому же отсканированный объект по умолчанию состоит из десятков тысяч полигонов, что неприемлемо для импорта в качестве игрового ассета. В некоторых инструментах - например, в Metashape - можно сразу указать предполагаемое количество полигонов будущей модели, а на полученном скане сразу отсечь лишние данные в виде точек или полигонов. Так или иначе, модель, прошедшую сеанс фотограмметрии, всё равно придётся дорабатывать вручную.

76 Полигональная сетка отсканированной модели. Оранжевым отмечены границы меша стойки, по которым будет проходить отсечениеСкриншот: Blender / Blender FoundationИ хотя фигурка, отсканированная в Polycam, получилась достаточно детальной для своего небольшого размера, она тоже нуждается в коррекции. Запускаем Blender, импортируем в него модель, выравниваем её по центру и оцениваем план работ. Помимо того, что нужно избавиться от пластиковой стойки, необходимо почистить‎ полигональную сетку, поработать в режиме Sculpting над чёлкой (часть её получилась плоской), переделать топологию, запечь и доработать текстуры.

77 Начнем с удаления лишних частей. Существует множество техник отсечения лишней геометрии в Blender. Здесь многое зависит от исходного меша и желаемого результата. Можно<a>обрезать</a>вершины в ортогональной перспективе, а затем достроить их вручную - или же<a>назначить</a>группы вершин, выделить нужную часть и отсечь лишнее. Также можно<a>использовать</a>инструментBox Trimв режимеSculpting, который делится на самBox Trim(для ровных площадей) и Lasso Trim(для обрезания углов или мелких частей - этот метод работает не всегда).

78 Рассмотрим технику обрезания с помощью модификатораЛогический(Boolean). Создаём куб, включаем режим сетки и подгоняем его структуру под модель таким образом, чтобы лишние части меша - в частности стойка - остались за его пределами. В этом поможет ортогональный режим.

79 Разметка предполагаемого срезаСкриншот: Blender / Blender FoundationДалее выделяем модель и добавляем модификаторЛогический(Boolean). В качествеОбъекта(Object) указываемКуб(Cube) и вместоРазницы(Difference) выбираемПересечение(Intersect). Применяем и при необходимости повторяем операцию, изменив размер и расположение куба.

80 Удаление оставшихся частей меша модификатором. В этом случае уже используютРазницу(Difference), так как удаляется всё, что затрагивает площадь кубаИзображение: Blender / Blender FoundationЕсли сейчас включить отображение шейдеров во вьюпорте, на поверхности отсканированного объекта можно заметить дефекты - искажение нормалей на пересечении участках UV-островов, которые хаотично сгенерировал Polycam. Это связано с тем, что геометрия объекта изменилась. Чтобы исправить эти артефакты, пересчитаем нормали с помощью модификатораВзвешенная Нормаль(Weighted Normal).

81 Коррекцию на более мелких участках меша можно выполнить также c помощьюBoolean, но выбрать другую фигуру, либо доделать вручную методом редактирования вершин, рёбер и граней. Такой метод более медленный, но позволяет выполнить работу точнее.

82 Теперь поработаем в режиме Sculpting: удалим шумы, которые появились в результате фотограмметрии, и сделаем одни детали более выпуклыми, а другие, наоборот, сведём на нет (в частности шов от съёмной причёски, проходящий поперёк головы). После того как все манипуляции с моделированием и редактированием меша выполнены, ещё раз применяем модификаторВзвешенная Нормаль(Weighted Normal).

83 Сглаживание шумов и создание нового рельефа причёски в режимеSculptingИзображение: Blender / Blender FoundationПосле доработки в меше наверняка остались лишние грани и вершины. Очистим полигональную сетку в режиме редактирования:Меш(Mesh) -Очистка(Clean up) -Растворить вырожденные элементы(Degenerate Dissolve). После этого выберемОбъединить по расстоянию(Merge by Distance). В конце применяем на модельГладкое затенение(Shade Smooth). Избавившись от лишнего, можно приступить к упрощению топологии. В данной модели сейчас порядка 38 000 полигонов, что по меркам ассета очень много. Поэтому следующим шагом будет создание низкополигональной модели и перенос на неё деталей с оригинала.

84 В объектном режиме создаем дубликат меша(Shift +D). Во избежание путаницы переименуем оба меша, пометив, что первый - высокополигональный, а второй - будущий низкополигональный. Скрываем первую модель из вьюпорта.

