Менять одежду на персонажах из MakeHuman в Unity3d

Цель статьи, перенести персонажа из Makehuman в Unity3d, так чтобы его одежду можно было снимать и надевать прямо во время игры.

Для этого нам понадобится Makehuman, Blender3d, Unity3d и его плагин UMA (они все бесплатные). Статья написана по мативам этого ютуб канала, повторя за автором я набил много шишек, и теперь готов изложить своё видине.

Этап 1: Создание персонажа в Makehuman

Это самый легкий и приятный этап, тут необходимо смоделировать персонажа. Makehuman довольно простая программа поэтому не буду описывать как в ней работать.

Но есть три важных момента. Во-первых: нужно добавить скелет к модели (добавляется во вкладке Pose/Animate). В этом туториале я использую риг Game Engine. Во-вторых, если на персонаже есть одежда, то нужно отключить опцию удаления полигонов под одеждой (это можно сделать во вкладке Geometris -> Clothes, и снять галочку Hide faces under clothes). В-третьих нужно экспортировать в fbx указать единицы метры. Так же, на всякий случай, можно сохранить модель.

Несколько дополнительных моментов

Не надо менять позу персонажа.
Одежду можно экспортировать по частям. То-есть не надо напяливать все шмотки сразу, можно например сначала сохранить персонажа у которого только штаны с рубашкой. В блендере экспортировать их, затем вернуться в makehuman, снять старую одежду и повторить операции экспорта, например, для шляпы и ботинок.

Единицы измерения метры, значит что десять клеточек в makehuman будут означать условный метр

Этап 2: Обработка его в Blender3d

Тут нам нужно сделать три вещи:

• Нормализовать модель

• Добавить глобальную кость

• Нарезать части тела

Запускаем Blender3d. Для начала нам нужно удалить свет, камеру и куб и импортировать нашу модель. Затем импортируем нашу модель: File -> Import -> fbx (и выбираем наш fbx файл)

Нормализация

Персонаж импортируется не в своей дефолтной позе. Если мы например с нуля смоделируем персонажа, затем зададим ему кости, то его дефолтная поза будет той, в которой мы его смоделировали. И если мы изменим ему позу при помощи костей и перейдем в режим редактирования, то сетка персонажа примет его дефолтную позу. Наша задача очистить трансформацию позы.

Очищаем трансформацию позы

Переходим в блендере в режим позы

Выделяем всё, (клавиша a)

Затем нажимаем pose ->clear transform -> all

Чтобы проверить что трансформации очищены, можно перейти в режим редактирования. Модель не должна при этом измениться.

После этого персонаж развернулся на 90 градусов, нужно вернуть его обратно

Вращение персонажа в блендер

Сначала нужно перейти в объектный режим.

Напоминаю что мышь должна находиться на экране с моделькой. Далее нужно нажать R для перехода в режим вращения, затем X для того чтобы вращение было только по этой оси. Затем на клавиатуре набрать -90 и нажать Enter

И наконец, нужно очистить внутреннее масштабирование и вращение всех мешей.

Добавление глобальной кости

Теперь нам нужно добиться чтобы скелет был совместим с UMA. Для этого нужно добиться такой иерархии костей.

Global (Head= 0,0,0 Tail=0,0,0.1) // новая кость
  Position (Head= 0,0,0 Tail=0,0,0.1) // бывшая  Root кость
    весь старый скелет (кость pelvis)

Пошаговая инструкция как этого добиться

Выделим Root кость и переименуем её в Position. Затем выставляем у неё характеристики Transform так же как на картинке.

Далее выделяем в арматуру (у меня это Game_engine) и переходим в режим редактирования. Далее нажимаем на add -> single bone

У нас появится кость с именем bone, и её нужно переименовать в Global и выставить в ней те же характеристики, что и для кости Position.

Далее нужно сделать Global кость предком кости Position. Для этого нужно сначала свернуть список дочерних костей у кости Position.

Далее выделить кость Global, затем зажав shift, выделить кость Position. Перевести мышь на экран с 3d моделью и нажать на ctrl + p, в выпадающем меню выбрать keep offset.

