Как 3D-специалисты создают цифровые аватары

Какими бывают цифровые аватары

Цифровой аватар — это 3D-персонаж со своей историей и характером, который упрощает и расширяет коммуникацию с аудиторией. Сейчас аватары можно разделить на две категории:

• стилизованные мультяшные 3D-персонажи — выдуманные герои, например, похожие на персонажей мультфильмов Pixar;
• metahuman-аватары — цифровые копии реальных людей.

И мультяшные, и metahuman-аватары могут вести прямые трансляции или действовать по заранее прописанному сценарию. Второй вариант больше похож на классическую анимацию и используется для создания контента в медиа и социальных сетях. За трансляциями в реальном времени стоят настоящие люди, которые словно надевают личность аватара, становятся его голосом, разумом и задают движения, которые повторяет персонаж.

Софт для создания цифрового аватара — это разнообразные 3D-пакеты. Выбор зависит от множества факторов:

• оборудования;
• количества специалистов, работающих над проектом;
• бюджета проекта;
• компьютерных мощностей в студии.

Персонажа не создает один человек: над этим обычно работает целая команда специалистов. Но процесс создания будет отличаться в зависимости от того, делаем мы мультяшного или реалистичного аватара.

Как сделать мультяшного цифрового аватара

Создать эскиз

Сначала команда обсуждает, как персонаж должен выглядеть и почему. На этом этапе мы рисуем скетч в Photoshop — плоскую 2D-картинку персонажа.

Собрать первую 3D-модель персонажа

В программе Blender мы делаем набросок в 3D, а дальше начинается процесс моделинга. Это похоже на сборку из кубиков конструктора, поэтому у фигуры получаются грубые формы и линии.

После начинается этап скульптурного моделирования, или 3D-скульптинг. Это более сложная проработка фигуры персонажа, для которой обычно используется программа ZBrush. Скульптинг похож на процесс лепки из пластилина, только действие происходит на экране. 

Читайте также:

8 полезных программ для 3D-моделирования

Сделать топологию персонажа

Топология — это поверхность цифрового персонажа, которая состоит из множества точек, соединенных между собой. Они образуют поверхности — полигоны, — в виде треугольников или прямоугольников. Чем больше полигонов будет на определенном участке модели, тем детальнее выполнена проработка.

На этом этапе важно настроить сетку так, чтобы персонаж выглядел хорошо в статике и динамике. Подвижность суставов должна быть не ниже, чем у реального человека.

Сделать скелет персонажа

Скелет цифрового персонажа также называют риг. Чаще всего его созданием занимаются отдельные специалисты — риггеры. Подготовить риг можно в программах Blender и Maya.

Цифровой скелет мало чем отличается от реального. Он состоит из позвоночника, костей, суставов и задает персонажу движения и позы. Но чтобы движения персонажа выглядели корректно и не создавали эффекта «зловещей долины», важно работать не только со скелетом, но и с топологией.

Проработать мимику лица

Выражения лица персонажа при улыбке, удивлении или грусти называют морфами. Мимику можно подготовить еще на этапе цифрового скелета. Этот вариант подойдет для тех, кто будет работать с цифровым аватаром по заранее подготовленному сценарию. 

Для персонажей, которые будут работать в реальном времени, морфы необходимо создавать заранее — в среднем около 60 штук. Важно также протестировать морфы и убедиться, что они работают корректно.

Поработать с текстурами

Кто-то текстурирует персонажа до создания рига, а кто-то — после морфинга. На этом этапе персонаж раскрашивается и дорабатывается до своего итогового идеала. Работать можно, например, в программе Substance Painter.

По итогам шести шагов мы получаем готового персонажа с морфами лица, скелетом и текстурами. Здесь важно снова протестировать аватара, чтобы мимика лица работала корректно, движения соответствовали человеческим и все считывалось в реальном времени. 

В среднем процесс создания персонажа растягивается на три месяца. Им занимается команда специалистов, но иногда все делает один 3D-художник.

Читайте также:

Кто такой 3D Artist и чем он занимается?

