Растительность: советы по созданию

When preparing a 3D model of a tree with dense foliage, avoid creating topology for all branches and leaves; instead, it is much more efficient performance-wise to simulate fine details with textures. The main rule of models optimized for use in real-time is "the fewer polygons — the better". Following this rule is much more critical for rendering a dense forest filled with multiple types of plants and grasses.При подготовке 3D-модели дерева с густой листвой избегайте создания топологии для всех ветвей и листьев; вместо этого гораздо эффективнее с точки зрения производительности имитировать мелкие детали с помощью текстур. Главное правило моделей, оптимизированных для использования в реальном времени, — «чем меньше полигонов — тем лучше». Следование этому правилу гораздо важнее для рендеринга густого леса, наполненного различными видами растений и трав.

Therefore, it is highly recommended to prepare several levels of detail (LODs) for a plant to be used at different distances from the camera.Поэтому настоятельно рекомендуется подготовить несколько уровней детализации ( LOD ) для использования растения на разном расстоянии от камеры.

The overall workflow of modeling a tree is as follows:Общий рабочий процесс моделирования дерева выглядит следующим образом:

1. Model several small branches with leaves and bake the models into texture atlases — the obtained textures are going to be your foliage textures. Here are examples of such textures:Смоделируйте несколько небольших веток с листьями и запеките модели в атласы текстур — полученные текстуры будут текстурами вашей листвы. Вот примеры таких текстур:

   

   Albedo with Alpha channelАльбедо с альфа-каналом

   

   ShadingЗатенение

   

   NormalОбычный

   

   Translucentполупрозрачный

2. Create low-poly meshes that will represent foliage chunks, map UVs for proper texturing. The chunks do not have to be flat, you can experiment with the shape and bend of meshes. It is also important to prepare at least 3 LODs, so make sure to optimize the meshes of LODs to the full extent:Создавайте низкополигональные сетки, которые будут представлять собой фрагменты листвы, накладывайте UV-развертку для правильного текстурирования. Кусочки не обязательно должны быть плоскими, вы можете поэкспериментировать с формой и изгибом сетки. Также важно подготовить как минимум 3 LOD, поэтому обязательно оптимизируйте сетки LOD в полной мере:

   

   Foliage LODsLOD для листвы

3. Create the trunk with large branches and levels of detail for it. Prepare and assign necessary textures and materials.Создайте ствол с большими ветвями и уровнями детализации для него. Подготовьте и назначьте необходимые текстуры и материалы.

   

   Trunk LODsLOD багажника

   Also, it is recommended to transfer normals from the trunk to the adjoined vertices of branches to make a more natural look of joints:Также рекомендуется перенести нормали от ствола к примыкающим вершинам ветвей, чтобы придать суставам более естественный вид:

   

   Adjusted normals of branches at joints provide a more natural lookСкорректированные нормали ветвей на стыках обеспечивают более естественный вид

4. Scatter the LODs of foliage chunks over branches of the corresponding trunk LODs forming the tree crown:Распределите LOD кусков листвы по ветвям соответствующих LOD ствола, образующих крону дерева:

   

   The fact that the same number of chunks is used on all LODs may result in a higher polygon count. However, this approach has a number of advantages:Тот факт, что одинаковое количество чанков используется во всех LOD, может привести к увеличению количества полигонов. Однако такой подход имеет ряд преимуществ:

   • High diversity of branches makes it possible to create more realistic plants.Большое разнообразие ветвей позволяет создавать более реалистичные растения.
   • A better, almost seamless transition between LODs. All elements can be adjusted at any time to get rid of any inconsistencies.Лучший, почти бесшовный переход между уровнями детализации. Все элементы можно в любой момент откорректировать, чтобы избавиться от каких-либо несоответствий.
   • A more permissive art pipeline enables the artists to collect trees of different sizes and ages out of the same chunks.Более либеральный художественный конвейер позволяет художникам собирать деревья разного размера и возраста из одних и тех же фрагментов.
   • Accurate work of post effects even on the lowest LODs (SSAO, SSGI, etc.).Точная работа постэффектов даже на самых низких LODах (SSAO, SSGI и т.д.).
5. It is also recommended to create a separate low detail foliage LOD to simplify shadow casting. You can duplicate the lowest LOD and optimize it even more for this purpose and configure shadow casting in UNIGINE.Также рекомендуется создать отдельный LOD с низкой детализацией листвы, чтобы упростить отбрасывание теней. Вы можете продублировать самый низкий LOD и еще больше оптимизировать его для этой цели и настроить отбрасывание теней в УНИГИНЕ.

