In der schnelllebigen Gaming- und Virtual/Augmented Reality (VR/AR)-Welt spielt die Optimierung von 3D-Modellen eine Schlüsselrolle bei der Bereitstellung ansprechender Erlebnisse. Bei dieser Disziplin geht es nicht nur um die Erstellung faszinierender grafischer Strukturen; es geht auch darum, visuelle Qualität und flüssiges Gameplay in Einklang zu bringen und so eine detaillierte und flüssige Spielumgebung zu gewährleisten. Die Optimierung von 3D-Modellen durch Techniken wie Low-Polygon-Modellierung zur Reduzierung der Polygonanzahl, Anwendung physikalisch genauer Texturierung (PBR) und den kritischen „Back“-Prozess kann die Ladegeschwindigkeit, die Grafikwiedergabe und das interaktive Gameplay verbessern.
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Beim Backen handelt es sich um eine Phase, in der Details eines 3D-Modells (z. B. High-Poly-Details) in 2D-Texturen gebacken werden, wodurch das Modell effizienter gerendert werden kann. Richtig optimierte 3D-Modelle verbessern nicht nur das Spielerlebnis, sondern erweitern auch die Zugänglichkeit des Spiels, sodass es für Benutzer mit unterschiedlicher Hardware besser geeignet ist. In diesem Artikel untersuchen wir die Bedeutung der Optimierung Ihrer 3D-Modelle und zeigen am Beispiel eines US-Postfach-3D-Modells, wie gut gestaltete Modelle die Spieleleistung verbessern können.
Egal, ob Sie ein Spieleentwickler, ein 3D-Modellierungs-Enthusiast oder ein Gamer sind, der mehr über die Techniken Ihrer Lieblingsspiele erfahren möchte, dieser Artikel bietet eine detaillierte Analyse des 3D-Modell-Optimierungsprozesses, einschließlich einer ausführlichen Diskussion des Backens . Begleiten Sie uns auf einer Tech-Tour und finden Sie heraus, wie unser 3D-Modell eines amerikanischen Briefkastens die Qualität Ihrer Spielprojekte steigern und deren Realismus und Leistung auf ein neues Niveau heben kann.
1. Low-Polygon-Modell: Der Schlüssel zur Verbesserung des Spielerlebnisses
In der ständig wachsenden Welt der 3D-Modellierung und des Spieledesigns sind Low-Polygon-Modelle zu einem Schlüsselwerkzeug für optimale Leistung geworden. Aber was genau bedeutet „Low Poly“ und warum ist es wichtig?
Ein Low-Poly-Modell ist, wie der Name schon sagt, ein 3D-Modell, das eine minimale Anzahl von Polygonen verwendet, um seine Form und Struktur darzustellen. Durch die Reduzierung der Polygonanzahl reduzieren wir die zum Rendern des Modells erforderliche Rechenlast, was die Leistung bei einem breiten Spektrum von Hardwarespezifikationen verbessert. Aber die Magie von Low-Poly-Modellen hört nicht bei der Leistungssteigerung auf; mit der richtigen Technik können sie immer noch ein hohes Maß an visueller Attraktivität aufweisen, sodass Designer ansprechende und visuell beeindruckende Spiele erstellen können, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
Wie lässt sich Low Poly in ein echtes Spielerlebnis umsetzen? Hier sind einige Möglichkeiten:
- Verbesserte Ladegeschwindigkeit: Das Laden von High-Poly-Modellen kann aufgrund ihrer komplexen Struktur viel Zeit in Anspruch nehmen, was zu längeren Wartezeiten vor Spielbeginn führt. Im Gegensatz dazu sind Low-Poly-Modelle einfacher und laden schneller, sodass Spieler schneller in das Spiel einsteigen können.
- Reduzierte Spielverzögerung: Spielverzögerungen können für Spieler sehr frustrierend sein, und ein häufiger Grund dafür sind die Verarbeitungsanforderungen von High-Polygon-Modellen. Durch die Verwendung von Low-Poly-Modellen benötigt das Spiel weniger Rechenleistung, was die Wahrscheinlichkeit von Verzögerungen verringert und ein flüssigeres Spielerlebnis gewährleistet.
