🏴󠁧󠁢󠁷󠁬󠁳󠁿 📫 💕 कैसे एक खेल इंजन से पदार्थ पेंटर को एक shader हस्तांतरण करने के लिए 👩🏿‍🎨 🤟🏼 ☝🏿

मेरा नाम तरास उलेस्की है, मैं प्लेजर खार्किव में एक तकनीकी कलाकार हूं। मोबाइल उपकरणों पर हमारे जीवन रक्षा आरपीजी के ग्राफिक्स का अनुकूलन करने के लिए, हमने अपने कस्टम शेड्स का उपयोग किया। वे अद्वितीय बनावट और मानचित्रों का उपयोग करते हैं जो अन्य लोकप्रिय छायांकन विधियों में बनावट और नक्शे के समान नहीं हैं। नतीजतन, यह 3D कलाकारों के लिए पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि खेल में संपत्ति के लिए इन बनावटों को कैसे बनाया जाए। तुरंत यह देखने के लिए कि टेक्सचरिंग चरण में गेम इंजन में 3D मॉडल कैसा दिखेगा, मैंने shader को Substance पेंटर में स्थानांतरित कर दिया। इस समय पदार्थ चित्रकार में व्यावहारिक रूप से कोई एपीआई सामग्री नहीं है, मैंने खुद इस विषय का अध्ययन किया, इसलिए मैंने अपने विचारों को साझा करने का निर्णय लिया।

एकता का शायर

खेल मैट छायांकन का उपयोग करता है। सामान्य रूप से अलग बनावट के अलावा, दो पूर्व-निर्मित मैटकैप बनावट को भी shader में स्थानांतरित किया जाता है। वे क्रमशः दो मास्क का उपयोग करके प्रक्षेपित और धुंधले होते हैं। नतीजतन, Matcap बनावट को फैलाना द्वारा गुणा किया जाता है और नकली चमक और प्रतिबिंब सामग्री पर देखे जा सकते हैं।

नीचे दिए गए उदाहरण से पता चलता है कि मैक्डैप को शेडर ग्राफ में कैसे लागू किया जाता है। इस मामले में, दो मैटकैप बनावट को एक में पैक किया जाता है और चैनलों में विभाजित किया जाता है। अर्थात्, आर और जी चैनलों में क्रमशः धातु और गैर-धातु।

दो Matcaps चेकर द्वारा एक उदाहरण के लिए प्रक्षेपित कर रहे हैं।

परिणाम धातु और गैर-धातु के साथ एक निश्चित सादृश्य है जैसा कि पीबीआर छायांकन में है।

हम सामग्री में खुरदरापन और गंदगी जोड़ना चाहते थे, ताकि पीबीआर छायांकन में किसी प्रकार का खुरदरापन पैदा हो सके। ऐसा करने के लिए, हमने बनावट विधि का उपयोग किया।मिलिंग-मैपिंग । बनावट का एक अनुक्रम अधिकतम 1x1 के संकल्प के साथ तथाकथित एमआईपी पिरामिड बनाता है। उदाहरण के लिए: 1 × 1, 2 × 2, 4 × 4, 8 × 8, 16 × 16, 32 × 32, 64 × 64, 128 × 128। इनमें से प्रत्येक बनावट को एमआईपी स्तर कहा जाता है। मुखौटा के आधार पर पिक्सेल द्वारा शेडर पिक्सेल में स्कफ़्स को लागू करने के लिए, आपको आवश्यक एमआईपी स्तर का चयन करना होगा। यह इस तरह से निकलता है: जहां मास्क पर पिक्सेल काला होता है, अधिकतम MIP स्तर को Matcap पर चुना जाता है, और जहां पिक्सेल का रंग सफ़ेद होता है, MIP स्तर 0. होता है।

परिणामस्वरूप, shader प्रतिबिंब और हाइलाइट्स को अनुकरण करना, हल्का खुरदरापन और स्कफ़्स को जोड़ना संभव बनाता है। और यह सब Cubemap के उपयोग के बिना, जटिल प्रकाश गणना और अन्य तकनीकों के बिना जो मोबाइल उपकरणों के प्रदर्शन को काफी कम कर देता है।

