Что такое сел-шейдинг, или 15 советов по созданию 3D-персонажей в стиле ретроаниме

Сел-шейдинг — популярное направление в 3D-графике. Впрочем, несмотря на внешнюю простоту, создание персонажей в этой стилизации требует соблюдения определённых условий. Особенно если 3D-художник хочет передать в дизайне атмосферу аниме 1980–1990-х годов.

В ноябрьском номере журнала 3D World вышла статья от Джона Деригги — художника по ключевым персонажам из студии Heart Machine. В ней специалист дал 15 полезных рекомендаций по созданию моделей в стилистике сел-шейдинг на примере образов из грядущей игры Hyper Light Breaker. Это приключенческий рогалик, события которого разворачиваются в той же вселенной, что и действие игр Hyper Light Drifter и Solar Ash. Делимся тезисами Джона Деригги в этой статье.

Джон Деригги работает в сфере цифрового искусства с начала 2000-х годов. Он начинал свою карьеру как 2D-художник и аниматор, позже перешёл в сферу 3D-графики. Будучи 3D-художником, Джон успел опробовать разные стили и поэкспериментировать с созданием реалистичных и мультяшных образов, но вскоре понял, что последние ему ближе, и посвятил созданию стилизованных героев как минимум последние десять лет.

Создавал персонажей для игры Knockout City, а также для интерактивных проектов, основанных на вселенной «Звёздных войн» и франшизах Disney и Marvel. В настоящий момент работает 3D-художником в американской инди-студии Heart Machine. В его обязанности входит создание ключевых персонажей, в частности — героев Hyper Light Breaker.

Что такое сел-шейдинг

В контексте 3D-графики сел-шейдинг (его также называют тун-шейдинг) — это особый вид не фотореалистичного рендеринга в 3D-графике, стилизованного под 2D-анимацию. Он узнаваем благодаря своим характерным особенностям:

• Наличие жирного контура. Края модели выделены чёткими линиями тёмного или чёрного цвета. Эффект создаётся либо с помощью специальных шейдеров, либо модификаторами.
• Упрощённая светотень. Плавный переход от светлых участков к тёмным отсутствует, и тени визуализируются сплошным пятном.
• Плоское затенение. В отличие от реалистичного рендеринга, в сел-шейдинге отсутствуют плавные переходы между цветами — впрочем, и сама цветовая гамма сильно ограничена. В результате модель словно поделена на отдельные цветовые блоки.
• Минималистичное текстурирование. Допускается прорисовка мелких деталей (швы, узоры и так далее), но важно с ней не переборщить, иначе ощущение плоской картинки сойдёт на нет.

В дизайне персонажей Hyper Light Breaker улавливается дух западной и восточной анимации 1980-х и 1990-х годов — «Евангелиона», «Властелинов вселенной», анимационных фильмов студии Ghibli и многих других работ. И свод рекомендаций Джона Деригги поможет художникам создать убедительный образ персонажа в стиле аниме, с минимальным количеством деталей.

Обозначьте пропорции для будущего «дефиле»

Если вы когда-нибудь смотрели модные показы, то наверняка обращали внимание на моделей. Как правило, большинство из них высокие, подтянутые и умеют элегантно ходить по подиуму. Особенности телосложения, в том числе наличие длинных ног, позволяют моделям наиболее выигрышно продемонстрировать модную коллекцию зрителям, фокусируя их внимание на дизайне одежды. И эти идеализированные пропорции не чужды многим героям Hyper Light Breaker.

У некоторых играбельных персонажей, боссов и NPC рост составляет 8,5 головы. При этом сама голова немного уменьшена, а конечности удлинены, что вызывает ассоциации с модельными пропорциями.

Что касается мускулатуры, то она зависит от типа телосложения, а в Hyper Light Breaker каждый персонаж по-своему уникален.

Наделите силуэт особенными чертами

Считываемость образа на расстоянии особенно важна в контексте игр с энергичным геймплеем и множеством действующих лиц в кадре. В случае с сел-шейдингом в этом плане очень помогает силуэт. По крупным резким чертам игрок может сразу распознать различные архетипы персонажей, будь то изящная героиня, крадущийся исхудавший волк или массивный антропоморфный тануки с пушистым хвостом.

Сформируйте угловатую, но в то же время привлекательную анатомию

В анатомии персонажей Hyper Light Breaker улавливаются не только отсылки к подиумным моделям, но и характерные жёсткие очертания, сформированные угловатостями и более ровными переходами от костей к мышцам. Места на сгибах, где обычно выпирают кости, — локти, колени, костяшки пальцев, подбородок, лодыжки и плечи — можно слегка увеличить и заострить, тем самым улучшив считываемость силуэта на дальнем расстоянии.