2. HighPoly zu LowPoly: der Schlüssel zur Optimierung der 3D-Modellierung
Sobald Sie den Spielwert eines Low-Poly-Modells verstanden haben, besteht der nächste Schritt darin, herauszufinden, wie Sie ein komplexes High-Poly-Modell in eine optimierte Low-Poly-Version umwandeln können, ohne die wesentlichen Details zu verlieren, die dem Modell seine Authentizität und seinen Charakter verleihen . Hier kommen HighPoly-zu-LowPoly-Modellierung und Normal-Map-Backtechniken ins Spiel.
HighPoly-zu-LowPoly-Modellierung ist der bei der 3D-Modellierung verwendete Prozess, bei dem ein High-Poly- oder High-Poly-Modell als Low-Poly- oder Low-Poly-Modell neu erstellt wird. Ziel ist es, die definierenden Eigenschaften des Originalmodells beizubehalten und gleichzeitig die Anzahl der Polygone deutlich zu reduzieren.
Die Technologie verbessert nicht nur die Spielleistung, sondern erleichtert auch die Verwaltung und Manipulation von 3D-Modellen während des Spieldesigns.
Während die Umstellung von High-Poly auf Low-Poly die Komplexität des Modells verringert, führt sie häufig zu einem Verlust feiner Details. Hier kommt das normale Kartenbacken ins Spiel. Normalkarten sind eine Technik, die in der 3D-Computergrafik verwendet wird, um die komplexen Details von High-Poly-Modellen in Low-Poly-Modellen zu simulieren.
Während dieses Vorgangs wird aus dem High-Poly-Modell eine Normal Map (eine Textur, mit der wir Oberflächendetails wie Unebenheiten, Rillen und Kratzer hinzufügen können) generiert und dann auf das Low-Poly-Modell angewendet. Dadurch entsteht die Illusion von Tiefe und Details, ohne dass zusätzliche Polygone hinzugefügt werden müssen. Das Ergebnis ist ein Modell, das hinsichtlich der Leistung effizient ist und dennoch ein hohes Maß an visueller Wiedergabetreue beibehält.
Durch geschickte Anwendung dieser Techniken konnten wir eine optimierte und optisch ansprechende 3D-Modellversion eines amerikanischen Briefkastens erstellen.
Matcap-Ansicht des LowPoly American Mailbox 3D-Modells ohne Linienzuordnung
LowPoly US-Postfach-Detailansicht mit normaler Karte
Detaillierte Matcap-Ansicht eines amerikanischen LowPoly-Postfachs mit angewendeter Normalkarte
3. Optimierung von 3D-Modellen: Eine Fallstudie amerikanischer Postfächer
Lassen Sie uns anhand eines praktischen Beispiels in die 3D-Modelloptimierung eintauchen: unserem 3D-Modell eines US-Briefkastens. Dies ist eine gute Demonstration, wie man Spiel-3D-Modelle optimiert und dabei Leistung und visuelle Qualität in Einklang bringt.
Die Optimierung eines 3D-Modells beginnt mit der Konvertierung des High-Poly-Modells in ein Low-Poly-Modell. Die Techniken reichen von der auf organische Objekte oder Zeichen angewendeten Retopologie bis hin zur Dezimierung durch Modifikatoren oder der Entfernung von Modifikatoren wie Unterteilungsflächen und Abschrägungen.
Anschließend wird die Geometrie des 3D-Modells weiter verfeinert. Für das Postfachmodell verwendeten wir eine zerstörungsfreie Methode, bei der die Modifikatoren erhalten blieben und gleichzeitig eine High-Poly-Version erstellt wurde. Dadurch bleiben die Details des Modells erhalten und wir können es auf ein Low-Poly-Modell optimieren.