एक shader बनाने के लिए पदार्थ चित्रकार की स्थापना

सबस्ट्रेशन पेंटर में उपलब्ध सभी शेड्स GLSL में लिखे गए हैं।
विशेष रूप से, पदार्थ पेंटर के लिए एक shader लिखने के लिए, मैं मुफ्त VS कोड का उपयोग करता हूं। सिंटैक्स हाइलाइटिंग के लिए, वी.एस. कोड विस्तार के लिए शेडर भाषाओं के समर्थन का उपयोग करना बेहतर है।

पदार्थ चित्रकार में एपीआई के बारे में बहुत कम सामग्री है, इसलिए हेल्प / डॉक्यूमेंटेशन / शेडर एपीआई में पाया जाने वाला मानक प्रलेखन अनमोल है।

दूसरी चीज जो shader को लिखने में मदद करेगी, वह पदार्थ चित्रकार में मानक शेड्स है। उन्हें खोजने के लिए, ... पर जाएं ... / Allegorithmic / SubstancePainter / Resources / शेल्फ / एल्गोरिथम / शेड्स।

आइए, सरलतम अनलिमिटेड शेडर लिखने की कोशिश करें जो बेस रंग दिखाएगा। सबसे पहले, एक्सटेंशन .glsl के साथ एक टेक्स्ट फ़ाइल बनाएं और इस तरह के एक साधारण shader लिखें। शायद, जबकि कुछ भी स्पष्ट नहीं है, मैं आगे पदार्थ चित्रकार में छायाकार की संरचना के बारे में अधिक विस्तार से बताऊंगा।

एक नया प्रोजेक्ट बनाएं और शेलर को अपने शेल पर खींचें। में आयात के लिए अपने संसाधनों को ड्रॉप-डाउन सूची, चयन परियोजना 'PROJECT_NAME' ।

यह आवश्यक है ताकि सभी परिवर्तनों को अपडेट किया जा सके।

अब Window / Views / Shader Settings में जाएं और दिखाई देने वाली विंडो में अपना नया shader चुनें। आप खोज का उपयोग कर सकते हैं।

यदि आप देखते हैं कि पूरा मॉडल सफेद है और आप उस पर बेस रंग आकर्षित कर सकते हैं, तो आपने सब कुछ ठीक किया। अब आप प्रोजेक्ट को सहेज सकते हैं और अगले भाग पर जा सकते हैं।

यदि मॉडल गुलाबी है, तो सबसे अधिक संभावना है कि shader में कोई त्रुटि है - इस बारे में एक सूचना कंसोल में होगी।

पदार्थ चित्रकार में एक shader का निर्माण

एक उदाहरण के रूप में पहले से वर्णित अयोग्य shader का उपयोग करके किसी shader की संरचना पर विचार करें।

शेड विधि, शेडर का मूल भाग है; इसके बिना काम नहीं चलेगा। अंदर वर्णित सभी चीजें एक 3 डी मॉडल पर प्रदर्शित की जा सकती हैं। सभी अंतिम गणना diffuseShadingOutput () फ़ंक्शन के माध्यम से आउटपुट हैं ।

लाइनें 3 और 4 क्रमशः एक पैरामीटर और एक चर बनाते हैं। पैरामीटर बेस रंग चैनल को चर के साथ जोड़ता है जिसमें चित्रित बनावट संग्रहीत किया जाएगा। सभी मापदंडों की मदद से वर्तनी की जाती है , बेस रंग के मामले में सब कुछ उदाहरण के रूप में वर्तनी में होना चाहिए। पंक्ति 8 डी मॉडल के uv- निर्देशांक में बनावट को बाहर करती है। मैं ध्यान देता हूं कि बेस रंग के साथ बनावट के लिए, स्पार्स वर्चुअल टेक्सचर सिस्टम का उपयोग किया जाता है , क्योंकि लाइब्रेरी पहली पंक्ति के साथ जुड़ी हुई हैलिब-sparce.glsl ।