6. For better blending with terrain, prepare a separate bottom part of the trunk with a new material assigned. You can merge it to the mesh of the highest LOD for convenience:Для лучшего слияния с рельефом подготовьте отдельную нижнюю часть ствола с назначенным новым материалом. Вы можете объединить его с сеткой самого высокого уровня детализации для удобства:

   

7. Orient the model so it will be imported in UNIGINE appropriately, reset all transformations.Ориентировать модель чтобы он был импортирован в UNIGINE соответствующим образом, сбросьте все преобразования.

   Pay attention to the correct position of the mesh's pivot point (apparently, all the LODs must have the same position). As a rule, the pivot is placed at the bottommost point of the plant for ease of world design. However, you can alter the position of the pivot if this is needed for stem animation.Обратите внимание на правильное положение опорной точки меша (видимо, все LOD должны иметь одинаковое положение). Как правило, стержень размещают в самой нижней точке растения для удобства проектирования мира. Однако вы можете изменить положение оси вращения, если это необходимо для стеблевая анимация .

8. As a result, the model has the following content:В результате модель имеет следующее содержание:

   

   For convenience, it is recommended to add postfixes to the names of levels of detail that will be used later during import.Для удобства рекомендуется добавлять постфиксы к названиям уровней детализации, которые будут использоваться в дальнейшем при импорте.

9. Consider further adjustment of vertex normals and vertex colors and UVs for leaves animation.Рассмотрите возможность дальнейшей корректировки нормали вершин цвета вершин и UV для листья анимация .
10. Export the model to the recommended FBX format.Экспорт модели в рекомендуемый формат FBX.

Import the created model to UNIGINE following the FBX Import Guide and add the plant to the scene.Импортируйте созданную модель в UNIGINE, следуя Руководство по импорту FBX а также добавить растение на сцену .

To make all separate objects surfaces of the single Mesh Static, enable Merge Static Meshes in the import settings.Чтобы сделать все отдельные объекты поверхностями одного Mesh Static, включите Объединить статические сетки в настройках импорта.

Setting Up LODs

Настройка уровней детализации#

Materials Adjustment

Настройка материалов#

Vertex Normals Adjustment

Настройка нормалей вершин#

MIP Maps

MIP-карты#

The MipMapping technique, supported by UNIGINE renderer, implies sampling lower textures for smaller and distant polygons. At that, minor features of foliage start wiping away with the distance. In some cases, branches and leaves look thicker when far from the camera than on a close-up view.Техника MipMapping , поддерживаемая средством визуализации UNIGINE, подразумевает выборку более низких текстур для более мелких и удаленных полигонов. При этом мелкие черты листвы начинают стираться с расстоянием. В некоторых случаях ветки и листья вдали от камеры выглядят толще, чем на крупном плане.

MIP mapsMIP-карты

This issue can be resolved via these approaches:Эта проблема может быть решена с помощью следующих подходов:

• Engage the Mip Bias feature to shift the distance at which the switch between MIP-levels is performed. This option significantly affects the performance.Включите функцию Mip Bias, чтобы сместить расстояние, на котором выполняется переключение между уровнями MIP. Этот параметр существенно влияет на производительность.
• By default, MIP maps for a texture are generated automatically on import using the Box filtering that may provide too blurred results. Consider switching to the Point filtering type to get sharper MIP maps.По умолчанию карты MIP для текстуры генерируются автоматически при импорте с использованием фильтрации Box, которая может давать слишком размытые результаты. Попробуйте переключиться на тип фильтрации Point, чтобы получить более четкие карты MIP.