Nachdem die High-Poly-Version fertig war, erstellten wir das optimierte Low-Poly-Modell. Wir haben das High-Poly-Modell dupliziert, die Modifikatoren entfernt und die Topologie des Low-Poly-Modells sorgfältig angepasst.
Durch diesen Prozess wird die Anzahl der Polygone des Modells drastisch reduziert, wodurch es für Gaming-Anwendungen geeignet ist, ohne dass die optische Attraktivität darunter leidet. Dieser Fall beweist, dass die 3D-Modelloptimierung Leistung und Ästhetik im Spieldesign effektiv in Einklang bringen kann.
In den folgenden Abschnitten werden wir uns eingehend mit der Frage befassen, wie normales Kartenbacken die Qualität des 3D-Modells des amerikanischen Postfachs weiter verbessern kann.
4. Auspacken von 3D-Modellen: der Schlüssel zu effektiver Texturierung
Bevor wir zur Texturierungsphase gelangen, muss das 3D-Modell zunächst einen Prozess namens Unwrapping durchlaufen. Dies ist der grundlegende Schritt bei der Erstellung eines 3D-Modells zur Verwendung in Spielen, einschließlich unserer US-Postfächer.
Die 3D-Entfaltung kann mit dem Schälen einer Orange und dem Flachlegen der Schale verglichen werden. So wie jeder Teil der Schale einem bestimmten Teil einer Orange entspricht, entspricht jeder Teil der abgeflachten UV-Karte einem bestimmten Teil des 3D-Modells.
Der Prozess ist zwar technisch, kann aber als eine Kunst für sich betrachtet werden, da er Präzision und ein klares Verständnis der Geometrie des Modells erfordert. Für unsere US-Briefkästen umfasste der Auspackvorgang das digitale „Auspacken“ der Oberfläche des Modells, um eine UV-Karte zu erstellen.
Jedes Polygon des Modells wird strategisch auf die 2D-Oberfläche abgebildet, um sicherzustellen, dass jedes Detail berücksichtigt wird.
UV-Karte eines amerikanischen Postfachmodells, erstellt in Blender zur Verwendung im Texture-Mapping-Prozess
Die Auspackphase ist entscheidend, da sie den Grundstein für eine effektive Texturierung legt. Ein gutes Unwrap erzeugt eine UV-Map, die den Texturraum maximiert, Verzerrungen minimiert und die visuelle Hierarchie des Modells berücksichtigt.
Durch sorgfältiges Auspacken unseres American Mailbox 3D-Modells stellten wir sicher, dass die Texturen der Form und den Details des Modells genau folgen. In den folgenden Abschnitten werfen wir einen genaueren Blick auf die nächste Stufe: die Verwendung von Normal Maps.
Ein Modell eines amerikanischen Briefkastens mit einem UVGrid Checker, der in der Sketchfab-Benutzeroberfläche angezeigt wird
5. Details backen: Nutzen Sie die Leistungsfähigkeit von Normal Maps
Der Übergang von einem High-Poly-Modell zu einem Low-Poly-Modell wäre ohne den Backprozess nicht vollständig. Dieser wichtige Schritt ermöglichte es uns, komplizierte Details des High-Poly-Modells zu erfassen und auf das Low-Poly-Modell anzuwenden und so das Beste aus beiden Welten zu bieten: ein optisch ansprechendes Modell, das die Spiel-Engine nicht überfordert.
Für US-Postfächer verwenden wir für den Backprozess eine leistungsstarke und effiziente Software namens Marmoset Toolbag.
Einer der wichtigsten Aspekte beim Backen mit Marmoset Toolbag ist die Einstellung der richtigen Ausgabeeinstellungen. Hier können Sie die Auflösung, die Antialiasing-Qualität, die Bittiefe und die Art der Speicherung der Ausgabe festlegen. Toolbag bietet sogar eine Funktion zum automatischen Ausfüllen, die gebackene Inhalte über die UV-Grenzen hinaus erweitert und sich an Ihre Auflösung anpasst.
