Procedural 3D art in game development

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia proseduraalisten 3D-grafiikoiden generoimista osana videopelin kehitystä. Työssä esitellään proseduraalista generointia videopeleissä yleisesti, sen etuja ja käyttökohteita. Lisäksi havainnollistetaan, kuinka proseduraalisia grafiikoita voidaan luoda Blenderissä ja kuinka näitä grafiikoita voidaan viedä pelimoottoreihin, kuten Unityyn ja Unreal Engineen.

Osana opinnäytetyötä Blenderissä luotiin proseduraalinen generaattori, jolla voidaan generoida lähes loputtomasti erilaisia 3D-malleja havupuista. Proseduraalinen 3D-malli luotiin Blenderin Geometry Nodes- työkalulla ja proseduraaliset tekstuurit taas Blenderin Material Nodes- työkalulla.

Puugeneraattori vietiin pelimoottoreihin käyttäen ensin perinteisiä tekniikoita. Sen jälkeen testattiin neljää ilmaista lisäosaa, joiden avulla generaattori oli tarkoitus viedä pelimoottoreihin niin, että sen proseduraalisuus säilyy. Testatut lisäosat olivat MeshSync ja Blender Nodes Graph Unitylle sekä AlterMesh ja TransMat Unreal Enginelle.

Työssä ilmeni, että Blender on erinomainen työkalu proseduraalisten peliassettien luomiseen, mutta näiden assettien pelimoottoreihin viemisessä olisi vielä parannettavaa. Perinteiset tekniikat osoittautuivat luotettavimmiksi, kun taas netistä löytyvät ilmaiset lisäosat tuottivat vaihtelevia tuloksia. Testatuista lisäosista vain AlterMesh toimi luvatulla tavalla ja mahdollisti proseduraalisen 3D-mallin viemisen Unreal Engineen. Opinnäytetyöprosessi osoitti, että tulevaisuudessa olisi tarpeellista jatkokehittää kyseisiä lisäosia tai kehittää uusia sovelluksia, jotka mahdollistavat proseduraalisten grafiikoiden viemisen Blenderistä pelimoottoreihin.

The purpose of the thesis was to study the creation of procedural 3D models and textures in game development and bringing these assets to game engines. As part of the thesis, a procedural tree generator was created. The tree generator can be used to generate almost infinite variations of a conifer tree.

The tree was modelled procedurally with Blender’s Geometry Nodes tool and the procedural textures were created with Blender’s Material Nodes. The tree was first imported to Unity and Unreal Engine using traditional methods. Four plugins were then tested to bring the tree generator to game engines while preserving its procedural nature. The tested plugins were MeshSync and Blender Nodes Graph to import the assets to Unity and AlterMesh and TransMat to import them to Unreal Engine.

The thesis proves that Blender is an efficient tool to create procedural game assets, but there is still room for improvement when it comes to importing them to game engines. The traditional methods turned out to be still the most reliable, whereas the plugins found online brought varied results. Of all the tested plugins, only AlterMesh worked as promised and allowed procedural models to be imported to Unreal Engine. The thesis shows that the plugins require further development in the future or other software should be developed to allow importing procedural assets from Blender to game engines.