85 Стрелкой отмечен значок скрытия объектаСкриншот: Blender / Blender FoundationТеперь нам нужно сделать ремеш - задать новую топологию модели с помощью автоматической генерации. В этом процессе важно соблюдение баланса между количеством полигонов и итоговым качеством меша. Существует несколько способов ремеша в Blender. Рассмотрим варианты с примерами, на основе которых вы можете подобрать идеальный вариант оптимизации полигональной сетки для своего 3D-скана.

86 <ul><li>Воксельный ремеш.Заходим в настройки данных объекта (зелёный значок), открываем параметрRemesh, включаемВоксель(Voxel) и подбираем оптимальныйРазмер вокселя(Voxel Size) под модель (ориентир на тысячные доли). Оставляем галочки напротив пунктовИсправить полюса(Fix Poles) и Объём(Volume). НажимаемВоксельный ремеш(Voxel Remesh). После этого количество полигонов сократится примерно в несколько раз, и модель обретёт новую квадратную полигональную сетку.</li>

87 </ul>Результат после воксельного ремеша. Сетка местами неровная, но количество полигонов заметно сократилосьСкриншоты: Blender / Blender FoundationРезультат после воксельного ремеша. Сетка местами неровная, но количество полигонов заметно сократилосьСкриншоты: Blender / Blender Foundation<ul><li>QuadriFlow.РежимКвад(Quad) также находится в разделеRemesh. Переходим в него и нажимаемРемеш QuadriFlow(QuadriFlow Remesh). Отмечаем галочкойСохранять остроту(Preserve Sharp) и Сохранить оболочку меша(Preserve Mesh Boundary), выставляем предполагаемоеКоличество граней(Number of Faces),Вариации случайности, используемой алгоритмом(Seed), подтверждаем выбор и смотрим результат. На скриншотах ниже можно увидеть, что в этом случае топология объекта выполнена гораздо чище.</li>

88 </ul>Результат, полученный в режиме QuadСкриншоты: Blender / Blender FoundationРезультат, полученный в режиме QuadСкриншоты: Blender / Blender FoundationНедостаток этих двух подходов в том, что они генерируют квадратную сетку, которую воспринимают не все игровые движки.

89 <ul><li>Использование модификатора Упрощение(Decimate). В настройках выбираемСхлопнуть(Collapse) и уменьшаем значениеСоотношения(Ratio) таким образом, чтобы максимально уменьшить количество полигонов, но сохранить изначальный объём меша.</li>

90 </ul>Скриншоты: Blender / Blender FoundationСкриншоты: Blender / Blender FoundationВ результате полигональная сетка сохранилась, объём модели остался прежним. Но из-за неравномерной структуры могут возникнуть проблемы с отображением нормалей, которые модификаторВзвешенная нормаль(Weighted Normal) уже не исправит.

91 <ul><li>Комплексный подход.Используем режимКвад(Quad), указав количество полигонов примерно в 1,5-2 раза ниже предполагаемого, а после, в режиме редактирования, добавляем треугольники на топологию с помощью модификатораТриангуляция(Triangualte). Он выполняет ту же функцию, что и деление геометрии на трианглы при нажатииCTRL + Tв режиме редактирования, но итоговая сетка получается более равномерной.</li>

92 </ul>В результате этого подхода модель вписалась в задуманный лимит 10 000 полигонов, при этом сетка из трианглов получилась более равномернойСкриншоты: Blender / Blender FoundationВ результате этого подхода модель вписалась в задуманный лимит 10 000 полигонов, при этом сетка из трианглов получилась более равномернойСкриншоты: Blender / Blender FoundationУменьшаем остроту новых гранейГладким затенением(Shade Smooth) и при необходимости применяем модификаторВзвешенная нормаль(Weighted Normal).

93 Закончив с ремешем, переходим к самому сложному этапу - реконструкции UV-развёртки 3D-скана.

94 Если сейчас зайти в разделUV Editing, можно увидеть хаотично раскиданные отрезки текстурного пространства. Чтобы расположение UV-островов было более логичным, модели потребуется новая UV-развёртка.

95 Редактор UV и исходное текстурное пространствоСкриншот: Blender / Blender FoundationВ Blender это можно сделать несколькими способами. Для простых объектов типа ваз или камней наверняка будет достаточноУмного UV-проецирования(Smart UV Project). Если модель более сложная, как персонаж из примера, придётся потратить время на <a>расстановку швов</a>.

