Unser Game Charakter ist fertig modelliert - als nächstes wird er für die Texturierung vorbereitet. Die benötigten Schritte verbessern die Performance und erleichtern später auch die Animation der Figur.
Im ersten Teil des Monster Workshops wurde der Charakter dreidimensional mit hohem Detailgrad erstellt. Das freie Skulpturieren des Charaktermodells hat es ermöglicht, den Charakter sehr detailgetreu zu gestalten. Dieser hat dadurch nun allerdings eine sehr feinmaschige und unstrukturierte Oberfläche. Für eine flüssige Performance im Spiel wird jedoch ein weniger komplexes 3D-Modell benötigt, weshalb nun eine Retopologie des Meshs erforderlich ist.
Re-Topologie des Meshs
Kurz gesagt: Eine weniger detaillierte Version des Meshs muss mit der Skulptur als Grundlage nachgebaut werden. Dabei wird die tatsächliche Anatomie des Bewegungsapparats berücksichtigt, um später realistische Bewegungen darstellen zu können. Im Bild zu sehen ist das Low Poly Mesh in Gelb, das High Poly Mesh in Orange darübergelegt.
Erstellen der Normal Map
Um den Detailgrad der Texturierung ohne Performanceverlust hochzuhalten, wird Normalmapping verwendet, eine von Krishnamurthy und Leroy entwickelte Methode aus den späten 90er Jahren (PDF), revolutionär für den Look von Videospielen.
Die detaillierten High-Poly-Informationen werden dafür in eine Textur (die Normal Map) transformiert und dann wiederum auf das Low-Poly-Mesh projiziert wird. Die Normal Map wird in den Beleuchtungsberechnungen verwendet, um die Illusion von Details zu erzeugen. Dieser Ansatz opfert damit Speicher (heutzutage preiswert) für eine wesentlich bessere Laufzeitleistung. So gut wie jedes aktuelle Spiel mit guter Grafik verwendet diese Methode.
Die Normal Maps erkennt man an den typischen Lila-Tönen. Hier eine Zusammenstellung verschiedener Normal Maps - darunter die von einer der Geisterurnen, die einer Gürtelschnalle oder die eines Dämonendolchs. Unten in der Mitte die Normalmap der Adern um das Paktierer-Herz, das im Bild oben als Mesh zu sehen ist.
UV Layout für die korrekte Texturierung
Damit die Normal Map (und später die Textur) an der richtigen Stelle auf die Oberfläche des Meshs projiziert wird, ist ein weiterer Zwischenschritt erforderlich: Das 3D-Modells muss aufgefaltet werden, um eine flache Ebene zu schaffen ("Unwrapping"). Bei einem Würfel ist das einfach – das hat jeder in der Grundschule schon mal gemacht. Für einen humanoiden Körper ist das ganze etwas komplexer.
Hier hilft nun die saubere Topologie, um die richtigen Stellen zum „Aufschneiden“ zu finden. Nachdem die Oberfläche ausgebreitet ist, kann nun festgelegt werden, wie jedes Texel (Texturpixel) auf das Netz abgebildet werden soll, indem die Texturkoordinaten U und V verwenden – daher wird das Ergebnis UV-Layout genannt.
Im folgenden ist das UV-Layout eines menschlichen Charakters zu sehen - links der Kopf, rechts der Körper. Eher unwichtige Stellen werden eher kleiner umgesetzt, wichtige - wie Gesichter - im Vergleich größer.
Fertige Texturierung: Die perfekte Illusion
Nun kann die Normalkarte sowie eine Farbtextur auf das Mesh appliziert werden. Im Render-Modus sieht das Low-Poly-Mesh nun genauso detailliert aus wie das skulpturierte Original - es ist jedoch nur eine Illusion. Nach demselben Prinzip können Reflexionen, Rauheit etc. mit weiteren Texturkarten simuliert werden.
Das 3D-Modells des Charakters ist nun fertig. Im nächsten Artikel wird dann dokumentiert, wie er zum Leben erweckt wird – dafür benötigt er unter anderem ein Skelett.
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