大神带你了解重拓扑在游戏开发中的实践分析!
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发布于 2023-4-28 14:46:38

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编辑:木木
今天想给大家聊一些相对比较深奥的内容——重拓扑技术。其实小编一开始对该技始终比较模糊,恰好最近艺术家Ahmad Merheb谈到了在重拓扑过程中会遇到的一些问题以及如何克服,并且介绍了他个人的重拓扑技术(称为反向拓扑),小编先进行了一番学习,觉得非常实用且受益匪浅,所以迫不及待要和大家分享啦~
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好了!话不多说,咱们直接步入正题!

什么是重拓扑?

重拓扑是随着雕刻软件而诞生的,从2007年ZBrush第一次发布,当时,艺术家们纷纷创造出令人惊叹的3D雕塑,也是从那时开始,不断有人思考,虽然雕塑作品有了但如何将雕塑作品整合到动画或者游戏当中呢?所以,将高分辨率模型转换为低分辨率模型的需求就导致了重拓扑的出现。重新拓扑涉及在高分辨率造型上创建新拓扑(网格几何),可以创建动画并集成到不同工作流程中的3D模型。

重拓扑在手游中的重要性

在手游中,一般有不同的工作流程,一种是使用Retopology,另一种则依赖于非常详细的手绘纹理。选择哪种方法在很大程度上取决于团队想要实现怎样的艺术风格。然而,大多数工作流程通常涉及雕刻高分辨率网格、执行重新拓扑、然后将高分辨率雕刻烘焙到低分辨率模型上并导出法线贴图、高光贴图、光泽度贴图等,这种方法通常被称为PBR工作流程。咱们先针对手动拓扑和自动拓扑来展开分析。

手动拓扑

手动重拓扑支持通过在高分辨率网格顶部布置顶点、边和多边形来逐个创建拓扑多边形。此技术通常用于将要进行动画处理并且需要定义明确且干净的拓扑结构以实现网格平滑变形的对象。在手游行业中,手动拓扑被广泛使用,但是每个团队所给到的TRC(技术要求清单)不同,在操作时一定要严格遵守,大多数情况下,TRC基本上会包括大多边形数量和纹理大小,有时还包括某些循环要求。以下是手动拓扑常用的一些工具:1.Topogun:一款独立软件。2.3D Coat。3.Blender:特别是可以添加到Blender的插件Retopoflow。

自动拓扑

自动重拓扑是通过单击按钮或在单击按钮之前移动一些滑块来创建网格拓扑。这种方法比手动重新拓扑过程更快、更容易。但是,自动拓扑不能在所有情况下都有效,它比较适用于某些道具或小物体,不适用于大多数将要设置动画的有机网格。最常用的自动重拓扑工具是ZBrush中的ZRemesher。特别多人会使用它来快速获得结果和进行测试,甚至一些外包商也将其用于有机网格。但其实不建议依赖此工具,因为该工具有一个很大的Bug,就是你后期修复或移除螺旋环所需的工作比手动重新拓扑更为复杂。在这里推荐另一个名为QuadRemesher的Blender插件,它可以通过定义目标多边形计数并单击按钮来提供不错的结果(比ZRemesher更好)。

手游拓扑技术

Ngons和星型拓扑的定义

在正常情况下,法线顶点会呈现下图中的样子。
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但是,如果当边多于或少于四个的时候会发生什么样的情况?这些“特殊”的情况被誉为Ngons和Star(星型拓扑)。

什么是Ngons

当单个顶点有四个以上的边进入时,就会出现Ngons(如下图)。出现此问题是因为具有四个以上边的顶点会产生应力点,这会导致在动画过程中影响表面,从而导致在网格上产生不必要的视觉压力,而产生更多问题。



什么是Star(星型拓扑)

当一个顶点只有三个边进入它时,就会出现星型拓扑(见下图)。在这种情况下,边缘法线低于四个法线中的一个,这种情况会产生一个应力点,如果网格被细分,该点将在动画中明显可见。



Ngons和Star对手游的影响

Ngons和星型拓扑对于手游来说,不算是一个大问题,毕竟平时也不需要细分网格。通常网格运行时保持低多边形状态,一些游戏引擎甚至在导入时对所有网格进行三角剖分这直接消除了细分和看到压力点的问题。


Ngons和Star的解决方案

需要采取的第一步是支持每个有机网格都有Ngons和星型拓扑,除非处理的是四平面角色,否则必须计划好它们在网格上的位置,而不是尝试完全移除。一个好的重新拓扑会将Ngons和星型拓扑放置在远离变形区域的特定位置,例如面部的嘴唇或身体的肘部。它们还应该放在不会移动太多的平坦区域,例如脸颊区域或前臂区域。如果采用这种方法,无论打算细分网格还是为网格设置动画,Ngons和星型拓扑都不太可能会引起问题。

反向拓扑法

经过几年的经验总结,作者有了一种新的认知并且拥有了新的疑问,就是Ngons和星型拓扑总是在每个网格中的相同位置,那么如果以不同的方式重新拓扑,从相反的角度开始会怎么样?一开始就设置Ngons和星型拓扑又会怎么样呢?

毕竟,Ngons和星型拓扑代表网格内的方向变化(如下图),因此这些区域标记了网格中的重要区域,它们将定义最终结果。



换句话说,如果从一开始就放置了Ngons和星型拓扑,那么接下来要做的就是填充循环即可。为了证明这一点,作者制作了一段关于此方法的视频:https://youtu.be/AwJlcLBqQro[micxp_wxonkey]wxv_2865758250145988610[/micxp_wxonkey]然后,为了每次都将这些Ngons和星型拓扑放置在正确的位置,作者还创建了一张参考图,每次制作角色的头部时都会打开它(如下图),如果想尝试的小伙伴也可以使用它并尝试反向拓扑方法。根据作者的经验,这种方法可以节省40%的时间。


反正只要有雕刻,就总需要重拓扑,多多了解,多掌握技术知识总归是好的,今天也是满满干货内容啦!整理不易,记得点赞收藏啦!

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