3D-hahmomallin valmistus ja prosessin dokumentointi ohjekirjaksi

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli valmistaa toimiva 3D-hahmo videopeliprojektiin Rusto Games Oy:lle ja luoda ohjekirja hahmoon pohjautuen. Hahmon valmistuksen aikana kirjattiin ylös kaikki vaiheet, joita hahmon valmistukseen kuuluu, ja tämän pohjalta luotiin ohjekirja yrityksen käyttöön. Ohjekirjan tarkoituksena oli koota yrityksen olemassa oleva tieto ja hahmonluonnin aikana tehty dokumentointi yhdeksi kokonaisuudeksi, jota Rusto Games voi käyttää uusien hahmojen luomisessa ja toteutuksessa.

Hahmon luonnosta ohjaa idea ja siihen vaikuttavat ulkoiset ja sisäiset tekijät. Hahmon idean kehityttyä tarpeeksi pitkälle piirretään hahmosta konseptikuva. Konseptikuva pohjautuu tunnistettavaan siluettiin, joka sisältää mielenkiintoisia yksityiskohtia ja toimivan väripaletin. Konseptikuva sisältää kaiken tarvittavan visuaalisen avun, jotta 2D-konseptikuvan pohjalta voidaan luoda 3D-malli.

3D-hahmon luominen alkaa yksinkertaisen blockout-mallin luomisella ja muokkaamalla kappaletta virtuaali avaruudessa voidaan luoda lopullinen pelivalmismalli. 3D-mallin valmistuttua luodaan mallille virtuaaliluuranko eli rigi, joka seuraa humanoidihahmolle tyypillistä luuston käyttäytymistä, jotta hahmo voitaisiin animoida. Rigin liittäminen 3D-malliin tapahtuu painomaalauksen aikana, jolloin jokaiselle mallin yksittäiselle pisteelle annetaan painoarvo, joka määrittää kuinka tarkasti 3D-malli seuraa virtuaaliluuston liikettä. Jotta 3D-mallin pinnalle voidaan lisätä värejä ja materiaali, täytyy 3D-malli UV-kartoittaa. UV-kartoituksen aikana 3D-mallin pinnalle määritellään saumoja ja malli avataan näitä saumoja pitkin ja levitetään 2D-kuvaksi. UV-kartoitettu malli voidaan tämän jälkeen teksturoida eli teksturoinnissa luodaan tekstuurikarttoja, jotka vaikuttavat mallin pinnan materiaaliin ja käyttäytymiseen valaistuksen kanssa. Valmis tekstuurikartta voidaan kääriä mallin pinnalle seuraten UV-kartoituksen yhteydessä tehtyä 2D-kuvaa. Mixamo-sovelluksen avulla voidaan rigattu ja painomaalattu hahmo animoida käyttäen apuna Mixamon automaattista animointiprosessia. Animaatiovalmis hahmo tuodaan sovellukseen ja sovelluksen sisällä voidaan testata erityyppisiä animaatioita 3D-malliin ja muokata näitä animaatioita tarvittaessa.

Hahmonluontiin pohjautuvan ohjekirjan rakenteen tulisi olla selkeästi luettava ja looginen. Ohjekirjan rakenteen tulisi säilyä samanlaisena läpi kirjan, jotta lukijan olisi helpointa seurata annettuja ohjeita alusta loppuun. Ohjekirjan sisällön oikeanlainen tiedonvälitys on tärkeää. Tieto tulisi kohdistaa suoraan lukijalle ja tarkkaan rajattu aihealue takaa sen, että erehdyksille ei jäisi mahdollisuutta. Kuvien käytöllä voidaan esittää tieto mitä pelkästään tekstillä kerrottuna olisi vaikea seurata.

Työn käytännön osuuden aikana valmistettiin animoitu ja teksturoitu 3D-hahmomalli seuraten teoriaosuudessa läpikäytyjä keinoja ja sovellettiin niitä tarpeen mukaan. Hahmosta keksittiin idea ja sen pohjalta luotiin 2D-kuva visualisoimaan hahmon ulkonäköä. 2D-kuvan pohjalta luotiin rigattu ja teksturoitu 3D-malli. Käytännön osuudessa valmistettiin myös ohjekirja, joka pohjautuu hahmonluonnin aikana kirjoitettuun dokumentointiin ja muistiinpanoihin sekä yrityksen olemassa olevaan tietoon.

The objective of this thesis was to create a 3D character for a video game project and to create a guidebook based on it for a video game company called Rusto Games. During character creation, information was logged about each step of the process and the guidebook was formed based on that. The purpose of the guidebook was to gather the pre-existing knowledge of the company and the information gathered during character creation in to one place. This will help Rusto Games create and produce new characters for their video game project.

At first, this thesis goes through factors that affect the character creation and opens them up for a closer inspection. The idea of the character guides the concept’s outcome and the character’s external and internal factors affect the idea. When the idea has evolved enough, the creation of the concept image starts. The basis for a working concept image is a recognizable silhouette, interesting details, and a working color palette. Concept image should have all the visual aid for making a 3D model based on a 2D image.

3D character modeling starts by making a blockout model that is then manipulated in 3D space to form the final character model. When the 3D model is ready, the rigging process starts, where a virtual skeleton or a rig is created, and the rig is used for mimicking how a real humanoid skeleton behaves while animated. To make the 3D model and rig move together a weight paint is created. Weight painting dictates how much influence the rig has on to the 3D model and how accurately the model follows the movement of the rig. To add color and material to the surface of a 3D model a UV mapping must be made. In the process of UV mapping seams are created on the 3D models’ surface and the model is then unwrapped along those seams on to a 2D image plane. 3D model is then ready to receive texture maps. Texture maps can affect the appearance of the surface of 3D model. Texture maps can affect the material of the surface and how lights and lighting behave on the model’s surface. When texture maps are ready, they can be wrapped on to the 3D models surface by following the guides created form UV mapping. Mixamo software is used for applying and testing the character animations on to a rigged and weight painted model. The animations can be modified to fit the character better.

The character creation guidebook’s structure should be easy to read and logical. The structure of the guidebook should be maintained the same throughout the book so that the reader could follow the given instructions without any problem. The right way to relay the content is the key. The information should be directed straight to the reader and to keep the content precise ensures that there should be no room for user error. Images can be used to relay hard to follow information better than by only using text.

A fully textured and animated 3D character was made during the practical part of the thesis using the theoretical basis and applying it in the process. The idea of the character was created, and based on that, 2D image was made to visualize the desired outlook of the character. Based on the 2D image came the 3D model which was rigged and textured. The guidebook was also made during the practical part of the thesis. The guidebook is based on documentation and notes written during character creation and the pre-existing knowledge that the company has.