В качестве контраста этим угловатостям можно противопоставить более плавные переходы, соединяющие мышцы с костями. Например, мышца предплечья проходит через локтевой сустав и переходит в плечевую кость. Линии более крупных мышц (дельтовидная, икроножная и бицепс) также могут плавно переходить в более заострённые формы силуэта.

Придайте причёске более грубую форму

С одной стороны может показаться, что грубые очертания неестественны для волос, но углы и прямые линии создают эффектные формы в сочетании с изгибами. И подобный контраст вполне свойственен персонажам в стиле аниме.

По аналогии с анатомией элементы причёски также можно разложить на основные элементы. Для этого необходимо определить ключевые формы, образующие полигональную сетку волос. Здесь важно понять общее направление причёски и разобраться, можно ли в ней распознать элементы, характеризующие героя. Сделайте отдельные пряди более угловатыми, чтобы они гармонично сочетались с ключевыми формами общего силуэта персонажа в трёхмерной перспективе. В случае длинных волос изгибы причёски можно заострить. На концах геометрия прядей также сохраняет остроту, но при этом остаётся простой.

Не забывайте об угловатых формах одежды и аксессуаров

В восточной и западной культуре научная фантастика с элементами фэнтези сливается с современностью. В дизайне костюмов героев Hyper Light Breaker улавливаются тренды многослойности из мира высокой моды: объёмные плечи, наколенники, плащи с капюшонами и шарфами, высокие воротники, а также юбки и брюки в самурайском стиле. Формы костюмов и доспехов персонажей на 75% состоят из жёстких углов и прямых линий.

Чтобы создать подобный образ, необходимо определить ключевые очертания снаряжения и подчеркнуть их острыми углами, игнорируя при этом большую часть мелких складок. Для порванных сегментов одежды или брони подойдут крупные формы, образующие острые и прямые углы. Такой подход помогает передать упрощённый дизайн аниме-персонажей.

Дьявол кроется не только в деталях

Высокая детализация текстур характерна для многих современных игр. Например, в условном шутере с фотореалистичной графикой на военной униформе персонажей можно разглядеть плетение ткани, заклёпки, пуговицы, а также небольшие потёртости и грязь.

Но в сел-шейдинге, как и в 2D-анимации, визуальная составляющая устроена с точностью до наоборот. Деталей значительно меньше, а те, что остались, сильно упрощены. На первый план выходят сюжет, эмоции, настроение сцены или само действие. Дизайн Hyper Light Breaker придерживается аналогичного подхода с минимальной детализацией. Её можно сохранить лишь для расстановки акцентов: швы, обшивки, окантовки… Иными словами, для выделения ключевых элементов образа подойдут простые линии.

Сохраняйте ощущение плоской картинки

Ранее уже упоминалось, что визуальное оформление Hyper Light Breaker создано в духе анимационных фильмов прошлой эпохи, и сел-шейдинг выгодно подчёркивает эту атмосферу. На моделях можно заметить чёткую грань между освещённой и неосвещённой поверхностью, которая имитирует плоское 2D-изображение.

Тем не менее небольшой рельеф у моделей всё же присутствует. Его формируют карты нормалей, запечённые из high-poly-модели высокого разрешения. Примерно так же 2D-аниматор изобразил бы складку одежды, форма которой могла бы меняться в результате движений персонажа или камеры. И этот едва заметный рельеф, подчёркивающий объём, видно даже при плоском затенении.

Раскрасьте контуры

Сел-шейдинг у многих людей ассоциируется с характерными контурами. У персонажей Hyper Light Breaker они тоже присутствуют, но вместо привычной чёрной обводки цвет линий зависит от исходных текстур и освещения сцены. И в данном случае работа с контуром более кропотливая, так как конечный результат определяет шейдинг поверхности и контурное освещение, которое подчёркивает силуэт и формы. О нём — ниже.

Подключите контурное освещение

Контурное освещение часто используют в 2D-арте. Оно эффектно выделяет персонажей на общем фоне и демонстрирует направление света. В случае Hyper Light Breaker подобная подсветка — не совсем реалистичная, и художники используют её, чтобы выделить персонажей в сцене, где уже изначально присутствует определённое освещение. Световые контуры также дополняют сел-шейдинг, очерчивая более чёткие края силуэта.

Если вы планируете добавить подобный эффект, следите за тем, чтобы контурное освещение всегда находилось сбоку — точнее, только с одной стороны персонажа. Такой подход создаёт иллюзию, будто поток света направлен в одну сторону, даже если цвет или интенсивность подсветки не совпадают с общим освещением сцены.