Darüber hinaus sind die „Bake Groups“ von Toolbag spezielle Ordner mit Steckplätzen für High-Poly- und Low-Poly-Netze. Diese sind besonders nützlich, um verschiedene Elemente eines Modells zu isolieren und Schnittfehler zu verhindern.
Marmoset Toolbag ist für seine leistungsstarken Projektionswerkzeuge bekannt, mit denen Sie die Entfernung und Richtung der Käfigprojektion steuern können. Zusätzliche Funktionen wie Versatz und Schräge tragen zur Verbesserung der Backqualität bei, während ein Schnelllader Objektnamen aus Mesh-Dateien lesen und automatisch Backgruppen festlegen kann.
„Offset“ bezieht sich auf den minimalen (schwarz) und maximalen (weiß) Bereich der Offset-Karte, während „Painting Tilt“ Details anpasst, die aufgrund der außeraxialen Projektionsausrichtung nicht ideal erfasst werden. Mit Marmoset Toolbag können Sie versetzte und geneigte Karten in 2D oder 3D malen, indem Sie Malwerkzeuge mit Verknüpfungen im Photoshop-Stil verwenden.
Die Software macht den Backprozess intuitiver, präziser und effizienter und sorgt für hochwertige 3D-Modelle für Spiele wie unsere amerikanischen Briefkästen. Im nächsten Abschnitt befassen wir uns mit dem letzten Teil der Erstellung eines spielbereiten Modells: Texturen.
Der Backprozess des amerikanischen Briefkastenmodells wird in der Marmoset Toolbag-Schnittstelle visualisiert
6. Modelltextur: Verleihen Sie dem Modell Vitalität
Die Texturierung ist der letzte Bereich des 3D-Modellerstellungsprozesses, der das Modell wirklich zum Leben erweckt. Es verleiht Farbe, kommuniziert die Art des Materials und fügt feine Details hinzu, die Ihrem Modell Realismus und Persönlichkeit verleihen. Für unser US-Postfach verwenden wir eine leistungsstarke Software: Substance Painter.
Substance Painter ist in der 3D-Branche für seine umfassende und intuitive Suite an Texturierungswerkzeugen bekannt. Mit seiner Fähigkeit, Materialien von Grund auf zu erstellen und sie in einer benutzerfreundlichen Umgebung auf 3D-Modelle anzuwenden, ist es kein Wunder, dass es für viele Künstler zum Werkzeug der Wahl geworden ist.
Texturierung geht über das bloße Auftragen von Farbe auf ein Modell hinaus. Es geht darum, die Nuancen realer Materialien auf digitalen Oberflächen zu simulieren. Bei unseren Briefkästen legen wir besonderen Wert auf die Metallteile, damit diese das Licht realistisch reflektieren. Auch der rote Lack ist leicht abgenutzt, was darauf hindeutet, dass er den Elementen ausgesetzt war.
Mit den Pinseln und prozedural generierten Masken von Substance Painter ist es uns gelungen, die komplexen Texturen der Realität nachzubilden. Jede Textur wurde sorgfältig ausgearbeitet, von der Rauheit des Metalls bis hin zu den winzigen Kratzern und Absplitterungen im Lack.
Ein weiterer wichtiger Aspekt von Substance Painter ist der PBR-Workflow (Physically Based Rendering). Es entstehen Materialien, die genau auf die Lichtverhältnisse reagieren, was für die Erzielung eines hohen Maßes an Realismus von entscheidender Bedeutung ist.
Neben Farbe und Materialien geht es beim Texturieren auch darum, einem Modell feinere Details hinzuzufügen. Bei unseren Briefkästen zählen dazu Kleinigkeiten wie Rost, Staub und Kratzer. Diese winzigen Details mögen unbedeutend erscheinen, aber sie können die allgemeine Glaubwürdigkeit und Tiefe Ihres Modells erheblich verbessern.
Insgesamt verschönert eine gut ausgeführte Texturierungsarbeit Ihr Modell nicht nur, sie erweckt es auch zum Leben. Es verleiht dem Modell Charakter und Geschichte und macht es zu mehr als nur einem statischen Objekt in der Spielumgebung.
