Which games used pre-rendered sprites?

Donkey Kong Country (1994), Diablo (1996), Fallout, StarCraft and Age of Empires are well-known examples. Dead Cells (2018) rendered 3D animation as pixel-art frames.

Are pre-rendered sprites cheating?

No. It is a production method, like drawing over photo reference. Many artists render a base and finish key frames by hand.

Пре-рендеренные спрайты

Пре-рендеренный спрайт — это 2D-изображение, полученное заранее рендером 3D-модели. Игра рисует картинку, а не модель.

Идущий паук, отрендеренный Pixor

Открывающийся сундук, отрендеренный Pixor

Вращающаяся корона, отрендеренная Pixor

Что это такое

Спрайт — это 2D-изображение, которое игра рисует на экране. Обычно его рисует художник. Пре-рендеренный спрайт вместо этого получается рендером 3D-модели с фиксированной камеры, кадр за кадром, еще до того, как в игру кто-то сыграет. Игра поставляется только с изображениями.

Для персонажа это значит отрендерить каждую анимацию во всех направлениях, которые нужны игре, и упаковать кадры в спрайт-лист.

Немного истории

Donkey Kong Country (1994) — знаменитый ранний пример: Rare рендерила модели на рабочих станциях Silicon Graphics и уменьшала их до спрайтов Super Nintendo. В конце девяностых PC-игры вроде Diablo, Fallout, StarCraft и Age of Empires использовали пре-рендеренных юнитов и персонажей, что сделало практичным множество направлений. Dead Cells (2018) принесла эту идею в пиксель-арт: персонажей анимировали в 3D и рендерили в маленькие пиксельные кадры.

Зачем они нужны играм

Направления. Модель можно повернуть на любой угол. Восемь направлений требуют не больше рисования, чем одно.
Согласованность. Пропорции и объемы остаются одинаковыми на сотнях кадров.
Итерации. Измените цвет или размер и отрендерите заново, вместо того чтобы перерисовывать.
Повторное использование анимации. Один цикл ходьбы можно применить ко многим персонажам с одинаковым ригом.

Частые проблемы

Обычный рендер не похож на пиксель-арт. Типичные проблемы:

мягкие, размытые края от сглаживания,
сотни похожих цветов вместо четких рамп,
плавные градиенты вместо плоских полос света,
одиночные пиксели и шумные детали,
мерцание, когда пиксели и линии меняются каждый кадр, хотя модель почти не движется,
опорная точка, смещающаяся между кадрами, так что спрайт дрожит в игре,
спрайты в разных масштабах, так что пиксели не совпадают (миксели).

Вручную

В обычном 3D-пакете стандартные шаги такие: настроить ортографическую камеру на каждое направление; рендерить в малом размере без сглаживания; свести к палитре; нарисовать или исправить контуры; убрать одиночные пиксели кадр за кадром; упаковать лист. На последние несколько шагов уходит больше всего времени, и именно там решается большая часть облика.

Как это делает Pixor

Pixor создан для этой работы. Он читает файлы glTF и GLB, FBX (включая Mixamo), OBJ и MagicaVoxel. Каждая сторона — это камера, кольцами по 4, 8 или 16 или под любым углом. Он рендерит G-буфер из цвета, нормалей, глубины и id частей, затем затеняет полосами света, устойчивыми к мерцанию, сопоставляет их с рампами со сдвигом оттенка, рисует однопиксельную выборочную обводку и вычищает одиночные пиксели и линии длиной в один кадр. Единый масштаб в пикселях на метр и опорная точка, закрепленная на одном пикселе, сохраняют единообразие всех спрайтов. Он экспортирует листы, файлы Aseprite, Godot SpriteFrames, GIF и APNG.

Результат — чистая, согласованная основа. Большинство художников все равно дорабатывают важные кадры вручную.

Вопросы

В каких играх использовались пре-рендеренные спрайты?

Известные примеры — Donkey Kong Country (1994), Diablo (1996), Fallout, StarCraft и Age of Empires. В Dead Cells (2018) 3D-анимация рендерилась в кадры пиксель-арта.