• You can also prepare custom MIP maps in third-party software. For example, here is a comparison between MIP maps generated using the Box filtering and the sharper Kaiser filtering:Вы также можете подготовить пользовательские карты MIP в стороннем программном обеспечении. Например, вот сравнение карт MIP, созданных с использованием фильтрации Box и более четкой фильтрации Kaiser:

  

  To import a texture with custom MIP-levels, use the Combine option for a texture with laid out MIP-levels or save them to a .dds format and import the texture with the Unchanged option enabled.Чтобы импортировать текстуру с пользовательскими уровнями MIP, используйте опцию Combine для текстуры с выложенными уровнями MIP или сохраните их в формате .dds и импортируйте текстуру с включенной опцией Unchanged.

Enable the Vegetation state to activate a set of animation-related parameters.Включите состояние Vegetation, чтобы активировать набор параметров, связанных с анимацией.

Vegetation animation consists of Stem and Leaves animation. To enable both of them, set Animation to the Default or Field option.Анимация растительности состоит из Корень а также Листья анимация. Чтобы включить их оба, установите Animation в параметр Default или Field.

At that, Field Animation makes the plant be affected by Field Animation volumes enabling you to override animation parameters locally (e.g., simulation of rotor downwash effects in close proximity to a rotorcraft).При этом Field Animation делает растение уязвимым Полевая анимация объемы, позволяющие вам локально переопределять параметры анимации (например, симуляция эффектов нисходящей струи несущего винта в непосредственной близости от винтокрылого аппарата).

Stem Animation

Анимация стеблей#

Stem animation applies vertex movement based on spatial 3D noise to simulate bending of the plant's trunk or stem caused by wind. The mesh's pivot point is considered fixed, and the further the vertex is along the Z axis, the stronger movement is applied to it.Анимация стебля применяет перемещение вершин на основе пространственного 3D-шума, чтобы имитировать изгиб ствола или стебля растения, вызванный ветром. Точка вращения меша считается фиксированной, и чем дальше вершина находится по оси Z, тем сильнее к ней применяется движение.

Thus, it is necessary to place the pivot point at the correct position (usually, it is the bottommost point of the stem) and orient the model, so the Z axis goes upwards.Таким образом, необходимо правильно расположить точку вращения (обычно это самая нижняя точка стержня) и сориентировать модель так, чтобы ось Z была направлена вверх.

Stem animation exampleПример анимации стебля

A set of Parameters controls the animation.Набор Параметры управляет анимацией.

Please make note that all surfaces of the plant must have identical stem animation parameters in order to synchronize their movement.Обратите внимание, что все поверхности растения должны иметь одинаковые параметры анимации стебля, чтобы синхронизировать их движение.

Different stem animation parameters result in not synchronized parts of the treeРазличные параметры анимации ствола приводят к несинхронизированным частям дерева

Leaves Animation

Анимация листьев#

The Leaves animation is another layer of vertex shader animation mainly applied to foliage, providing additional detail bending. Using this type of animation requires preliminary adjustment to geometry on the modeling stage.Анимация листьев — это еще один уровень анимации вершинного шейдера, в основном применяемый к листве, обеспечивающий дополнительное изгибание деталей. Использование этого типа анимации требует предварительной корректировки геометрии на этапе моделирования.

Several approaches of leaves animation are available out of the box. Choose the type of animation using the Leaves option.Несколько подходов анимация листьев доступна из коробки. Выберите тип анимации, используя опцию Leaves.

Geometry Vertex Color Based

Геометрия на основе цвета вершин#

This recommended approach providing the best control over foliage implies that leaves are rendered as polygons, and vertex colors are used for animation.Этот рекомендуемый подход, обеспечивающий наилучший контроль над листвой, подразумевает, что листья визуализируются как многоугольники, а цвета вершин используются для анимации.

