ゲームの視覚効果を作成する方法

視覚効果アーティストの主なタスク

視覚効果についてのみ説明する場合、それらはゲームプレイ効果と自然効果（または環境効果）の2つの主なタスクに分けることができます。 それらの分離の原理は、特定のプロジェクトに依存します。 たとえば、Castlevania（hack'n'slashジャンル）のようなゲームでは、視覚効果の90％がキャラクタースキルと魔法で構成されていたため、ゲームプレイに大きく影響しました。 このようなタスクを行うには、ゲームの仕組みを真剣に理解し、設計チームと絶えずコミュニケーションをとる必要があり、常に交渉する必要があります。 たとえば、火炎放射器を使用してみましょう。 ゲームプレイデザイナーは攻撃によるダメージの領域を選択し、デバッグシリンダーの上にエフェクトを作成する必要があります。 徐々に減少する火災は、被害地域に完全に対応するわけではなく、設計者はそれについて不満を言い始めます。 これは、2つの分野間の「競合」の一例です。厳密な規則に従えば、火は火のようには見えないからです。 したがって、代替物を探し、デザイナーに、小さな消火がダメージを与えなかったことにプレイヤーが気付かないことを納得させる必要があります。



他のジャンルの中でも、ゲームプレイ効果は格闘ゲームやRPGでより「重要」です。



他のゲームのジャンル、たとえばシューティングゲーム（特に現実的なゲーム）があります。このゲームでは、自然な効果がゲームプレイのものと同じくらい重要です。 この場合、自然効果を担当するアーティストは実質的に環境アーティストになり、主にこのチームと協力します。 自然効果の例としては、滝、霧、雨などがあります。 Gears of War 4で作成した自然な効果のほとんどは、マルチプレイヤーマップで作業し、ゲームが60 fpsで1080pで動作する必要があるため、パフォーマンスへの効果の影響を処理する必要がありました。

リアルな効果

より強力な技術になると、現実的な視覚効果を作成する際の障壁が少なくなります。 特にカットシーンでは、映画の視覚効果に匹敵する品質を実現します。



部分的には、過去数年間に登場した見事なテクスチャを作成するための大量のソフトウェアが原因です。 クリエイティブツールの簡単なリストを次に示します。

• 火、煙、爆発： ヒュームFX 、 フェニックスFD 、 マヤ流体など
• 流体：Phoenix FD、 RealFlow 、 Blenderなど
• 破壊、固体のシミュレーション：Rayfire、MassFXなど

上記のすべてについて： Houdini 。 SideFXのスタッフは、特に最新リリースを含む素晴らしい製品を開発しており、彼らの素晴らしいソフトウェアをゲーム開発に近づけています。 Houdiniは幅広い機能を備えているため、少なくとも最も現実的なプロジェクトではゲーム業界の標準になりつつあります。 学習曲線を簡素化できる場合、 Allegorithmicパッケージで前に起こったように、プログラムはより多くの人々によって使用されます。



しかし、このソフトウェアはすべて、既製のリソース（テクスチャ、グリッド、アニメーション）の作成に主に焦点を当てており、それをゲームで使用します。 高品質の結果が得られますが、変動の可能性はありません。 爆発の完成したテクスチャは常に同じように見えます。 そして、ここから本当の問題が始まります。この品質をリアルタイムで達成しなければなりません。 徐々に、私たちはこれに来て、企業はリアルタイム技術を改善し、ゲリラの動きベクトルによるフレーム補間（核の解剖学 ）または火災のために実装されたリアルタイムレイマーチングなどのリアルタイム物理学、流体シミュレーション、複雑なシェーダーですでにこれを確認していますUncharted 4の煙（ Siggraph 2015以降のボリュームシェーダー ）。

