Ретопология (Retopology)

Современное 3D-моделирование невозможно представить без скульптинга — процесса, позволяющего создавать невероятно детализированные модели с миллионами полигонов. Однако такая геометрия практически непригодна для анимации, геймдева и рендеринга в реальном времени. Именно здесь на сцену выходит ретопология — процесс создания новой, упрощённой и оптимизированной топологии модели.

Ретопология — это не просто технический этап, а ключевая составляющая пайплайна в производстве игр, кино и виртуальной реальности. Она позволяет превратить высокополигональную скульптурную модель в легко обрабатываемую, удобную для анимации сетку, сохранив при этом её визуальную целостность.

Что такое ретопология?

Ретопология — это процесс создания новой сетки (топологии) поверх существующей модели, обычно полученной методом скульптинга. Цель — уменьшить количество полигонов, при этом сохранить форму, силуэт и важные детали модели для последующего текстурирования, анимации или использования в игровых движках.

Новая сетка создаётся с учётом:

  • Эффективности (меньшее количество полигонов),

  • Анатомической и функциональной логики (особенно для персонажей),

  • Поддержки деформации (анимационные зоны, суставы),

  • УФ-развёртки и мэппинга (UV-unwrapping и bake displacement/normal maps).

Когда и зачем нужна ретопология?

Ретопология необходима в следующих случаях:

  1. Скульптинг высокого разрешения (ZBrush, Blender Sculpt, Mudbox):

    • Скульпт может состоять из миллионов полигонов.

    • С такой моделью нельзя работать напрямую в геймдвижке или на анимационном этапе.

  2. Фотореалистичные модели из фотограмметрии:

    • Сканы содержат много лишней геометрии.

    • Требуется ручная или автоматическая ретопология для оптимизации.

  3. Симуляции тканей или физики:

    • Нужна упрощённая топология для корректных вычислений.

  4. Анимация и риггинг:

    • Для деформируемых объектов нужна топология с правильным лупом и флоу.

  5. Оптимизация игровых ассетов:

    • Каждая вершина и каждый полигон имеет значение при разработке игр.

Ручная vs Автоматическая ретопология

1. Ручная ретопология

Наиболее точный способ. Художник вручную прокладывает лупы, контролирует топологию на уровне каждого полигона.

Преимущества:

  • Полный контроль над лупами (особенно важно для персонажей).

  • Оптимальная сетка под деформации.

  • Высокое качество и «чистая» топология.

Недостатки:

  • Времязатратно.

  • Требует опыта и технического понимания.

Инструменты:

  • Blender (Retopoflow, BSurface, Quad Draw)

  • Maya (Quad Draw Tool в Modeling Toolkit)

  • 3DCoat (Retopo Room)

  • Topogun

  • ZBrush (ZSphere + Topology Tool)

2. Автоматическая ретопология

Пользуется алгоритмами генерации упрощённой топологии.

Преимущества:

  • Быстро.

  • Идеально для неподвижных объектов, фоновых ассетов и блокинга.

Недостатки:

  • Низкое качество сетки для деформаций.

  • Непредсказуемые лупы.

  • Возможны артефакты при последующей запекании карт.

Инструменты:

  • ZRemesher (ZBrush) — один из лучших автоматических алгоритмов.

  • Instant Meshes — open-source решение.

  • Blender Remesh + Decimate — быстро, но грубо.

  • Houdini Auto-Remesh — подходит для VFX пайплайнов.

Ключевые принципы качественной ретопологии

  1. Чистота сетки:
    Использование четырехугольников (quads) предпочтительнее — они лучше деформируются и удобнее в работе.

  2. Edge Flow (поток рёбер):
    Направление ребер должно повторять анатомическую или структурную форму объекта.

  3. Полигональная плотность:
    Регулируйте плотность сетки в зависимости от функциональности зоны: больше — в зонах деформации, меньше — на плоскостях.

  4. Топологические лупы:

    • Глаза, рот, колени, локти — нуждаются в циклической топологии (edge loops).

    • Это критично для rigging и skinning.

  5. Контроль вершин:

    • Избегайте n-gon’ов (полигоны с >4 сторонами).

    • Минимизируйте треугольники в зонах деформации.

Ретопология в пайплайне: реальный пример

Допустим, вы создаёте персонажа для AAA-игры. Сначала в ZBrush создаётся детализированный скульпт (около 5–10 млн полигонов). Далее вы:

  1. Экспортируете highpoly как reference.

  2. В Topogun или Maya вручную создаёте ретоп-сетку, ориентируясь на анатомию и будущее поведение модели.

  3. После ретопологии — создаётся UV-развёртка.

  4. В Substance Painter или Marmoset Toolbag запекаются карты (normal, AO, curvature и пр.) с highpoly на lowpoly.

  5. Итоговая lowpoly-модель весит 10–50k полигонов, а визуально выглядит так же, как оригинал — за счёт baked maps.

Советы и best practices

  • Используйте symmetry и instancing для ускорения процесса.

  • Часто сохраняйтесь и делайте версии: ретопология может быть разрушена малейшим изменением.

  • Проверяйте нормали и flipped faces — ошибки на этом этапе ведут к проблемам с шейдерами.

  • После ретопа прогоните модель через Mesh Check (в Blender или Maya) для обнаружения ошибок геометрии.

Ретопология — это фундаментальный навык в арсенале 3D-художника. Она требует технической грамотности, понимания анатомии и практики. Несмотря на бурное развитие автоматических инструментов, ручная ретопология остаётся незаменимой при создании высококачественных моделей, предназначенных для анимации, кино и интерактивных приложений.

Ретопология — это не просто оптимизация. Это искусство создавать геометрию, которая работает.

Яндекс.Метрика