96 Как только оптимальная UV-развёртка создана, приступаем к запеканию текстур.

97 Открыв режимShading, можно увидеть как текстура пришла в негодность из-за нового расположения UV-островов. Переходим в раздел материалов на панели настроек объекта и убираем текущий слот. Проверяем, что оригинальный материал остался на высокополигональном меше.

98 Удаление оригинального материалаИзображение: Blender / Blender FoundationСоздаём новый материал для low-poly-меша. Нажимаем кнопку+Создать(+New), после чего появится основной шейдер по умолчанию. Добавляем в поле нодов дваИзображения-текстуры(Image Texture). Первое будет для диффуз-карты, а второе - для нормалей. В первом нажимаем кнопку+Создать(+New), выбираем имя и указываем предполагаемое разрешение. В данном примере оригинальная текстура выполнена в 4K-разрешении, и мы укажем 4096×4096, но можно выставить и другое значение. ПараметрАльфа(Alpha) отмечаем в том случае, если нужна текстура с прозрачным фоном. Остальные опции оставляем как есть и проделываем всё то же самое для будущей карты нормалей.

99 Пример настроек для Изображения-текстуры в разделе шейдеровСкриншот: Blender / Blender FoundationЗаходим в настройки рендера и меняем движок на Cycles, так как запекание текстур работает только в нём.Устройством(Device) выбираем GPU-вычисления. Во вкладкеРендеринг(Render) в пунктеMax Samplesуказываем минимальное количество семплов - например, пять, так как мы не будем рендерить картинку или анимацию. Убедитесь, что в Управлении цветом(Color Management) стоит sRGB, а Преобразование вида(View Transform) отмечено какСтандартный(Standard).

100 Настройки рендера для будущего запеканияСкриншот: Blender / Blender FoundationНормали на низкополигональную модель мы перенесём с помощью модификаторов. Переходим в Layoutи добавляем на low-poly-меш модификаторМультиразрешение(Multiresolution) для подразделения поверхности и последующего переноса нормалей с оригинального меша. Вслед за ним добавляем модификаторОбтягивание(Shrinkwrap).

101 В первом модификаторе нажимаемПодразделить(Subdivide) два раза. В результате количество полигонов на low-poly-модели увеличится, и новая сетка уловит все детали. В Обтягивании(Shrinkwrap) указываемЦелью(Target) оригинальную модель, а в качествеWrap MethodвыбираемПроецирование(Project). Возможно, после этого отдельные вершины на модели исказятся. Ставим галочку напротивИнвертировать(Negative) - и все артефакты пропадут. Если они всё же остались, попробуйте выставить небольшое значение (примерно 0,001) в пунктеПредел(Limit) и переключитьОтбрасывать задние грани(Face Cull) на Сзади(Back). Если ничего из перечисленного не помогает и на отдельных местах остались небольшие дефекты, похожие на сколы, - оставьте как есть, мелкие недочёты можно откорректировать на финальном этапе.

102 Применяем на мешеГладкое затенение(Shade Smooth), кликнув по немуПКМво вьюпорте, иначе будущая карта нормалей будет испещрена квадратами.

103 Настройки модификатораОбтягивания(Shrinkwrap) в случае появления артефактов на мешеСкриншот: Blender / Blender FoundationПрименяем только модификаторОбтягивание(Shrinkwrap), а в Мультиразрешении(Multiresolution) выставляемУровень просмотра(Level Viewport) на 0 (иначе детали на текстуру не перенесутся) и приступаем к запеканию нормалей.

104 Заходим в Shading, выделяем low-poly-меш (если он не выделен), открываем настройки рендера, находим вкладкуЗапекание(Bake). Отмечаем галочкойЗапечь из мультиразрешения(Bake from Multires) - и Тип запекания(Bake Type) автоматически поменяется на Нормали(Normals). Не забудьте указатьРазмер(Size)Отступа(Margin),<a>значение</a>которого зависит от размера текстуры.

105 В редакторе шейдеров выделяем нод с текстурой, предназначенной для нормалей и нажимаем кнопкуЗапечь(Bake). Полученную карту можно сохранить, щёлкнув на значок рядом со вкладкойВид(View) в левом нижнем углуИзображения*(Image) -Сохранить как…(Save as…) и выбрав оптимальные параметры для файла. Формат выбираем на своё усмотрение (обычно это .PNG),Сжатие(Compression) ставим на 0.