パーティクルエフェクト

リアルタイムパーティクルエフェクトの動作を理解する良い方法は、ポップコーンマシンの動作を分析することです。

1. まず、必要なポップコーンの量を決める必要があります。 これがspawnrate（作成されるパーティクルの数）になります。
2. コーンカーネルは、粒子が配置されるポイントです。
3. 開いた粒子が粒子をレンダリングします。 グリッド（3D）とスプライト（2つの三角形の従来の平面）のどちらを選択するかを選択できます
4. 穀物を開けた後、ポップコーンが飛び立ち、時間の経過とともに落下します。 これは、初期速度に重力を加えたもの（動力学）を象徴しています。

ポップコーンマシンとリアルタイムのパーティクルエフェクトの違いは、必要な量のポップコーンを手に入れることはできませんが、バター、甘味、塩味などの味のポップコーンとリアルタイムエンジンを選択できることです。妥協する必要があります。 シェーダーが複雑になるほど、画面上に作成できるパーティクルが少なくなり、フレームレートに影響を与えなくなります。

生産

私たち、視覚効果アーティスト、魔術師を検討するのが大好きで、この効果を作成するために使用したすべてのトリックを共有するしかありません。



この効果は、グラフィックステストの結果として作成されました。 テスト要件は次のとおりです。



テストの目標は、AAAレベルの効果を作成する能力を実証することでした。

• キューブを破壊する多層マジック攻撃を作成します。
• 効果は、リード、攻撃、およびその後のキューブの破壊による影響で構成される必要があります。
• すべてのテクスチャは独立して作成する必要があります。
• シングルフレームテクスチャおよび/または最大1つのアニメーションフリップブックを使用します。

これらの制限を考慮して、私が最初に行うことは、参照資料（ビデオ、写真、Pinterestなど）のライブラリーを作成することです。 私より上手に絵を描くアーティストの中には、絵コンテや絵、画家と一緒に仕事をすることを好む人もいますが、私にとっては素材を集めてすべてを精神的に組み合わせるほうがはるかに速いです。



エフェクトの一般的な外観を決定した後、メイン要素を強調表示します。 それが光線です。 Castlevania LoS2でテレポートスモークエフェクトを作成するのに使用したのと同じ手法を使用することにしました。





3ds Max

空間光線

まず、攻撃者から被害者への経路を決定するスパイラルのようなグリッドを1つ作成します。 効果はさまざまな角度から見ることができるので、トレースやビームを使用することを好みません。 グリッドは、60度ずつ回転する3つの平面で構成されます。







テクスチャ/シェーダーがなければ、これは奇妙に見えますが、最終結果は3D光線のように見えます。







次のステップは、ビームのパスを決定するスプラインを作成することです。 このスプラインを使用して、グリッドにワープ修飾子を適用します。







これで静的ビームができました。 表示と非表示は非常に簡単です。シェーダーを使用して、UVテクスチャの垂直スクロールを実行します。 ここでのコツは、Unrealでテクスチャのクランプパラメーターを選択することです。 この場合、UVがスペース0-1の外側にあると、グリッドは透明になります。 それ以外の場合、ビームは繰り返されます。



テクスチャパラメータをTileに変更すると、ここで違いを確認できます。





そして、ここでは、テクスチャに対して、Clampパラメーターが選択されています。





アーク光線：エフェクトの主要な要素があります。 もう少し装飾しましょう。 攻撃者に何らかのリードを持たせたい。 何かがすぐに起こることをプレイヤーに知らせる必要があります。 このため、同じ光線を使用することにしましたが、軌道は異なります。 今回は、200度の円弧を作成し、グリッドに沿ってガイドに沿って変形を適用します。

休憩

シーケンスの次の要素はキューブ爆発です。 3dsmaxでこの問題を解決する方法はいくつかありますが、Rayfireプラグインを選択しました。 エフェクトをアニメーションとしてエクスポートし、後でUnrealで使用します。

非現実的

すべてをまとめるときです。 鉛効果を追加することから始めました。 これを行うために、作成したアークを使用してパーティクルエフェクトを作成しました。 ランダムな360度回転でこれらのグリッドを作成し、UVで移動することにより、シールドに似た粒子で球体を囲む効果を提供します。 グリッドの剛性を取り除くために、ベクターフィールドでGPUパーティクルを追加することにしました。 最初は、これらの要素では、指向性光線を含めるタイミングが明確にわかりませんでした。



