3D-objektit eivät ole aina täysin kiinteitä vaan niissä voi olla liikkuvia osia kuten soihdussa voi olla lepattava liekki tai taikalaatikossa taianomainen sädehdintä. Tällaiset komponentit ovat yhä edel-leen tärkeä osa 3D-objektin ulkoasua, mutta ne ovat alati liikehdinnässä. Tämän takia tässä
lu-vussa käsitellään partikkeliefektejä, joilla voidaan täydentää objektin ulkoasua. Luku antaa partik-keliefekteistä selkeän kuvan, mitä ne ovat ja kuinka niitä tehdään Unreal Engine 4:ssä.
Kuten Franson sanoo, yhä useammin näkee, miten animoidut tekstuurit korvataan partikkeliefek-teillä. Partikkelit tosin vievät enemmän tehoja kuin animoidut tekstuurit, mistä syystä animoidut tekstuurit eivät ole aivan heti katoamassa tyystin. (Franson 2004, 8.)
Partikkeliefektit ovat liikkuvaa grafiikkaa, joka elävöittää tehokkaasti pelimaailmaa. Ne voivat olla helposti huomaamattomia atmosfäärin tehostajia tai niin sanottuja ”show stoppereita”, jotka pysäyt-tävät pelaajan täydelliseen ihastukseen. Partikkeliefektit reagoivat pelimaailman fysiikkaan ja se tekee niistä virtuaalisen maailman täydellisiä elävöittäjiä. Partikkelisysteemit koostuvat useimmiten kaksiulotteisista sprite grafiikasta. Nämä efektit voivat myös sisältää kolmiulotteista grafiikkaa. Par-tikkeliefektejä voi olla vaikka minkälaisia. Ne voivat olla itseään toistavia, jolloin efekti ei lopu kos-kaan tai ennen kuin jokin ehto on toteutunut. Tällaisia efektejä ovat tyypillisesti kipinäsuihku tai soihdun lepattava tuli. Toiset efektit voivat olla hyvinkin lyhyt kestoisia ja tapahtuvat vain kerran tai tiettyjen ehtojen tapahtuessa. Kerran tapahtuvia partikkeliefektejä voisi esimerkiksi olla räjähdys tai tähtipölyn kimallus.
Unreal Engine 4:ssä partikkelisysteemin luominen ja editointi on intuitiivista. Ensiksi tarvitsee vain luoda uusi particle system. Kaksoisklikkauksella saa auki pienen ikkunan, jossa voi aloittaa partik-kelisysteemin muokkaamisen. Kuvassa 14 näkyy miltä Particle System Editor näyttää Unreal En-gine 4:ssä. Systeemin muokkaaminen tapahtuu visuaalisilla kaavioilla ja valitsemalla eri materiaa-leja efektille. Kuvassa 15 näkyy miltä visuaalinen kavio näyttää, kun partikkeliefektiä muokataan.
Visuaalisien kaavioitten lisäksi partikkelisysteemiä voi muokata vaihtamalla eri tekstikenttiin nu-meerisia arvoja.
Partikkeliefektit ovat tärkeä osa pelin elävöittämistä. Niitä voi tehdä Unreal Engine 4:ssä käyttä-mällä Particle System Editoria, jossa muutokset näkyvät heti arvoja muuttamalla. Tämä on miele-käs tapa luoda ja muokata partikkeliefektejä.
KUVA 14. Unreal Engine 4:n partikkeliefektin muokkaus näkymä. Näkymässä on oletus tuliefekti.
KUVA 15. Unreal Engine 4:n Particle Editor -ikkuna, jossa näkyy purppura partikkeliefekti. Keltai-sella rajattu laatikko on kaavioiden muokkaus näkymä.
6 YHTEENVETO
Laadukas teksturointi on siis teknisesti ja visuaalisesti hyvin toteutettu 3D-objektin pintamateriaali.
Sen värit ovat tärkeässä osassa pelin ulkonäön luomisessa. Laatu tulee siitä, että kokonaisuus on koherentti ja se auttaa pelaajaa uppoutumaan pelaamiskokemukseen eikä pilaa sitä. Teksturointi-tyylin on pelattava pelin Teksturointi-tyylin kanssa yhteen ja se ei kuluta liikaa tehoja.
Tekstuuri koostuu siis erilaisista mapeista: diffuse, bump, specular ja normal mapeista. Näillä jo-kaisella on oma osuutensa materiaalin määrittämiseksi, miten objekti renderöidään 3D-mallinnus-ohjelmassa ja pelimoottorissa. Purkamalla 3D-objekti hyvin harkitusti UV layoutiksi se saadaan kauniisti teksturoitua ilman, että rumat saumat jäävät näkyville. Tämä on myös merkittävä osa sitä, mistä tekstuurin laatu koostuu. Teksturointiin liittyy haasteita, kuten saumojen yhteen sovitta-minen. Tämän työprosessin helpottamiseksi on olemassa erilaisia apuohjelmia. Monimateriaa-liobjekti ei myöskään ole ongelma, kun sen purkaa UV layoutissa siten, että eri materiaalit ovat omia UV-saarekkeita UV mapissa. Tämä on mielekäs tapa tuottaa laadukasta teksturointia 3D-mallinnusohjelmassa.