106 Созданную текстуру можно сразу проверить на меше, подключив её к ПринципиальномуBSDF(Principled BSDF) черезКарту нормалей(Normal Map).

107 Подключение карты нормалей в разделеShadingСкриншот: Blender / Blender FoundationЕсли результат переноса нормалей устраивает, отключаем модификаторМультиразрешение(Multiresolution). Возвращаемся в раздел шейдеров и включаем во вьюпорте отображение оригинальной модели. Сначала выделяем её, а затем, удерживаяCtrl(это важно), выделяем также low-poly-меш, после чего заходим в настройкиЗапекания(Bake) и убираем галочку с пунктаЗапечь из мультиразрешения(Bake from Multires). В Типе запекания(Bake Type) выбираемДиффуз(Diffuse).

108 Нам нужно запечь толькоЦвет(Color), поэтому убираем галочки с позицийContributions, которые отвечают за запекание света, -Прямое(Direct) и Отражённое(Indirect). Обязательно отмечаемВыделение к активному(Selected to Active) - эта функция отвечает за перенос текстур с одного объекта на другой.

109 Если low-poly-меш выходит за пределы оригинального меша, устанавливаемВыдавливание(Extrusion), иначе вместе с оригинальной текстурой запекутся и выпирающие участки низкополигональной модели. Значение во многом зависит от геометрии меша, в данном случае достаточно 0,01. После выбираем нод с картой Diffuse и нажимаем кнопкуЗапечь(Bake). Как правило, обработка диффуз-карт занимает больше времени, поэтому придётся подождать. Полученную текстуру сохраняем, как и предыдущую.

110 Настройки для запекания диффуз-карты и фрагмент итоговой запечки слеваСкриншот: Blender / Blender FoundationТеперь осталось только подключить полученные карты к соответствующим слотам в шейдереПринципиальный BSDF(Principled BSDF) и настроить его свойства - например, убрать лишние блики, увеличив параметрШероховатости(Roughness). При желании можно указать значение<a>IOR</a>, соответствующее типу материала.

111 Пример настроек шейдераСкриншот: Blender / Blender FoundationНа текстуре модели остались графические артефакты, которые нужно исправить. Переходим в режимTexture Paintи ищем проблемные места. Выбираем инструментКлонирование(значок штампа) и, удерживаяCtrl, нажимаем на область, из которой нам нужно взять данные для закрашивания (в ней появится 3D-курсор). Далее точечно закрашиваем проблемный участокЛКМ. Если вы обладаете продвинутыми художественными навыками, можете дорисовать или переделать некоторые детали стандартной кистью, используя графический планшет.

112 Пример закраски проблемного участка кистью-штампомИзображение: Blender / Blender FoundationТак же можно внести изменения в карту нормалей и убрать лишние выпуклости, включая неисправленные артефакты, которые образовались в результатеОбтягивания(Shrinkwrap). После всех изменений не забудьте сохранить результат, нажав на кнопкуСохранить все изображения(Save all Images).

113 Настало время сравнить итоговый результат с высокополигональной моделью.

114 Слева - оригинальный 3D-скан, справа - доработанная low-poly-модельСкриншот: Blender / Blender FoundationПолученной low-poly-модели можно добавить глубины, сгенерировав дополнительные технические карты в <a>специальных программах</a>, и в дальнейшем использовать её в различных проектах. Например, предметы интерьера и скульптуры подойдут для оформления визуализаций и игровых уровней, а с тематическими фигурками можно делать различные арты и анимации в рамках фан-артов. В случае последних помните, что их использование не должно нарушать авторских прав.

115 Рендер с моделью, полученной в результате фотограмметрии. Для работы использовались ассеты<a>Terrain</a>от FNG,<a>Single Grass</a>от oppne,<a>Grass Variations</a>от RBG_illustrationsСкриншот: Blender / Blender FoundationРазумеется,<a>не все предпочитают</a>Blender. Ниже представлены возможные альтернативы для той или иной стадии коррекции:

116 <ul><li>Очистка меша- любая другая программа для 3D-моделирования, в которой можно первично обработать меш (обрезать лишнее, заделать дыры в полигональной сетке). Также подойдёт утилита Autodesk<a>Meshmixer</a>. Несмотря на то, что инструмент более не поддерживается разработчиком ввиду новой итерации<a>Fusion 360</a>, он до сих пор остаётся актуальным из-за необходимого функционала и свободного скачивания.</li>