私は重要な何かを見逃していることに気付き、これが状態の変化であることが判明しました。 攻撃をオンにするために、私は常に短期的な期待を重視したいと思っています。 それから、グリッドとパーティクルの両方の色をより恐ろしいものに変更することにしました。 オレンジ色を選んだのは、それが火のことを思い出させたからです。赤の色合いは常に危険な何かを示すのに役立ちます。 さらに、エフェクトにパワーを追加するために、オレンジ色の照明を追加しました。これにより、エネルギーを蓄積しているという感覚を伝えることができました。



プリエンプションの効果で完了した後、エネルギーを敵に転送するために進むことができました。 エフェクトを強力にしたかったので、3つのエミッターで構成されるパーティクルエフェクトを作成しました。 それぞれに、前のエミッターに対して60度回転した指向性ビームのコピーがありました。 エミッタの遅延とUVスクロールを調整して、3つすべてが同時に同じ速度で作成されないようにしますが、それらは同じフレームで動作します。 視覚効果アーティストが努力すべきは、そのような微妙さです。 ほとんどの視聴者/プレーヤーはこれらの小さな変更に気付かないでしょうが、遅延/スクロール/サイズの変化を伴ってこの効果を示し、それらがない場合、彼らは違いを見るでしょう。



最後の部分は影響です。 Unrealの最初のステップは、ブループリントでアニメーションを正確な瞬間に実行することです。 次に、破壊用のパーティクルエフェクトを作成しました。 パーティクルエフェクトはさまざまな要素で構成されていました：照明、火花（パフォーマンスを維持するための衝突のないGPU粒子）、雷、破壊後の煙、スクリーンの変形（立方体を0.1秒間圧縮し、爆発に力を加えます）。 この効果の特別な要素は雷でした。 UV Distortionを使用して1つのスプライトテクスチャを作成し、シェーダーを通してアニメーション化しました。









さらに、侵食を追加しました。 これは、フェードアウトだけでなく、パーティクルを効果的に消滅させる非常に便利なシェーダーです。









これで、シーケンスの準備ができました。 もちろん、すべてのパーツを結合した後、スケジュールまたはタイミングの小さな変更が追加されます。

ツール

エフェクトを視覚化するための最も明白な選択肢は、Unreal 4から始めることです。最良の選択肢ではないが、エンジンには大きなコミュニティがあり、その上に何千ものチュートリアル、サンプル、ショップなどを見つけることができます。 ここから始めましょう 。 その後、Youtubeで多くのチュートリアルを見つけることができます。



さらに、Unityがあります。主に独自のエンジンで作業しており、商用エンジンはUnreal 3および4のみだったため、作業する機会がありませんでした。



リソースの作成といえば、視覚効果アーティストに非常に役立つプログラムがいくつかあります。 たとえば、Fume FXは、火、爆発、煙のアニメーションテクスチャの取得に非常に適しています。 開発者に感謝したいのは、この分野で働き始めたときに見つけた最初のプラグインの1つだったからです。 短時間で高品質の結果を得ることができるツールを作成したことに非常に感銘を受けました。





最近、私はBlenderでたくさん働き始めました。 私はそれが無料であり、ライセンスを扱う必要がないので始めましたが、最終的に私はそれが本当に好きでした。 Fume FXと同じように、流体、固体シミュレーション、破壊ツールなどを実現できます。 Gears 4、Red Dead Redemption 2のブラッドテクスチャ、油汚れなど、複数のマルチプレイヤーマップ用の海洋グリッドを作成できました。





Blenderでシミュレートおよびレンダリングされた血液スプレー



ほとんどの場合、3D Studio Maxで作業します。 その中に、低ポリメッシュ、UVスキャン、リギングなどを作成します。 また、Adobe Photoshopを使用して、レンダリングされた画像を変更したり、パーティクルで使用するテキストをゼロから作成したりします。

