Системный подход к созданию 3D-моделей для игровых проектов

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 11. №7 2025

УДК 7.05:004                                      

Создание 3D-моделей является ключевым этапом в производстве игрового контента, именно визуальные ассеты формируют эстетическую основу игрового мира, задают стиль и усиливают погружение. Однако начинающие разработчики и даже некоторые профессиональные команды часто сталкиваются с проблемами при построении пайплайна 3D-моделирования: нарушением иерархии объектов, несоответствием имени деталей при запекании, отсутствием единых правил наименования, а также ошибками при переходе между программами (Blender, ZBrush, Substance Painter). Подобные несогласованности приводят к артефактам на картах нормалей, увеличивают время на правки и делают процесс непредсказуемым. Отсутствие системного подхода замедляет разработку и снижает итоговое качество игровых ассетов. Первым шагом является моделирование лоуполи-сетки в Blender. Модель создается с расчетом на оптимальное количество полигонов, подходящее для использования в игровых движках (например, Unreal Engine) [1].

Важно сразу правильно структурировать модель: каждую отдельную логическую часть объекта необходимо именовать с окончанием _low (например, circle_low, leg_low) (Рисунок 1) [2].

Рисунок 1. Пример наименования частей low-poly модели

Scene Collection

► VI drclejow	0 ©
* V legjow V	0 О
► V plankjow V	® Й

На данном этапе продумывается общая форма, пропорции и разделение модели на элементы, чтобы обеспечить удобную работу на последующих этапах. Затем каждая часть модели дублируется. Дубликаты переименовываются, используя окончание _high, например circle_high, leg_high (Рисунок 2). Эти части будут использоваться для запекания нормалей и других карт детализации.

Рисунок 2. Пример наименования и иерархии частей модели

Для более выразительной детализации используется ZBrush. Перенос модели из Blender в ZBrush осуществляется через плагин GoZ, который поддерживает экспорт с сохранением наименований и иерархии (Рисунок 3) [3].

Рисунок 3. Меню экспорта через GoZ

В ZBrush выполняется скульптинг: наносится микродетализация, следы износа, декоративные элементы. После завершения работы high-poly модель экспортируется обратно в Blender. Проверяется соответствие иерархии и наименований. Если в процессе детализации добавляются мелкие элементы (например, заклепки, гвозди), их необходимо объединить с частью, на которую они запекаются в рамках high-poly модели. Это нужно сделать до экспорта, чтобы они были восприняты как единая поверхность. Также необходимо создать UV-развертку для low-poly версии. Развертка выполняется в Blender вручную или с помощью автоматических алгоритмов с последующей доработкой (Рисунок 4) [4].

После завершения UV-развертки необходимо экспортировать два отдельных FBX-файла — один для low-poly версии модели, второй для high-poly. Это важный этап, от которого напрямую зависит успешность последующего запекания карт.

Первым экспортируется low-poly файл, включающий все элементы с окончанием _low. Этот файл должен содержать корректную UV-развертку, а также быть очищенным от лишних модификаторов (например, Mirror, Subdivision и т.д.). Все трансформации (scale, rotation, location) рекомендуется предварительно применить (Ctrl+A, Apply All Transforms), чтобы избежать нежелательных искажений в текстурах. Файл сохраняется под названием model_low.fbx и будет использоваться как основа проекта в Substance Painter.

Затем аналогично экспортируется high-poly файл, в который входят все элементы с окончанием _high. Главное условие — точное соответствие названий частей иерархии между low- и high-poly версиями: circle_low и circle_high, plank_low и plank_high и т.д. Файл сохраняется под названием model_high.fbx. Он не загружается в сцену Substance Painter, а лишь указывается как источник геометрии для запекания.

Рисунок 4. Пример UV-развёртки low-poly модели в Blender

Сводка по экспорту для последующего текстурирования представлена в Таблице. Важно сохранить структуру наименований и не объединять части модели в один объект — запекание будет происходить по совпадению имен.

Таблица

ЭКСПОРТ МОДЕЛЕЙ

Название файла	Содержимое	Назначение
model_low.fbx	Все части модели с «_low»	Импорт в Substance Painter, основа
model_high.fbx	Все части модели с «_high»	Источник для запекания карт

В Substance Painter создается новый проект с импортом model_low.fbx. При настройке Baking Settings указывается model_high.fbx как источник для запекания деталей. Для получения корректных карт при запекании необходимо задать три ключевых параметра, которые обеспечивают точное сопоставление геометрии low-poly и high-poly моделей.

Для карты нормалей (Normal Map) следует установить режим сопоставления как "By Mesh Name" (Рисунок 5). Каждая часть low-poly модели будет запекаться только с той high-poly частью, которая имеет такое же имя (например, circle_low будет запекаться только с circle_high) [5]. Это предотвращает наложение геометрии с других частей модели и обеспечивает чистую проекцию. При запекании Ambient Occlusion необходимо в параметре Self Occlusion выбрать значение "Only Same Mesh Name", что исключает влияние теней от несвязанных частей модели и позволяет избежать артефактов на границах между элементами.

Рисунок 5. Настройки для запекания Normal Map в Substance Painter

Аналогичная настройка применяется для карты Thickness: параметр Self Occlusion также должен быть установлен в "Only Same Mesh Name", чтобы толщина запекалась корректно, без учета перекрывающихся внешних объектов.

После запекания начинается этап текстурирования. Используется PBR-подход, включающий работу с картами Base Color, Roughness, Metallic, Normal, Ambient Occlusion [6]. Важно учитывать стилистическую направленность проекта при выборе подхода к текстурированию. Для стилизованной графики (stylized) характерны более выразительные цвета, сглаженные переходы, ручная покраска деталей, использование контуров, а также акцент на форму и силуэт объекта (Рисунок 6). В подобных проектах часто применяются ручные маски, намеренные упрощения текстур, отказ от реалистичных материалов и обобщенное освещение для достижения художественного эффекта.

Рисунок 6. Пример текстурирования в стилизованной графике

Для реалистичного (PBR-направленного) визуального стиля основной упор делается на физически корректное взаимодействие материалов со светом (Рисунок 7). Здесь важны точные значения roughness и metallic, достоверные текстуры износа, грязи, царапин, а также высокая детализация карт нормалей и ambient occlusion. Часто применяются сканы реальных поверхностей, генераторы процедурных карт и сложные маски на основе baked-карт.

Рисунок 7. Пример текстурирования в реалистичном стиле

Выбор подхода определяет как технику текстурирования, так и используемые инструменты и шаблоны материалов. Независимо от стилистики, финальные текстуры экспортируются в форматах, соответствующих требованиям игрового движка.

Процесс создания 3D-моделей для игр требует точной координации между этапами и инструментами. При отсутствии четкого пайплайна возникают типичные проблемы: ошибки в запекании, несоответствие деталей, нарушение иерархии и избыточные доработки. Все это снижает эффективность и качество финального результата.

Рассмотренный подход предлагает системное решение:  чёткая структура наименований, соответствие деталей между low- и high-poly версиями, последовательный экспорт и строго заданные параметры на этапе запекания. Представленный в статье пайплайн ориентирован на надежность и воспроизводимость. Он позволяет избежать распространенных трудностей при создании моделей и создать фундамент для масштабирования — как при работе над одиночными ассетами, так и при построении полноценного визуального контента для игровых проектов.