3D-конвейер Dead Cells шаг за шагом

Конвейер в описании его автора

В январе 2018 Thomas Vasseur, год проработавший единственным художником Dead Cells в Motion Twin, написал для Gamasutra (ныне Game Developer) статью “Art Design Deep Dive: Using a 3D pipeline for 2D animation in Dead Cells”. Шаги были такими:

1. Сначала пиксель-арт-лист модели. Он нарисовал простой 2D-лист персонажа, затем поверх него построил персонажа и его скелет в 3D, в 3ds Max, и экспортировал в FBX.
2. Очень простые модели. Персонаж в игре высотой всего около 50 пикселей, поэтому тратить время на детальную 3D-модель не стоило.
3. Рендер в малом размере, без сглаживания. Собственная программа студии рендерила сетку в очень малом размере без сглаживания, что и даёт пикселизованный вид.
4. Анимация по ключевым кадрам, как в 2D. Атаки делались от позы к позе: сначала ключи расставлялись на как можно меньшем числе кадров, и только потом добавлялись промежуточные кадры до или после ключа, но никогда между ключами.
5. Экспорт каждого кадра с картой нормалей. Каждый кадр сохранялся в PNG вместе с картой нормалей, чтобы игра могла освещать его простым тун-шейдером.

Почему это сработало

В обзоре причины названы прямо. Не нужно было перерисовывать каждый кадр. Одну анимацию можно было использовать для нескольких моделей. Деталь брони добавлялась прикреплением к 3D-модели, а не перерисовкой каждого кадра, где она видна. Старые модели и части использовались заново для новых монстров, и он называет это самым полезным приёмом в процессе, сэкономившим сотни часов.

Главное, повторные дубли стали дешёвыми. Когда гейм-программисты меняли тайминг атаки или замедляли оружие, он сдвигал ключи на таймлайне и рендерил снова. С рисованной анимацией то же изменение означало бы перерисовку, и часто его просто не делали.

То же самое в Pixor

Рендерер Dead Cells был собственным и так и не вышел публично. Pixor — отдельное приложение, которое покрывает те же шаги для любой вашей модели: с ригом из Blender, скачанной с Mixamo или взятой из бесплатной библиотеки.

Камера сбоку. На шаге Сцена нажмите камеру Юг в панели «Структура» и задайте для параметра Игра значение Платформер: вид сбоку, направленный вправо, одна сторона, для левой зеркалится. Увеличьте ширину и высоту до 64 или 96 пикселей для персонажа с оружием; выбрать размер поможет руководство по размерам спрайтов.

Рендер в малом размере, чётко. Pixor рисует каждый кадр на собственной пиксельной сетке спрайта: по умолчанию без сглаженных краёв (--aa 0), с цветами только из рамп палитры, одним масштабом пикселей на метр для всех кадров и пивотом, закреплённым на одном пикселе, так что персонаж не «плавает».

Облик, а не просто маленький рендер. Dead Cells опирался на освещение и тун-шейдер. На шаге Стиль пресет selout даёт полосы света, рампы со сдвигом оттенка и выборочные обводки, причём полосы держатся стабильно от кадра к кадру, поэтому бег не мерцает.

От позы к позе. На шаге Ассет параметр Спрайты узла Оставлено кадров оставляет заданное число умных кадров, выбранных из поз клипа, каждый держится до следующего. Это и есть монтаж от позы к позе: крайние точки размаха остаются, мягкие промежуточные кадры уходят.

Карты нормалей. Добавьте карту нормалей в экспорт (--export normal) или набор света (--export light-kit), который освещает спрайт по его нормалям в Godot, Unity или GameMaker, а каждый освещённый пиксель остаётся на своей цветовой рампе. См. освещение с правильной палитрой.

Броня и оружие. Предмет крепится к кости: меч в руке, шлем на голове (--prop sword.glb:hand.r). Он есть в каждом клипе.

Повторное использование анимаций. Клипы из других файлов с тем же скелетом добавляются через --anim или как файлы с именем model@clip.fbx рядом с моделью. Клипы библиотеки движений — lib:idle, lib:walk, lib:run, lib:attack и остальные — подогнаны под скелет гуманоида, так что у нового персонажа есть бег и атака ещё до того, как вы что-либо анимировали.

Из командной строки

Рыцарь выше, как его сделал бы скрипт сборки:

pxr render knight.glb --preset selout --camera platformer --size 96 \
  --clip lib:run --clip lib:attack --smart-frames 8 --export png,json,normal

А повторный дубль: измените ключи клипа в своём 3D-редакторе или число кадров здесь и запустите ту же строку снова. Каждый кадр получается в том же масштабе и с тем же пивотом, так что новый лист встаёт на место старого. Та же строка для папки с моделями (pxr batch models/ --camera platformer --size 96) даёт целой команде персонажей один облик.

Затем доработка

Кадры Dead Cells дорабатывались в 3D. Если вы хотите поверх добавить детали от руки, Pixor пишет файлы .aseprite с тегом на каждое действие, а повторный рендер сохраняет нарисованные вами слои; см. доработку и повторный рендер. История техники, с 1990-х до наших дней, изложена в пре-рендеренных спрайтах.