アニメーション

私の仕事のほとんどは、ゲームプレイ効果を作成することでした。 つまり、ほとんどの場合、彼らは私に固執し、エフェクトの別のレイヤー（血液、魔法、衝突、爆発など）を追加する必要があるアニメーションを提供しました。 ゲームアニメーションまたはカットシーンアニメーションの可能性があります。





アニメーションを使用する場合、視覚効果は通常、シーン内のボーン、ヘルパー、およびオブジェクトに付加されます。 これは、アニメーターと視覚効果アーティストのチームが相互作用する反復プロセスです。 後者は、アニメーションを変更または追加するように要求する場合があります。たとえば、剣のより滑らかなトレースのためにキーフレームを追加する、ヘルパーを回転させて血液の飛散の方向としてヘルパーの回転を使用する、または粒子メッシュのい外観を避けるためにカメラスイッチを変更することができます。





さらに、ゲームエンジンには、アニメーションやエフェクトのダイナミクスを支援する機能があります。 たとえば、私がMercury Steamで働いていたとき、私たちは独自のエンジンを使用し、テクノロジースペシャリストのチームに非常に近かった。 エンジンに新しい機能を追加するように依頼することさえできました。 ボーンにエフェクトをアタッチする新しい方法を追加するように依頼したので、この恩恵を受けました：回転ではなく、その位置を使用してエフェクトをボーンにスナップしたり、ボーンの位置と回転を取得したりするが、常に地球のZ（高さ）キャッスルバニアでの直接的な火災攻撃に便利です）。



私は、プログラマが機能するという確実性がなくても、プログラマが私の要求を満たしたという事実について、私が一番好きだったことを覚えています。 エミッタの寿命後、初期粒子速度を設定する方法を追加するように依頼しました。 したがって、このメソッドをトレースで使用すると、常に接触点に接続された血液スプレーを受け取ることができました。 この余分な層は、私が必要とし、非常に誇りに思っている粘性感を加えました。 実際、すべてのプロジェクト（おそらく、悪魔城ドラキュラに取り組んだ後は血に取りつかれている）に対して、私は常にこの機能の使用を要求しました。 水、油など、他のオブジェクトのモデリングに非常に役立ちます...



プログラマーが私のところに来て、「敵の手からの血でカットシーンでこの効果をどうやって実現したのですか？」と尋ねると、この機能の実装に参加したのは彼であり、結果としてそれが報われたことを思い出さなければなりませんでした

フレームレート

ゲームでリソースを使用する際の視覚効果のアーティストの最も深刻なタスクの1つは最適化です。 私たちにとって最も重要な言葉は「オーバードロー」です。 通常、ゲームエンジンは複数のパス（アルベド、粗さ、金属性など）で最終画像をレンダリングし、粒子が画面上にある各フレームで、レンダリングパイプラインに影響します。 レンダリングのタイプによって、この効果は異なります。 たとえば、画面上に互いに重なり合う2つの半透明の粒子がある場合、重なり合うピクセルをレンダリングするコストは2倍になります。 これは、粒子がフルスクリーンの場合、エンジンがX×1920×1080ピクセル（フルHDの場合）をレンダリングする必要があるため、パフォーマンスにとって特に悪いことです。 再描画の詳細については、こちらをご覧ください。



ほとんどの場合、私たちの要素は最も複雑ではありません：グリッドからの粒子には三角形がほとんどありません、シェーダーはそれほど複雑ではありません（通常）、粒子は文字や環境よりもはるかに「安い」方法で照らされます、いくつかの粒子はまったく照らされません、など しかし、これを念頭に置いても、パーティクルは実行時に非常に高価になる可能性があり、パーティクルのレンダリング方法に依存します。 単純化するために、パーティクルをレンダリングする主な方法は3つあります（Unrealでは、ブレンドモードと呼ばれます）：