आप मैटकैप के कई कार्यान्वयन पा सकते हैं, लेकिन इसका मुख्य बिंदु यह है कि मॉडल के मानदंडों को कैमरे की ओर निर्देशित किया जाता है और एक्स और वाई अक्षों के साथ बनावट को घुमाया जाता है। कैमरे की ओर सामान्य घूमने के लिए हमें व्यू मैट्रिक्स, या मैट्रिक्स प्रकार की आवश्यकता होती है । आप ऊपर वर्णित प्रमाण पत्र में एक पा सकते हैं ।

तो, ये वही घोषित नाम हैं जो बेस कलर के मामले में हैं। अब हमें 3D मॉडल के मानदंड प्राप्त करने की आवश्यकता है।

वेक्टर के चौथे तत्व के रूप में शून्य की आवश्यकता होती है।

एक सामान्य वेक्टर के साथ एक व्यू मैट्रिक्स को गुणा करने से कैमरे में सामान्य का विस्तार होगा।

मत भूलो कि जब मैट्रिसेस को गुणा करते हैं, तो कारकों का क्रम महत्वपूर्ण होता है। यदि आप गुणन के क्रम को बदलते हैं, तो परिणाम भिन्न होंगे।

अब आप व्यू कॉमन से uv निर्देशांक बना सकते हैं।

यह परिपक्व बनावट को हुक करने का समय है।

इस स्थिति में, पैरामीटर shader इंटरफ़ेस में एक बनावट फ़ील्ड बनाएगा, और यदि प्रोजेक्ट में "Matcap_mip" नाम के साथ एक बनावट है, तो पदार्थ पेंटर स्वचालित रूप से इसे ऊपर खींच लेगा।

आइए देखें क्या हुआ।

यहाँ Matcap की बनावट को नए निर्देशांकों में विस्तारित किया गया है और आउटपुट में बेस कलर के साथ गुणा किया गया है। मैं इस तथ्य पर ध्यान देना चाहता हूं कि बनावट बनावट () फ़ंक्शन , और बेस रंग के माध्यम से - टेक्सचरस्पार () फ़ंक्शन के माध्यम से विस्तारित किया जाता है । इसका कारण यह है कि shader इंटरफ़ेस के माध्यम से निर्दिष्ट बनावट SamplerSparse प्रकार की नहीं हो सकती है ।

परिणाम कुछ इस तरह दिखना चाहिए:

अब एक मास्क मिलाएं जो दो माटप्स को मिलाएगा। सुविधा के लिए, दो मैकटैप एक बनावट में जोड़ें, उन्हें चैनलों में तोड़कर। नतीजतन, दो Matcap-textures क्रमशः आर और जी चैनलों में होंगे।

यह कुछ इस तरह से बाहर निकलेगा:

आइए shader में मास्क जोड़ना शुरू करें। सिद्धांत बेस रंग के अतिरिक्त के समान है।

यह पैरामीटर में user0 के साथ basecolor मान को बदलने के लिए पर्याप्त है।

अब पिक्सेल शैडर में मास्क का मूल्य प्राप्त करें और मैटकैप बनावट को मिलाएं।

यहां, मुखौटा में केवल आर चैनल का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह काला और सफेद होगा। दो परिपक्व चैनलों को मिक्स () फ़ंक्शन का उपयोग करके मिश्रित किया जाता है , एकता में एलआरपी का एक एनालॉग।

आइए shader को अपडेट करें और इंटरफ़ेस में कस्टम चैनल जोड़ें। ऐसा करने के लिए, विंडो / दृश्य / बनावट सेट सेटिंग्स पर जाएं, चैनल शीर्षक के पास विंडो में, प्लस पर क्लिक करें और बड़ी सूची से user0 का चयन करें।