Vegetation movements are defined by RGB channels of vertex colors as follows:Движения растительности определяются RGB-каналами цветов вершин следующим образом:

	Red channel is used for animation of smaller or peripheral parts of vegetation (leaves). Bright parts are animated, and dark parts are stiff.Красный канал используется для анимации более мелких или периферийных частей растительности (листьев). Яркие части анимированы, а темные — жесткие.
	Green channel is used to define the movement order for branches in order to desynchronize them. The movement sequence starts from the brightest element to the darkest.Зеленый канал используется для определения порядка движения ветвей с целью их десинхронизации. Последовательность движений начинается от самого яркого элемента к самому темному.
	Blue channel is used to define which parts of branches can be bent. Brighter parts indicate bendable portions, and darker parts — stiff portions.Синий канал используется для определения того, какие части ветвей можно сгибать. Более светлые участки обозначают сгибаемые участки, а более темные участки   —   жесткие участки.

The animation parameters control vertices movement:То параметры анимации управление движением вершин:

It is also a regular practice to animate branches using this technique even if they are attached to the trunk:Также регулярно используется анимация ветвей с помощью этой техники, даже если они прикреплены к стволу:

The Green and Blue channels define the movement of vertices; the Red channel is not used for branchesЗеленый и синий каналы определяют движение вершин; Красный канал не используется для ответвлений

At that, related surfaces must have the same vertex colors on adjacent vertices and identical animation parameters in order to synchronize their movement:При этом связанные поверхности должны иметь одинаковые цвета вершин на соседних вершинах и одинаковые параметры анимации, чтобы синхронизировать их движение:

The colors of adjacent vertices of the trunk and foliage are the same, so the geometry stays connected when animatedЦвета смежных вершин ствола и листвы одинаковы, поэтому при анимации геометрия остается связанной.

Geometry Vertex Color Based leaves animationГеометрия Анимация листьев на основе цвета вершин

Geometry UV-based

Геометрия на основе UV#

This is a rather legacy approach when leaves are rendered as standard polygons. It requires the UV Channel 2 to be defined for the mesh.Это довольно устаревший подход, когда листья визуализируются как стандартные полигоны. Это требует, чтобы UV Channel 2 был определен для сетки.

Geometry UV-based animationГеометрическая анимация на основе UV

UV Channel 2: the stiffest vertices are in the top left cornerUV Channel 2: самые жесткие вершины находятся в верхнем левом углу.

Animation uses UV channel 2 of an object as follows: in the UV grid, [0,1] is the pivot point for the object's movements and the stiffest part of the object, and towards [1,0], the object becomes more flexible.Анимация использует UV-канал 2 объекта следующим образом: в UV-сетке [0,1] — точка опоры для движений объекта и самая жесткая часть объекта, а ближе к [1,0] объект становится более гибким. .

Control the vertices movement via the same Animation Parameters.Управляйте движением вершин через тот же Параметры анимации .

Billboard

Billboard#

Billboard is the most performance-friendly way of animating distant vegetation: all quads are rendered as billboards that always face the camera; the UV Channel 2 defines the size and movement of polygons. Hence, the foliage mesh should contain only quad polygons for leaves.Billboard — наиболее удобный способ анимации удаленной растительности: все четырехугольники визуализируются как billboards, которые всегда смотрят в камеру; UV Channel 2 определяет размер и движение полигонов. Следовательно, меш листвы должен содержать только четырехугольники для листьев.

A billboards-based bushКуст на основе рекламных щитов

The mesh of the bushСетка куста

Animation uses UV channel 2 of an object as follows: in the UV grid, [0,1] is the pivot point for the billboard's movements, and the billboard's size can be changed by scaling the polygon in the UV channel.Анимация использует UV-канал 2 объекта следующим образом: в UV-сетке [0,1] является точкой опоры для движения рекламного щита, а размер рекламного щита можно изменить, масштабируя полигон в UV-канале.

UV Channel 1УФ канал 1

UV Channel 2УФ канал 2

Mesh (above) and the result (below)Сетка (вверху) и результат (внизу)

Control the polygons movement via the same Animation Parameters.Управляйте движением полигонов через тот же Параметры анимации .