不透明：最も安価ですが、グリッドからのパーティクルについて話していない限り、めったに使用されません。 これは、他の粒子と重なる粒子がそれらを切断するため、最も安価な方法です。 したがって、エンジンはピクセルをより簡単に破棄できます。







アルファマスクあり（アルファマスク）：アルファテストとも呼ばれます。 その中に、透明度値0と1があります。したがって、ピクセルは半透明性なしでのみ表示および非表示になります。 これは、少なくともコンソールゲームで透明性を得る最も簡単な方法です。 不透明なピクセルは、上記の不透明な方法と同様に、その下のピクセルを切り取ります。







半透明性：アルファブレンディングとも呼ばれます。 この場合、クリッピングはありません。 これは、パーティクルをレンダリングする最もコストのかかる方法です。 最大のパフォーマンスの問題は、エンジンが通常、Z（Z深度）深度（およびアルファマスクを使用した不透明な深度）を格納しないため、エンジンが半透明ピクセルのレンダリングをソートするのが難しいことです。 だからこそ、ゲーム（霧、ほこり、窓など）でブレーキがかかることがよくあります。







さらに、照明には2つの方法があります。

• 消灯：パーティクルはまったく点灯しません。 すべての照明はテクスチャに焼き付けるか、シェーダーを介して行う必要があります（これはあまり正確な方法ではありません）。
• Illuminated（Lit）：パーティクルは、周囲や小道具と同様の照明を受けます。 この方法は、透明度のない/​​アルファマスクのある粒子では簡単です。Zの深さに関する情報を格納するためです。ただし、デフォルトでは、半透明の粒子はこの情報を格納しないため、エンジンはこれらの粒子が世界のどこにあるかを知りません。 ライトに照らされた粒子を追加すると、各粒子のレンダリングがさらに複雑になります。

半透明の粒子に照明を追加すると、半透明の粒子がZの深度情報を保存できます。これはそれ自体非常に高価ですが、最新のグラフィックスカードはこの方法を慎重に使用してこれを処理できます。



推奨事項：

• テクスチャ空間を賢く使用してください。 可能な場合は、不透明なピクセルをできるだけ境界の近くに配置して、テクスチャ内の透明なピクセルが多すぎることを避けます。
• 可能な限り、アルファマスク粒子を使用します。
• エンジンでサポートされている場合は、クリッピングまたは六角形を使用します。
• 作成されるパーティクルの数（spawnrate）と妥協に注意してください。
• VFX最適化ガイド

例：



Gears of Warマルチプレイヤーマップで作業するときは、パフォーマンスへの作業の影響に特に注意する必要がありました。 私たちの目標は1080p解像度で60 fpsだったため、ゲームプレイが常にスムーズに維持されるように、品質に賢明にアプローチする必要がありました。



芝生のフィールドがあるレベルがあり、プロファイリング段階の後、技術的なアーティストのチームは、芝生がマップの最も高価な要素であると判断しました。 環境芸術家、技術芸術家、視覚効果芸術家の各部門と話し合った後、新しいテクニックを試すことにしました。 私の仕事は、草のスプライトがカメラから遠くなるほど、そこにある透明度の低いピクセルを確実にすることでした。 草の葉で覆われた拡散テクスチャを作成しましたが、不透明度は次のように作成されました。異なるグレー値を持つ草の葉のグループがありました。 同時に、シェーダーはカメラから離れるときにグレーの値を増やし、草の葉が見えるようにしました。 シェーダーはアルファマスクモードで動作するため、これらの草の葉はアルファチャンネル値が1の場合にのみ表示されました。したがって、長距離での再描画サイクルを大幅に節約できました。



プレーヤーの最適化と「欺ception」のもう1つの例は、カメラの近くにあるパーティクルの除去です。 実際、粒子は除去されませんが、圧縮されて見えなくなります。 また、Gears 4で煙粒子、ライトシャフトなどを使用してこのトリックを行いました。 シェーダーでは、カメラから距離X（シェーダーで定義）にあるときにパーティクルを徐々に透明にし、完全に透明になったら頂点をトリミングしました。 最後の段階は、Unrealが完全に透明なテクスチャをレンダリングできないほど賢くなく、再描画に問題があったために実行されました。

