Разработка VR-тренажёра «Ремонт фонтанной арматуры» Часть 1. Создание 3D-визуализация

В процессе разработки VR-тренажёра «Ремонт фонтанной арматуры» особое внимание уделяется
качеству визуализации, которая должна быть максимально достоверной для лучшего восприятия информации конечным пользователем.

Ключевыми этапами в процессе создания 3D-визуализации является:

1. Поиск референсов;
2. Создание 3D-моделей;
3. Сборка сцены.

Для разработки визуализации VR-тренажёра используется следующее программное обеспечение:
Autodesk 3ds Max, Zbrush, Adobe Substance 3D Painter, Marmoset Toolbag и Unity.

Поиск референсов

При создании 3D-визуализации использование референсов является одной из важнейших частей рабочего процесса. Это необходимо как для 3D-моделирования, так и для сборки сцен.

Основные источники для поиска референсов – это Google, Flickr или Pinterest.
Также на Artstation или Sketchfab можно найти примеры готовых работ.

Удобным инструментом для работы с референсами является PureRef, позволяющий организовать все изображения в одном месте.

Создание 3D-моделей

С пайплайном создания 3D-моделей можно ознакомиться в курсе Creating a AAA Game Asset
от Emiel Sleegers на Artstation.

Процесс создания прозрачных материалов (например, стекла) подробно представлен в видео
Substance Painter – Opacity Channel Setup.

В нашем случае для экспорта текстур из Substance 3D Painter в Unity с использованием URP
применяется шаблон Unity Universal Render Pipeline (Metallic Standard) (подробнее об URP
в следующем разделе).

Для создания High Poly 3D-модели ландшафта дополнительно используется Zbrush. Это необходимо
для добавления эффекта горной эрозии. В видео Terrain brushes for Zbrush – Creating realistic Terrains in just a few minutes подробно представлен процесс создания ландшафта с использованием различных кистей.

Сборка сцены

1. Выбор пайплайна рендеринга

Для разработки VR-тренажёра «Ремонт фонтанной арматуры» также необходимо выбрать подходящий пайплайн рендеринга, так как Unity предоставляет три готовых варианта с разными возможностями и характеристиками производительности. Переключения проекта с одного пайплайна на другой является сложным процессом,
так как в них используются разные шейдеры, которые могут не иметь одинаковых функций. Поэтому важно понимать их различия, чтобы принять правильное решение для своего проекта на ранней стадии разработки. Информация о пайплайнах рендеринга представлена в официальном руководстве для разработчиков от Unity (Render pipelines introduction).

Решение о выборе пайплайна рекомендуется принимать на основе нескольких ключевых критериев:

1. Поддержка различных платформ;
2. Совместимость с контентом из Unity Asset Store;
3. Качество графики;
4. Оптимизация и отладка для целевой платформы.

Подробнее о функциях и характеристиках каждого из пайплайнов можно узнать в разделе Render pipeline feature comparison и Choosing and configuring a render pipeline and lighting solution.

В нашем случае для разработки VR-тренажёра оптимальным выбором пайплайна является URP. В нём имеется поддержка необходимой платформы (PC и Oculus Quest 2), присутствует достаточно возможностей рендеринга качественной графики в реальном времени, а также имеется широкий функционал для оптимизации. Совместимость с контентом из Asset Store не имеет весомого значения, так как основной контент разрабатывается самостоятельно.

2. Создание проекта с использованием URP

Для создания проекта в Unity выбраны следующие решения:

• Версия Unity: 2021.2.19f1
• Пайплайн рендеринга: Universal Render Pipeline (URP)
• Версия URP: 12.1.6

Выбор версий обоснован их актуальностью на момент разработки, достаточно широким функционалом относительно предыдущих версий и надёжной поддержкой со стороны разработчиков ПО.

Создание проекта в Unity с использованием URP

В разделе Getting started также описан процесс создания проекта с использованием URP.

3. Добавление 3D-моделей и текстур в проект

Импорт 3D-моделей и текстур

Создание материалов и добавление объекта в сцену

Для всех материалов сцены используются шейдер Lit, подробное описание которого
представлено в разделе Lit Shader.

4. Освещение, качество визуализации и постобработка

На данном этапе настройки сцены ведётся работа с такими компонентами, как Light, Reflection Probes и Post Processing,с окном Lighting и с настройками графики URP. Подробнее об источниках света можно узнать
в разделе Types of light.

Добавление источника света Directional Light

Работа с настройками Environment в окне Lighting

Для неба в проекте используется ассет AllSky – 220+ Sky/Skybox Set.

Добавление источников отражения Reflection Probes

Добавление Post Processing

Настройка качества графики URP

Далее представлены скриншоты всех настроек в финальной версии сцены.