117 <li>Сглаживание ненужного рельефа, в том числе шумов, - ZBrush, Autodesk Mudbox, 3DCoat и прочие программы, где доступен режим Sculpting.</li>

118 <li>Ретопология -<a>Instant Meshes</a>, встроенные инструменты в программах для 3D-моделирования.</li>

119 <li>Запекание нормалей - Substance Designer, Marmoset Toolbag.</li>

120 <li>Текстурирование - Substance Painter, 3DCoat и другие программы, где можно работать с текстурами в реальном времени.</li>

121 </ul>Фотограмметрия - перспективное направление, которое может не только подчеркнуть реализм в 3D-графике, но и вдохнуть жизнь в стилизованные объекты - например, игрушки или изделия ручной работы, которые можно интегрировать в игру или визуализацию.

122 Фото: Леон Балбери<ul><li>Доступность.На сегодняшний день фотограмметрия перестала быть чем-то недосягаемым благодаря развитию камер в современных смартфонах.</li>

123 <li>Реальный размер.Помимо формы, технология способна определить по снимкам объекта его размер и положение в пространстве. Представьте, что вы отсканировали на смартфон некий архитектурный объект - например, арку или лестницу. При его импорте в уровень игры вам не придётся думать о том, как подстроить его под рост обычного человека. Размеры будут такими же, как и в реальной жизни.</li>

124 <li>Возможность сделать свой проект по-настоящему уникальным.Особенно если прототипами игровых ассетов станут изделия ручной работы (игрушки, фигурки из пластилина и так далее), объекты архитектуры и культуры, которые могут подчеркнуть эпоху игры или национальный колорит сеттинга. Аудитория всегда проявляет интерес к подобному контенту.</li>

125 <li>Дополнительный заработок.На маркетплейсах можно встретить много лотов с ассетами, полученными в результате фотограмметрии. Цены на них, как правило, довольно высокие.</li>

126 </ul>На экране AR-интерфейс приложения RealityScanФото: Леон Балбери<ul><li>Не самая высокая точность.В этом отношении фотограмметрия уступает<a>лазерному сканированию</a>.</li>

127 <li>Для хорошего результата без лишних заморочек придётся заложить определённый бюджет.Чтобы получить качественную модель объекта со сложной геометрией, потребуется хорошая фотокамера или передовой смартфон/планшет. Не стоит забывать о том, что лицензии на большинство программ для фотограмметрии и сопутствующий софт тоже не бесплатны.</li>

128 <li>Относительно высокий порог вхождения.Исходному скану в любом случае нужна доработка и оптимизация. Удаление лишних мешей, реконструкция не попавших в область скана участков (разрывы и слияния полигональной сетки), чистка геометрии, ремеш, создание новой UV-развёртки - все эти операции требуют от пользователя дополнительного времени и более продвинутых навыков в программах для 3D-моделирования.</li>

129 <li>Текстурирование модели, полученной методом фотограмметрии, требует определённых художественных навыков.Когда объект сформирован в 3D-модель, на исходном материале могут образоваться различные артефакты текстуры в виде точек и растяжек. Инструмент клонирования не всегда помогает - и в этом случае некоторые участки придётся дорисовывать вручную.</li>

130 </ul>Несмотря на некоторые явные недостатки, фотограмметрия остаётся одним из лучших вариантов для проекта с реалистичной графикой, особенно при ограниченном бюджете. Фотограмметрию также можно использовать и в неигровых проектах - скажем, для оформления визуализаций и интерактивных онлайн-экспозиций. В конце концов она способна не просто продлить срок жизни, но и увековечить даже самый хрупкий предмет. А по мере развития технического прогресса фотограмметрия и вовсе может стать обычным явлением в нашей жизни.

131 <a>Профессия 3D-дженералист

132 Вы станете универсальным специалистом, который умеет в 3D всё: создавать объекты и окружение, настраивать текстуры и цвет, анимировать модели и внедрять их в 3D-сцену.

133 Освоите Houdini, Autodesk Maya, Blender, Photoshop, ZBrush, Marmoset 3D, Substance Painter, Marvelous Designer, Arnold и Rizom UV. Сможете претендовать на работу в рекламе, играх или кино.

134 На иллюстрации: работа участника курса Евгения Кузнецова

135 Узнать про курс

136 </a><a>Курс с трудоустройством: "Профессия 3D-дженералист" Узнать о курсе</a>