ヒント

imbueFXに不慣れな視覚効果アーティストは知りません。 コンテンツが「古くなっている」ことを心配しないでください。これらの人たちが私たちのビデオを助けてくれたことは、私たちにとって非常に貴重です。



この領域に興味があり、3Dエディタの基本的な知識がある場合は、簡単に理解できるさまざまなガイドもあります。 さらに、Unreal Engine 4の公式Webサイトは、学ぶための良い場所です。



パーティクルシステムアンリアル4



数年前、私はFacebookのReal Time VFXというグループに招待されました。 このプラットフォームでどれだけの知識を得ることができるかは疑いませんでした。 最近、誰かが彼女のために別のドメインを作成することを決定し、Facebookで情報を共有していますが、より構造化されたコンテンツを学習できるようになりました。



リアルタイムVFX



業界で最高のビジュアルエフェクトアーティスト、ノーティードッグ、エピック、インフィニティワードなどの人々を見つけることができます。 全員がトリックとヒントを共有しており、いつでも手伝ってくれます。

著者について

私の名前はフランチェスコ・ガルシア・オブレド・オルドニェスです。私は34年前に生まれた街で、バルセロナ王の視覚効果アーティストのトップです。 2005年にバルセロナの小さな会社で3Dアーティストとして業界で働き始めました。 当時、ビデオゲームの作成は今ほど大きなビジネスではなかったため、アーティストはモデリング、UV開発、リギング、テクスチャリング、ライティングなど、さまざまなタスクを処理する必要がありました。





視覚効果アーティストへの私の変革は、2番目の会社、スウェーデンの会社Grinのバルセロナスタジオで始まりました。これはBionic Commandoを作成しました。 私のプロジェクトの1つはWanted：Weapons of Fateでした。 それから初めて、芸術的な仕事から離れて技術的な側面を取り上げました。 環境/小道具アーティストのチームがリソースをエクスポートするのを手伝い、プログラマーと協力して新しい機能（シェーダー、ゲームプレイ、ツールなど）を導入しました。 2011年にMercury Steamに移ったとき、私は公式に視覚効果アーティストになりました。 Castlevania Lords of Shadow 2に取り組み、視覚効果を作成するほぼすべての作業を行いました：ボーナス、魔法、キャラクター効果、ゲームプレイ効果など。 この経験から、私は多くのことを学びました。それにより、視覚効果クリエイターのコミュニティをより深く掘り下げ、用語、プラグイン、ソフトウェアを学び、最も重要なことには、業界の他の視覚効果アーティストと知り合うことができました。





ゲームを終えたとき、私は快適地帯を離れ、別の国の4人の視覚効果アーティストのチームに参加することにしました。 2014年、 Splash Damage （ロンドン）が私を雇い、Gears of War Ultimate Editionの開発に参加しました。 これは、プロジェクトの最初から最後まで商用エンジン（Unreal Engine）を使用した初めての経験であり、視覚効果を作成する方法について異なる視点を与えてくれました。 アンリアルスクリプト、シェーダーの作成などのタスクに携わっていました。 このような重要なゲームに取り組むことは大きな責任でしたが、Gears of War 4を作成した後、Red Dead Redemption 2のような大規模なゲームに取り組むためにロックスターノース（エディンバラ）に移ることに決めたので、価値があると思います。 10〜12人のチーム（特殊効果アーティストとグラフィックス/ゲームプレイプログラマー）。 独自のエンジンで作業を再開し、新しい機能、シェーダーなどを実装することは非常に困難で快適でした。



個人的な理由から、私はキングのバルセロナオフィスに移り、現在、開発中のプロジェクトの視覚効果のスペシャリストとして働いています。 より一般的なプロファイルの従業員は通常この業界で働いているため、モバイルゲームの開発に特化するために努力している会社で、私は新しい地位を占めています。