Для каждого времени суток — своя вариация сел-шейдинга

Сама концепция такого подхода достаточно простая. В 2D-арте художники используют более тёмные оттенки одного и того же цвета, чтобы передать тени или ночное время суток, сохраняя при этом все линии, определяющие основные формы персонажа. Но если технические решения игрового движка в отношении такого типа рендеринга находятся на ранней стадии разработки, равно как и инструменты, создающие имитацию освещения, то 3D-персонаж в сел-шейдинге будет казаться плоским в темноте (без линий или теней).

Чтобы решить эту проблему, специалисты Heart Machine имитируют освещение в настройках материалов во время сценариев, когда персонаж находится в тени или в сцене, которая предполагает ночное время суток.

Сохраняйте поверхность матовой или блестящей

В контексте 2D-анимаций идентифицировать материалы на персонажах довольно сложно. Шерсть, хлопок, грязь или кожа представлены плоскими цветами, которые почти не меняются. Такой подход упрощает и ускоряет рисование 2D-анимации. Но иногда металлы или пластик с отражающими свойствами наделяют характерным бликом, чтобы подчеркнуть разницу материалов.

По этому же принципу в Hyper Light Breaker неметаллы и матовые поверхности представлены сплошным цветом. В свою очередь, металлы и другие материалы с отражающими свойствами наделены бликами.

Создайте имитацию акварельной живописи на текстурах

Образу персонажа в сел-шейдинге можно придать более художественный акцент, добавив пятен, имитирующих акварельные штрихи.

Для начала подготовьте основу с плоскими цветами, едва заметным градиентом и минимальным запечённым освещением от high-poly-модели. Таким образом можно выделить края, затемнить полости и создать едва заметный эффект Ambient Occlusion (на коллаже выше — №1).

Затем добавьте немного процедурных пятен, имитирующих мазки кистью (на коллаже выше — №2). Джон использует для этого Substance 3D Painter, но на самом деле подойдёт любое приложение, поддерживающее процедурное текстурирование. Выберите бесшовный шаблон шума, сформируйте узор и наложите на основную текстуру два-три таких слоя в разных вариациях. Как правило, в англоязычных версиях программ опция с выбором вариаций называется Seed.

И наконец, нанесите вручную кистью со свойствами зернистости несколько мазков, чтобы обозначить акценты светотени: следует слегка усилить затемнение внутренних изгибов и немного осветлить выпуклые участки. По итогу с помощью техник, отмеченных в двух последних этапах, получаются текстуры с эффектом акварельной живописи (на коллаже выше — №3).

Добавьте эффекты грязи

Пятна грязи можно использовать в качестве дополнения к уже существующим деталям. Чтобы визуализировать большие загрязнения на одежде — например, комья глины, — добавьте вручную крупные угловатые элементы одним цветом. Такие пятна считываются даже в динамике. В качестве основных зон нанесения выбирайте элементы, расположенные близко к земле, — например, голени. На зоны выше можно добавить брызги — простые крупные пятна шарообразной формы.

Уровень загрязнённости одежды во многом обусловлен историей персонажа и его образом жизни. Это может быть враг, который постоянно находится в разрушающемся мире, или игровой персонаж, прибывший в это недружелюбное место, чтобы устранить угрозу, а затем вернуться на свою базу.

Создайте простое излучение

Светящиеся материалы в Hyper Light Breaker тоже выполнены довольно просто. Если они присутствуют в броне персонажей, за основу маски берётся плотный белый цвет. Форма светящихся элементов обрамляется небольшими переходами по краям, которые можно сделать в приложении для текстурирования. Чем больше область свечения — тем больше длина перехода. Таким образом можно сформировать более размытую грань между зоной излучения и основным материалом брони.

Для некоторых ассетов можно сделать обратную маску, то есть оставить края светящегося участка плотными, но добавить плавный переход к центру. Этот приём помогает слегка оттенить внутриигровой интерьер.

Поддерживайте оружие в «заряженном» состоянии

Продолжая тему излучения, стоит упомянуть об отдельных светящихся объектах, с которыми взаимодействуют персонажи, в частности — о боевом арсенале. Лезвия оружия ближнего боя и стволы пушек подсвечиваются белым светом у основания. В зависимости от длины на оружии может образоваться плавный градиент, но кромка лезвия и дуло всегда излучают свет в бою. За счёт этого оружие выделяется на фоне персонажей, к тому же излучение помогает зрительно рассчитать дистанцию до врага.

* * *

Hyper Light Breaker выйдет в ранний доступ в 2025 году. Но уже по текущим фрагментам геймплея, которые есть в Сети, можно оценить, насколько местный сел-шейдинг передаёт дух анимационных фильмов прошлого. И если вы планируете воссоздать нечто похожее в своём проекте, используя приведённые выше рекомендации, не забывайте о главном правиле этой стилизации — «чем меньше, тем лучше».