Opinnäytetyö käsitteli partikkeliefektejä, jotka ovat matkivampi vaihtoehto animoidulle tekstuurille.
Siinä missä ennen animoitiin savua ja liekkiä, niitä tehdään yhä enemmän partikkeliefektillä. Par-tikkeliefekti luvussa käytiin läpi, mitä nämä efektit ovat ja miten niitä tehdään.
Opinnäytetyössä on käsitelty läpi teksturoinnin perusteet Blenderissä ja Unreal Engine 4:ssä. Mo-lemmat on tehty helppokäyttöiseksi ja koska moMo-lemmat ovat ilmaisia, ne ovat myös kaikille saata-villa. Koska etenkin Unreal Engine 4 on tehty pääosin visuaaliseksi ja intuitiiviseksi käyttää, on sille paljon kysyntää. Jotkut pelinkehittäjät ovat jopa tuottaneet kokonaisen pelin Unreal Engine 4:llä ilman minkäänlaista koodaamistaitoa, niin visuaaliseksi pelimoottorin käyttö on tehty. Ei siis mikään ihme, että indie-pelinkehittäjät suosivat molempia pelinkehityksessä.
Loppujen lopuksi laadukas tekstuuri on 3D-objektin kaunis pinta, joka on viimeinen silaus pelin henkiin puhaltamiseksi. Tekstuurin laatu on se, joka luo mieleen painuvan atmosfäärin ja mahdol-listaa unohtumattoman kokemuksen kolmiulotteisessa virtuaalimaailmassa.
LÄHTEET
Blender. 2018. Blender 2.79 Manual.
https://www.blender.org/manual/render/cycles/nodes/introduction.html.
Franson, D. 2004. The Dark Side of Game Texturing. Boston: Premier Press.
Kiiski, E. 2018. Game Artist. Sähköpostihaastattelu 1.12.2018. Tekijänhallussa.
Satheesh, PV. 2016. Unreal Engine 4 Game Development Essentials, Birmingham: Packt Publish-ing.
Summer, D. 2004. Texturing: Concepts and Techniques: Charles River Media.
Talouselämä. 18.4.2017. Talouselämä, Uutiset, Peliala.
https://www.talouselama.fi/uutiset/suomen-pelialan-kasvu-jatkui-hidastumisesta-huolimatta-talle-vuodelle-odotetaan-280ta-uutta-tyopaikkaa/e89066ce-27a4-31ac-bc1c-a261a9860730
Unreal Engine 4. 2018. Unreal Engine 4 Commercial Game Deployment Guidelines https://www.unrealengine.com/en-US/release
Zeman, N. 2015. Essentials Skills of 3D Modeling, Rendering, and Animation. London New York:
CRC Press.
KIISKI M. SÄHKÖPOSTIHAASTATTELU LIITE 1
Kerrotko lyhyesti mikä on sinun ammattinimikkeesi ja mikä on sinun 3D osaamisesi: mallin-taminen ja teksturointi.
”Ammattinimikkeeni on Game Artist ja olen generalisti, eli teen grafiikkaa laidasta laitaan. Osaami-seeni kuuluu kaikenlaista sekä 2D:n että 3D:n puolelta. Koko urani ajan olen työskennellyt mobiili-pelien parissa, tuottaen niihin muun muassa pelin sisäistä grafiikkaa (in-game, 2D & 3D), käyttöliit-tymän ulkoasua sekä toiminnallisuutta (UI & UX), animaatioita (2D & 3D) ja visuaalisia efektejä (VFX, partikkeliefektit).
Käytän työssäni mallintamiseen Autodesk Mayaa sekä teksturoimiseen Adobe Photoshopia.
Osaan myös mallintaa high poly -objekteja Mayan puolella sekä tiedän sculptauksen perusteet, mutta näitä tulee tehtyä harvemmin. Olen myös testaillut teksturoimiseen tarkoitettuja ohjelmia ku-ten Substance Painteria, mutta ne eivät ole istuneet omaan workflow’hun ainakaan toistaiseksi.”
Mikä tekee mielestäsi tekstuurista laadukkaan?
”Laadukas tekstuuri on mielestäni ensinnäkin pelin tyyliin istuva, eikä pistä silmään muiden teks-tuurien joukossa. Siinä on mietittynä värien valuet ja harmonia, ja se toimii kokonaisuutena. Hy-vässä tekstuurissa on mietitty loppuun UV-mappien sijainti ja texel-tarkkuus, jottei ainakaan yhden objektin tekstuurissa olisi suuria heittelyitä tarkkuuksien välillä. Ellei se sitten ole tarkoituksellista, esimerkiksi jos halutaan hahmon silmien olevan tarkemmat kuin muut osat kasvoista.
Laadukkaassa tekstuurissa on myös voitu yhdistellä useamman objektin tekstuuri, jottei pelin esi-merkiksi yhteen tiettyyn sceneen tarvitsisi ladata kovin montaa tekstuuria kerrallaan.”