चैनल को आप की तरह कुछ भी कहा जा सकता है।

अब, इस चैनल पर आरेखण, आप देख सकते हैं कि कैसे दो Matcap बनावट मिश्रित हैं।

एकता के लिए शेडर ने भी माकप के लिए सामान्य नक्शे का उपयोग किया, जो एक उच्च-पाली मॉडल से पके हुए थे। आइए पदार्थ पेंटर में भी ऐसा ही करने का प्रयास करते हैं।

मानदंडों पर सभी कार्यों का उपयोग करने के लिए, आपको उपयुक्त पुस्तकालय कनेक्ट करने की आवश्यकता है :

अब हम सामान्य मानचित्रों को जोड़ते हैं। पदार्थ चित्रकार में उनमें से दो हैं: एक पाक द्वारा प्राप्त किया जाता है, और दूसरा खींचा जा सकता है।

मापदंडों के अनुसार, आप अनुमान लगा सकते हैं कि channel_normal एक सामान्य नक्शा है, जिसके अनुसार आप आकर्षित कर सकते हैं, और बनावट_normal- बेक किया हुआ सामान्य नक्शा। मैं यह भी ध्यान देता हूं कि चर नाम बनावट_नार्मल एपीआई में एम्बेडेड है और आप इसे अपने विवेक पर नाम नहीं दे सकते।

इसके बाद, कार्डों को पिक्सेल शेडर में अनपैक करें:

फिर हम सामान्य नक्शे और मानदंडों को मिलाते हैं जो मॉडल के शीर्ष पर होते हैं। ऐसा करने के लिए, ऊपर दी गई लाइब्रेरी में, एक normalBlend () फ़ंक्शन है ।

पहले हम दो सामान्य नक्शे और फिर सामान्य मानदंड मिलाते हैं। हालाँकि यह वास्तव में मायने नहीं रखता कि उन्हें किस क्रम में मिलाया जाए।

कैमरे के टकटकी की दिशा में मानदंडों का रोटेशन इस तरह दिखेगा:

फिर आप कुछ भी नहीं बदल सकते हैं, सब कुछ समान रहेगा। यह कुछ इस तरह होना चाहिए:

एमआईपी-मैपिंग, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, इस मामले में स्कफ को अनुकरण करने की आवश्यकता है, पीबीआर छायांकन में खुरदरापन कार्ड की तरह कुछ। लेकिन मुख्य समस्या यह है कि बनावट के लिए एमआईपी-कार्ड से पिरामिड उत्पन्न नहीं होता है, जो कि shader इंटरफ़ेस से प्रसारित होता है, और तदनुसार glsl से बनावट () विधि काम नहीं करेगी। एक दूसरे तरीके से जा सकता है और उपयोगकर्ता चैनल के माध्यम से Matcap बनावट को लोड कर सकता है, जैसा कि Matcap के मिश्रण के लिए किया गया था। लेकिन फिर बनावट की गुणवत्ता बहुत कम हो जाएगी और अजीब कलाकृतियां दिखाई देंगी।

एक वैकल्पिक उपाय MIP कार्ड का पिरामिड बनाना हैमैन्युअल रूप से, एडोब फोटोशॉप या इसी तरह के अन्य संपादक में, और फिर एमआईपी स्तर का चयन करें। पिरामिड काफी सरलता से बनाया गया है। मूल बनावट के आकार से आगे बढ़ना आवश्यक है - मेरे मामले में यह 256x256 है। हम 384x256 (384, क्योंकि 256 + 256/2) के आकार के साथ एक फ़ाइल बनाते हैं और अब मूल बनावट को आधा तक कम कर देते हैं जब तक कि यह आकार में एक पिक्सेल न हो। कम बनावट के सभी संस्करणों को आरोही क्रम में मूल बनावट के दाईं ओर रखा जाता है। यह इस तरह से बाहर निकलना चाहिए:

अब आप एक फ़ंक्शन लिखना शुरू कर सकते हैं जो पिरामिड में प्रत्येक बनावट के निर्देशांक को मुखौटा पर प्रत्येक पिक्सेल के रंग पर निर्भर करेगा।