После того, как персонаж готов, его можно запускать в производство. Если говорить о работе в режиме реального времени, далее в игру вступает mocap-система (motion capture system). Она позволяет захватывать движения реального человека и передавать их на персонажа.

Кажется, что достаточно надеть специальный mocap-костюм с датчиками, которые будут передавать движения, и персонаж на экране начнет шевелиться. Но даже самый дорогой mocap-костюм сегодня имеет погрешности: в анимации присутствуют вибрация и неточность движений, особенно пальцев. 

За корректной работой персонажа в режиме реального времени следит команда. В этом случае требуется более длительная подготовка и тестирование, потому что после запуска корректировку ошибок сделать уже не получится.  

Продюсер продумывает, в каких ракурсах показывать персонажа — в полный рост или портретно. Технические специалисты очерчивают границы перед сценаристами и режиссерами. Например, персонаж не сможет сделать сальто, даже если человек, одетый в mocap-костюм, выполнит это в реальности. 

Если же персонаж работает не в режиме реального времени, а, например, записывает короткий видеоролик, то после использования mocap-костюма аниматоры идут «чистить» и улучшать анимацию — доводить ее для финального состояния.

Чем metahuman-персонаж отличается от мультяшного 3D-персонажа

MetaHuman — это целая система, которая строится на Unreal Engine. Это мощный игровой движок компании Epic Games, на базе которого создаются большинство реалистичных персонажей современных игр. У MetaHuman-системы уникальный программный код, поэтому простого 3D-персонажа адаптировать под него довольно долго и трудоемко. Но еще сложнее — с нуля сделать реалистичного цифрового человека.

Как сделать metahuman-персонажа и что для этого нужно

Сканирование реального человека

Модель, которая станет цифровым персонажем, приглашается в студию, где ее снимают камеры с разных ракурсов. Во время съемки необходимо получить как можно более точные снимки человека. Модель копирует каждую позу, в которой стоит metahuman-шаблон в программе, но выражение лица должно быть нейтральным.

Поза metahuman-шаблона в программе. Источник

По итогам первого этапа мы собираем 3D-модель персонажа. Она отдаленно похожа на человека, которого мы снимали: цветом волос, глаз и кожи.

Адаптация результатов съемки в MetaHuman

Полученную модель мы встраиваем в систему MetaHuman. Это не графический редактор персонажа, а запрограммированная система, которая позволяет переносить образ реального человека на шаблон цифрового. На данном этапе важно «склеить» образ человека с функционалом программы и проверить корректность работы. 

Все это звучит фантастично и футуристично, но пока не обходится без участия специалистов по графике. Результаты без ручной доработки мало похожи на реального человека.

Доработка деталей

В программах ZBrush или Blender и на базе фотографий мы прорабатываем сходство цифрового и реального человека. Это настоящий художественный процесс — рисование портрета с проработкой мимики и текстур. 

После этого новый портрет внедряем в систему MetaHuman и снова проверяем. Если персонаж работает корректно, он готов к производству контента. Дальше процесс работы похож на создание мультяшного 3D-персонажа: сценарий, mocap-костюм и доработка движений.

Чем еще анимированный персонаж отличается от metahuman

У программы MetaHuman есть одна особенность — для цифрового человека не нужно создавать морфы лица вручную. Их можно заснять, используя iPhone. Для этого нужно:

• иметь iPhone 12 и новее;
• установить программу Live Link Face;
• записать 30-секундный ролик на фронтальную камеру.

Видеозапись загружается в программу MetaHuman, и цифровой человек получает возможность повторять мимику из ролика. Причем лицо, записанное камерой iPhone, работает значительно лучше, чем mocap-костюм.

Кому больше всего подойдет работа с цифровыми аватарами

Работать над созданием аватаров будет интересно художникам с техническим мышлением. Нужно хорошо понимать логику работы с 3D и фундаментальные принципы моделирования.

Недостаточно просто хорошо рисовать и уметь пользоваться инструментами программ по работе с 3D-графикой, но и программистом быть необязательно. Важно читать техническую документацию на английском и искать решения для устранения ошибок при работе с цифровыми аватарами самостоятельно.