Im nächsten Abschnitt besprechen wir das endgültige Rendering des amerikanischen Briefkastens und wie all diese Schritte in einem spielbereiten 3D-Modell enden.
3D-Modell-Rendering des Postfachs
7. Das Ergebnis: ein optimiertes 3D-Modell, das in Spielen verwendet werden kann
Durch die Kombination eines sorgfältigen Prozesses aus Low-Poly-Modellierung, Auspacken, Backen und Texturieren haben wir unser Ziel erreicht: ein spielbereites, optimiertes 3D-Modell eines amerikanischen Briefkastens. Aber warum ist das wichtig? Die Hauptvorteile dieses Optimierungsmodells sind eine verbesserte Spielleistung und ein flüssigeres, intensiveres Benutzererlebnis.
Da Spiele komplexer werden, größere Umgebungen und mehr Objekte umfassen, werden auch die Leistungsanforderungen an die Hardware immer höher. Optimierte Modelle wie unsere Mailbox reduzieren die Leistungsbelastung und sorgen so für ein flüssigeres Gameplay auch auf leistungsschwächerer Hardware. Die Vorteile sind nicht nur technischer Natur. Ein optimiertes Modell stellt sicher, dass Gamer keine störenden Unterbrechungen wie Stottern, Bildausfälle oder lange Ladezeiten erleben.
Dies sorgt für ein noch intensiveres Erlebnis, bei dem die Spieler in die Spielwelt eintauchen können, anstatt mit technischen Problemen zu kämpfen.
8. Formatkonvertierung: für weitere Anwendungsszenarien
Die optimierten Ergebnisse müssen möglicherweise in 3D-Modelle in anderen Formaten umgewandelt werden, um sie auf weitere Anwendungsszenarien anzuwenden oder um sie an verschiedene Grafik-Engines anzupassen. Normalerweise verwenden wir ein leistungsstarkes Online-Tool, um dieses Problem zu lösen: NSDT 3DConvert :
https://3dconvert.nsdt.cloud
NSDT 3DConvert kann Ihr 3D-Modell in GLB, GLTF, OBJ, DAE, PLY und andere Formate konvertieren und unterstützt auch CAD-Dateien in den Formaten STEP und DXF oder Punktwolkendateien in den Formaten PCD, XYZ und LAS. Konvertieren Sie in das von Ihnen benötigte Format , und Online-Vorschau unterstützen, super cool!
9. Fazit
In der Welt des 3D-Spieledesigns ist Optimierung nicht nur optional, sondern erforderlich. Wie wir anhand des US-Postfachmodells zeigen, bedeutet Optimierung nicht, dass die visuelle Qualität geopfert wird. Stattdessen geht es darum, kluge Designentscheidungen zu treffen, Techniken wie Low-Poly-Modellierung und Backen zu nutzen und sorgfältige Texturierungsarbeiten durchzuführen.
Wir hoffen, dass Ihnen dieser detaillierte Einblick in den Prozess großartige Einblicke verschafft hat, egal ob Sie ein aufstrebender 3D-Künstler, Spieleentwickler oder jemand mit einem vorübergehenden Interesse daran sind, was sich hinter den Kulissen Ihrer Lieblingsspiele abspielt. Aber vertrauen Sie uns nicht beim Wort – warum erleben Sie es nicht selbst? Wir laden Sie ein, unser American Mailbox 3D-Modell in einem Spiel oder in einer VR/AR-Umgebung auszuprobieren. Erleben Sie die nahtlose Verbindung von visueller Qualität und Leistungsoptimierung. Wer weiß? Es könnte Ihre Einstellung zu 3D-Spielinhalten verändern. Wir freuen uns darauf, Ihnen weitere einzigartige, spielbereite Modelle anzubieten, während wir die Grenzen der Optimierung und des Designs weiter verschieben. bleiben Sie dran!
Ursprünglicher Link: 3D-Modelloptimierung in der Praxis – BimAnt