सबसे आसान तरीका यह है कि आप यूआर कोऑर्डिनेट्स को स्टोर करें जो एक टेक्सचर के लिए एक एरे में कैलकुलेट किया जाएगा। सरणी का आकार log2 (ऊंचाई) के रूप में निर्धारित किया जाएगा। हमें मूल यूवी की आवश्यकता है , इसलिए हम उन्हें फ़ंक्शन तर्क में जोड़ते हैं। यह निर्धारित करने के लिए कि किसी विशेष पिक्सेल पर कौन से सरणी तत्व का उपयोग किया जाता है, फ़ंक्शन तर्क में स्तर जोड़ें ।

अब मूल बनावट के लिए uv की गणना करें, अर्थात, उन अतिरिक्त 128 पिक्सेल को चौड़ाई में काटें। ऐसा करने के लिए, x को ⅔ से गुणा करें।

पिरामिड से बाकी बनावट का उपयोग करने के लिए, आपको पैटर्न खोजने की आवश्यकता है। जब हमने बनावट से पिरामिड बनाया, तो हम नोटिस कर सकते थे कि हर बार बनावट पिछले आकार से आधे से कम हो। यही है, बनावट का आकार कितनी बार कम हो जाता है, आप एमआईपी स्तर की शक्ति को 2 बढ़ाकर निर्धारित कर सकते हैं ।

यह पता चला है, यदि आप स्तर का चयन करते हैं, उदाहरण के लिए, 4, तो बनावट 16 गुना कम हो जाएगी। जैसाuv निर्देशांक 0 से 1 तक निर्धारित किए जाते हैं, फिर आकार को सामान्यीकृत करने की आवश्यकता होती है, अर्थात 1 को कितनी बार बनावट में कमी आई है, उदाहरण के लिए, 1 को 16 से विभाजित किया

गया है। आकार चर के प्राप्त मूल्य का उपयोग करके, आप एक विशिष्ट MIP स्तर के लिए निर्देशांक की गणना कर सकते हैं । यूएवी का

आकार उसी तरह से घटाया जाता है जैसे कि बनावट का आकार। एक्स के समन्वय पर, बनावट हमेशा x द्वारा पाली जाती है। Y निर्देशांक बदलाव को प्रत्येक स्तर मान के लिए आकार चर के सभी मूल्यों के योग के रूप में परिभाषित किया जा सकता है । यही है, यदि मान स्तर = 1 है , तो y निर्देशांक में uv 0 पिक्सेल से स्थानांतरित हो जाएगा, और यदि स्तर = 2 , तो शिफ्ट बनावट की ऊँचाई आधी होगी - 128 पिक्सेल। यदि स्तर = ३, फिर पारी 128 + 64 पिक्सेल और इतने पर निकल जाएगी। चक्र का उपयोग करके सभी पारियों का योग प्राप्त किया जा सकता है।

अब, प्रत्येक पुनरावृत्ति, ऑफ़सेट वेरिएबल को जोड़ा जाएगा और वाई अक्ष पर बनावट को वांछित संख्या में पिक्सेल के साथ शिफ्ट करेगा। चरण-दर-चरण एल्गोरिथ्म कुछ ऐसा दिखता है:

अंतिम चरण एक चैनल प्रदर्शित करना है जो प्रत्येक पिक्सेल पर वांछित स्तर का चयन करेगा । हम पहले ही ऐसा कर चुके हैं, कोई नई बात नहीं है। एक बनावट के रूप

में एमआईपी स्तर का चयन करने के लिए , बस बनावट द्वारा सरणी की लंबाई को गुणा करें। अब आप केवल लिखे गए विधि के माध्यम से नए uv-निर्देशांक कनेक्ट कर सकते हैं।

बनावट को अंतर प्रकार में अनुवाद करना न भूलें, क्योंकि यह अब सरणी के लिए एक सूचकांक है।
अगला, आपको पदार्थ चित्रकार में एक कस्टम चैनल जोड़ने की आवश्यकता है, जैसा कि हमने पहले किया था। इसे इस तरह से बदलना चाहिए:

शेडर के लिए केवल एक चीज गायब है प्रकाश स्रोत और शिफ्ट दबाकर इसे घुमाने की क्षमता। सबसे पहले, इसके लिए हमें एक पैरामीटर की आवश्यकता होती है जो शिफ्ट और प्रेस मैट्रिक्स को घुमाकर रोटेशन कोण का उत्पादन करेगा ।

हम प्रकाश स्रोत को यादृच्छिक रूप से रखते हैं और रोटेशन मैट्रिक्स द्वारा स्थिति को गुणा करते हैं।

अब प्रकाश स्रोत शिफ्ट दबाकर y अक्ष के चारों ओर घूमेगा, लेकिन अभी तक यह सिर्फ एक वेक्टर है जिसमें प्रकाश स्रोत की स्थिति संग्रहीत है। नहीं है अच्छी चीजेंकैसे एक shader में दिशात्मक प्रकाश को लागू करने के लिए। हम उस पर ध्यान केंद्रित करेंगे। यह हमारे लिए प्रकाश की दिशा और हमारे मॉडल की रोशनी का निर्धारण करने के लिए बनी हुई है।

छाया रंग और प्रकाश स्रोत

का रंग मापदंडों द्वारा निर्धारित किया जाएगा: रंग मापदंडों को गणना रोशनी के अनुसार प्रक्षेपित किया जाता है।

यह इस तरह से बाहर निकलेगा:

इन मापदंडों का उपयोग करके, आप पदार्थ दर्द निवारक इंटरफ़ेस के माध्यम से छाया के रंग और प्रकाश स्रोत के रंग को समायोजित कर सकते हैं।

एक पूर्व निर्धारित बनाएँ और कॉन्फ़िगर करें

जब शेडर तैयार हो जाता है, तो आपको शेल्फ सेटिंग के साथ मैटकैप बनावट और शेडर को आयात करना होगा।

हम सभी अप्रयुक्त चैनलों को हटाते हैं और उपयोगकर्ता चैनल जोड़ते हैं:

बनावट के निर्यात के लिए पूर्व निर्धारित किसी अन्य की तरह दिखेगा, सिवाय इसके कि यह हमारे कस्टम चैनलों का उपयोग करेगा।

हम सभी सेटिंग्स के लिए एक टेम्प्लेट बनाते हैं ताकि जब आप प्रोजेक्ट बनाएँ, तो वांछित shader को तुरंत असाइन किया जा सके और सभी बनावट चैनल कॉन्फ़िगर किए जा सकें। ऐसा करने के लिए, फ़ाइल / SaveAsTemplate पर जाएं और टेम्पलेट को सहेजें।

अब एक नई परियोजना बनाते समय, आपको कुछ भी कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता नहीं है - बस वांछित टेम्पलेट का चयन करें।

तुम्हें क्या मिला

एक तकनीकी कलाकार विशेष प्रभाव बना सकता है, दृश्यों को अनुकूलित कर सकता है और प्रतिपादन प्रक्रियाओं को अनुकूलित कर सकता है। मैं स्टॉर्मफॉल में कवच और हथियार मॉडल भी चाहता था: जीवन रक्षा की गाथा ठीक वही है जो 3 डी कलाकारों का इरादा था। नतीजतन, पदार्थ चित्रकार में 3 डी मॉडल गेम इंजन के समान दिखता है।

कस्टम छायांकन के साथ पदार्थ चित्रकार में 3 डी मॉडल।

कस्टम छायांकन के साथ एकता में 3 डी मॉडल।

मुझे उम्मीद है कि लेख उपयोगी था और आपको नई उपलब्धियों के लिए प्रेरित किया!

कैसे एक खेल इंजन से पदार्थ पेंटर को एक shader हस्तांतरण करने के लिए

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एक shader बनाने के लिए पदार्थ चित्रकार की स्थापना

पदार्थ चित्रकार में एक shader का निर्माण

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