Global Animation Options

Глобальные параметры анимации#

To randomly scatter a significant number of identical meshes across the terrain, Mesh Clutter is used. Mesh Clutter scatters objects procedurally and renders only those objects which are in the viewing frustum. The typical workflow is as follows:Для случайной расстановки большого количества одинаковых мешей по местности используется Mesh Clutter. Mesh Clutter процедурно распределяет объекты и отображает только те объекты, которые находятся в области видимости. Типичный алгоритм выглядит следующим образом:

1. Click Create -> Clutter -> Mesh and specify the .mesh asset to be used as the source mesh for the Mesh Clutter. Click within the viewport to place the new node in the world.Нажмите Create -> Clutter -> Mesh и укажите ресурс .mesh, который будет использоваться в качестве исходного меша для Mesh Clutter. Щелкните внутри вьюпорта, чтобы разместить новый узел в мире.

   Примечание

   .fbx assets are containers for .mesh assets, right-click on the asset and choose Open or double-click on it to access its content.Ассеты .fbx являются контейнерами для ассетов .mesh, щелкните правой кнопкой мыши ассет и выберите Open или дважды щелкните его, чтобы получить доступ к его содержимому.

2. If you already have a configured tree in your world, you can copy all materials and parameters from surfaces of the configured tree and paste them sequentially or by surface names to Mesh Clutter.Если у вас уже есть настроенное дерево в вашем мире, вы можете скопировать все материалы и параметры с поверхностей настроенного дерева и вставить их последовательно или по именам поверхностей до 0_фл.

   

3. Place the node in the scene and set the Size to cover the whole playable area.Поместите узел в сцену и установите Size, чтобы покрыть всю игровую область.

   Примечание

   The operation of Mesh Clutter objects is float-based, so it is not recommended to use Sizes bigger than 10000 units lengthwise and widthwise. If you need to fill areas beyond this limit, you will need to manually split the single Mesh Clutter object into a grid of several clutters.Операции с объектами Mesh Clutter основаны на числах с плавающей запятой, поэтому не рекомендуется использовать размеры, превышающие 10000 по длине и ширине. Если вам нужно заполнить области за пределами этого предела, вам нужно будет вручную разделить один объект Mesh Clutter на сетку из нескольких помех.

   The Sandworm Tool does the slicing automatically when generating terrain. Инструмент Sandworm автоматически выполняет нарезку при создании ландшафта.

4. Adjust the scattering parameters: set the desired Density in meshes per square unit; diversify the appearance of the forest by randomizing the Scale, Offset, and Rotation parameters.Настройте параметры рассеяния: установите желаемое Плотность в ячейках на единицу площади; разнообразить внешний вид леса, рандомизировав Масштаб, смещение и поворот параметры.

5. Make the clutter object child to the terrain and enable the Intersection flag to make trees follow the surface.Сделайте объект беспорядка дочерним по отношению к ландшафту и включите Перекресток флаг, чтобы деревья следовали за поверхностью.

   

   Примечание

   If the Intersection flag is enabled, toggle it off and on to forcefully re-generate the Clutter object.Если флаг Intersection включен, включите и выключите его, чтобы принудительно повторно сгенерировать объект Clutter.
6. Adjust the Visibility and Fade distances. Given the number of polygons that might come into play in a dense forest, it is recommended to make Mesh Clutter visible at as short distances as possible and use the Impostor objects at further distances.Настроить Видимость а также Тускнеть расстояния. Учитывая количество полигонов, которые могут вступить в игру в густом лесу, рекомендуется сделать Mesh Clutter видимым на как можно более коротких расстояниях и использовать объекты Impostor на более дальних расстояниях.

7. By default, trees are scattered across the whole area. You can mask areas with vegetation via the following approaches:По умолчанию деревья разбросаны по всей территории. Ты сможешь маскировать участки растительностью с помощью следующих подходов:

   • By using a single-channel texture. You can prepare a texture in third-party software or create a new one and draw the mask from scratch. All Mesh Clutter and Grass objects that use that texture are updated on the fly.Используя одноканальную текстуру. Вы можете подготовить текстуру в стороннем ПО или создать новую и нарисовать маску с нуля. Все объекты Mesh Clutter и Grass, использующие эту текстуру, обновляются на лету.