Mitkä ovat epätoivottuja teksturointituloksia ja kuinka niiltä vältytään?
”Nopeiten silmäänpistäviä ongelmia teksturoinnin suhteen ovat seamit eli saumat, joita väkisin syn-tyy UV-mappauksen yhteydessä, kun objektin UV pilkotaan sopiviin paloihin. Tältä ongelmalta ei voi valitettavasti välttyä, mutta saumojen paikat voi valita niin, etteivät ne saman tien osu pelaajan
silmään. Esimerkiksi pelihahmon kasvot voidaan UV-mapata niin, että sauma osuu hahmon hius-rajaan, jonka päälle voi asettaa hahmon hiukset.
Suuria alueita mallinnettaessa (esimerkiksi ruoho- tai hiekkakentät) tulee teksturoinnissa ottaa huo-mioon toistuvien tekstuurien saumattomuus (seamless texture). Jos tekstuuria toistetaan saman 3D-objektin pinnalla useasti, se saattaa alkaa nopeasti näyttää koostuvan neliön muotoisista teks-tuuripaloista. Tätä voi välttää koittamalla tehdä tekstuurista mahdollisimman tasaisen ilman suuria silmiin pistäviä yksityiskohtia, jotka toistuessaan paljastavat heti, että isolla alueella on käytetty vain yhtä tekstuuria. Esimerkiksi ruohoalueella voi käyttää tällaisen tekstuurin päällä toistuvuutta rikko-via pieniä objekteja kuten kiviä, alpha planeista tehtyjä ruohotukkoja tai pensaita.”
Minkälainen vaikutus teksturoinnin laadulla on pelaajan pelikokemukseen?
”3D-pelissä tekstuurit luovat ympäristön, missä pelaaja hahmoaan liikuttaa. Jos tekstuurit on maa-lattu huonosti tai ne eivät noudata samaa tyyliä pelin sisällä, se rikkoo immersion hyvin nopeasti.
Immersiota haittaa myös silmiinpistävä pikselöitynyt tai blurraantunut tekstuuri.”
Minkälaisia haasteita sinulla on tullut vastaan peliobjektien teksturoinnissa tai UV-mappaa-misessa?
”Tekstuurin maalaamisessa Photoshopissa tulee usein ongelmia saumojen kanssa. Esimerkiksi liukuvärien (gradient) käyttö on välillä haastavaa, kun sen tulee jatkua samanlaisena myös toisella puolella UV:ta, eikä molempia puolia ole aina helppo saada osumaan kohdilleen. Sama pätee myös jatkumaan tarkoitettujen yksityiskohtien toistamisessa UV:n toiselle puolelle. Esimerkiksi puun tekstuuria maalatessa olisi suotavaa, että oksasta alkanut kaarnan uurre jatkuisi samasta kohtaa puun runkoon, vaikka välissä olisi sauma. Muun muassa tästä syystä teksturointiohjelmat kuten Substance Painter, ovat jumalan lahja 3D-mallintajalle. Niissä voi maalata suoraan mallin päälle, jolloin ei tarvitse välittää saumoista.
Olen työssäni joutunut paljon muokkaamaan valmiita 3D-objekteja, joita on esimerkiksi tilattu muu-alta tai ostettu Unityn Asset Storesta. Kun tarpeettomia edge loopeja poistelee valmiista mallista, UV-map saattaa vääntäytyä ihan kummalliseksi ja sen takia tekstuuri voi näyttää venyneeltä ja
mutta välillä ehdottoman tarpeellista, kun objektien polygon-määriä on pakko optimoida alkuperäi-sestä.”
Kerro workflow’stasi, kun UV-mappaat ja teksturoit monitekstuurista objektia (esim. puulaa-tikko rautareunoilla).
”Ensiksi varmistan, että minulla on hyvä kuvallinen suunnitelma (concept art), oli kyseessä sitten pelkkä laatikko tai monimutkainen hahmo. Siitä näen väriharmonian ja värikylläisyyden (value) toi-mivuuden ja saan nopeasti napattua värit lopulliseen tekstuuriin.
Esimerkiksi mainitun puisen laatikon tapauksessa UV-mappaisin tekstuurien eri osat erilleen. Eli metalliset ja puiset osat saisivat omat UV-shellinsä omien materiaaliensa mukaisesti. Niin helpotan teksturointityötä ja saumat jäisivät kätevästi eri materiaalien väleihin, jolloin ne eivät pistäisi sieltä ikävästi silmään. Kun olen testannut checker-tekstuurilla (testaukseen tarkoitettu tekstuuri, jossa on shakkilaudan tapaista neliökuviota), että UV näyttää tasaisen hyvältä, otan siitä UV Snapshotin ja vien kuvan Photoshopiin. Sitten maalaan tekstuuriin ensiksi pohjavärit ja testailen miltä se näyt-tää mallin päällä Mayassa. Lisäilen varjot ja valot ja muut tasaiset värialueet ennen yksityiskohtien maalaamiseen menemistä. Lopulta maalaan yksityiskohdat ja säädän värien arvot kohdilleen.”
Kiiski E. Sähköpostihaastattelu 1.12.2018