     

     

   • By using Landscape Terrain masks. You can use the data of Landscape Terrain masks to define the density of the vegetation, provided your world contains Landscape Terrain with configured masks: select the desired mask in the Mask Terrain parameter:Используямаски Landscape Terrain. Вы можете использовать данные масок Landscape Terrain для определения плотности растительности, при условии, что ваш мир содержит Landscape Terrain с настроенными масками: выберите нужную маску в параметре Mask Terrain:

     

     

     Landscape TerrainЛандшафтная местность

     

     Mask preview of Landscape TerrainПредварительный просмотр маски ландшафтного ландшафта

     

     Vegetation is scattered according to the terrain maskРастительность разбросана согласно маске местности

     You can also edit the mask by using the Brush Editor and have the Mesh Clutter updated on the fly.Вы также можете отредактировать маску с помощью Редактор кистей и обновлять Mesh Clutter на лету.

     Примечание

     All Landscape Terrain data, including masks, is subject to data streaming. If you have unoptimized streaming settings, there might be a bottleneck in mask data loading on world startup and changing the camera position, affecting the performance of Mesh Clutter generation.Все данные ландшафтного ландшафта, включая маски, подлежат потоковая передача данных . Если у вас неоптимизированные настройки потоковой передачи, узким местом может быть загрузка данных маски при запуске мира и изменение положения камеры, что влияет на производительность генерации Mesh Clutter.

   • As an additional feature, masking by a mesh is also available:В качестве дополнительной функции, маскировка сеткой также доступен:

     

   • Cutout by intersection with objects:Вырез по пересечению с объектами:

     1. Create Mesh Static or Decal representing a bounding cutout volume. Enable the Clutter Interaction flag for it.Создайте Mesh Static или Decal, представляющий ограничивающий объем выреза. Включите для него флаг Clutter Interaction.
     2. Choose and enable a bit of the Intersection mask of the object that will be used for the cutout feature.Выберите и включите часть маски Intersection объекта, которая будет использоваться для функции выреза.
     3. Enable the same bit of the Cutout Intersection mask of the Clutter object.Включите тот же бит маски Cutout Intersection объекта Clutter.
     4. Hide the visual representation of the object from the camera by disabling all bits of its Viewport mask and disabling shadow casting for it.Скрыть визуальное представление объекта от камеры, отключив все биты его маски Viewport и отключив отбрасывание теней для этого.

     

     Cutting out trees within a boxУдаление растительности внутри прямоугольной области

8. Keep the optimal Step value for the best performance.Сохраняйте оптимальное значение Step для лучшей производительности.

   The Clutter is rendered as a 2D grid, in each cell of which meshes are randomly scattered depending on the density and probability of appearing. Generation of meshes in the cells is time-sliced starting from the nearest cells to reduce the load on the CPU.Clutter визуализируется как 2D сетка, в каждой ячейке которой случайным образом разбросаны сетки в зависимости от плотности и вероятности появления. Генерация сеток в ячейках осуществляется с временным интервалом, начиная с ближайших ячеек, чтобы снизить нагрузку на ЦП.

   

   Cell divisionДеление клеток

   The Step value defines the cell size in units. Thus, this value specifies the resulting number of cells along each axis (the size divided by the step). It is highly recommended to choose the values that are divided with no remainder.Значение Step определяет размер ячейки в единицах. Таким образом, это значение указывает результирующее количество ячеек по каждой оси (размер, деленный на шаг). Настоятельно рекомендуется выбирать значения, которые делятся без остатка .

   Примечание

   Each cell requires 1 DIP call, so the higher the number of cells (i.e., the smaller the step), the more reduced the performance is. However, creating a large cell takes a longer time. When the camera moves fast enough, small cells are created one by one very fast and smoothly, but large ones can noticeably pop into sight and cause a slight rendering lag.Для каждой ячейки требуется DIP -вызов 1, поэтому чем больше количество ячеек (т. е. чем меньше шаг), тем больше снижается производительность. Однако создание большой ячейки занимает больше времени. Когда камера движется достаточно быстро, маленькие ячейки создаются одна за другой очень быстро и плавно, но большие могут заметно всплывать в поле зрения и вызывать небольшую задержку рендеринга.