Нарезка персонажа

Персонаж в UMA состоит из слотов - это такие части модели на которые можно надевать/снимать какую нибудь шмотку. Например, когда мы надеваем броню на торс персонажа, у него должен исчезнуть торс и замениться торсом с доспехами.

В этом туториале мы разобъём персонажа на следующие слоты

• Голова

• Торс

• Ноги (без ступней)

• Ступни

• Глаза

• Волосы

Первом делом нам нужно создать сетку швов (seams mesh). Для того чтобы можно было менять те части, которые идут единой сеткой (например чтобы голова выглядела приделанной к туловищу, а не как отдельная моделька). Для этого нам нужно продублировать главную сетку.

Создание seams mesh

Выделяем главную сетку (в моём случае она выглядит вот так). Прочие сетки (глаза, волосы и одежду) я скрыл.

Нажимаем shift + d, затем RMB

В результате она должна продублироваться.

И называем её seams mesh (либо любым другим названием).

Теперь осталось добиться того, чтобы вместо старого меша были отдельные части.

Нарезка персонажа

Переходим в режим редактирования нашей главной сетки (не seams mesh).
В подрежим редактирование поверхностей.

Зажимаем alt и нажимаем на какой нибудь из прямоугольников на шее чтобы выделить полоску как на рисунке ниже (стараемся кликнуть ближе к вертикальному ребру чем к горизонтальному, иначе выделится вертикальная лента).

Далее входим в режим рентгеновского выделения

И нажимаем на c, появится кружок (если покрутить колесико мыши его размер изменится). И этим кружком выделяем голову. Внимательно смотрим чтобы не осталось не выделенных граней. У меня получилась вот такая голова.

Рентгеновское выделение можно выключить. Далее нажимаем на P и в выпадающем меню выбираем selection. Всё, голова отделена. Не забудем переименовать получившийся меш.

Теперь такую же операцию нужно проделать с другими частями. В результате у меня получилась вот такая картина. Тут поменял ракурс и выделил торс и ступни чтобы было лучше видно меши на которые я разбил модель.

Ещё я нарезал одежду и переименовал части тела.

Таким образом, мы имеем seams mesh и множество мешей если собрать которые получиться модель персонажа. Каждый с одинаковой арматурой.

Теперь экспортируем персонажа в формате fbx (желательно в ту же папку куда экспортировали из makehuman потому что там должны лежать текстуры к нему)

Этап 3: Создание UMA расы

Подготовка сцены

Открываем unity, настраиваем сцену, скачиваем вот этот ассет и импортируем его в unity. Это ничто иное как UMA - Unity Multipurpose Avatar, фреймворк который позволяет кастомизировать персонажей. Перетаскиваем префаб UMA/Getting Started/UMA_GLIB в иерархию.

Импорт персонажа

Создаём папку в юнити в которой будем работать, я назвал её characters. Перетаскиваем туда папку с нашим персонажем (fbx и текстуры). Возможно появиться сообщение о том, что некоторые текстуры не помечены как карты нормалей. Можно нажать fix now.

Для удобства при работе с UMA я закидываю всё в одну папку (в characters), потому что при создании и настройки ассетов постоянно приходиться указывать в них ссылки на друг друга. А каждый раз лазить по папкам не всегда удобно. В любом случае, после того как мы всё настроем можно будет навести порядок.

Выделяем в менеджере проекта нашу fbx модельку, в инспекторе снимаем галочку Convert Units, и нажимаем Apply. Далее переходим во вкладку rig в animation type, выбираем Humanoid и так же нажимаем Apply.

Теперь нажимаем в верхнем меню UMA -> Extract T-Pose (в менеджере проекта наша fbx модель должна быть выделена). В результате должна появиться папка TPoses с экспортированной т-позой.

Создание слотов и оверлеев

В верхнем меню выбирам UMA -> Slot Builder, появившийся окно я перетаскиваю рядом со вкладкой иерархии. Нажимаем на стрелочку рядом с fbx моделью и находим там часть seams mesh и перетаскиваем её в поле seams mesh в Slot Builder. В UMAMaterial выбирем UMA_defuse (для простоты). В slot destination folder переместите папку куда будут генерироваться слоты.

Теперь перетаскиваем части которые должны выглядеть единым мешем в панель automatic Drag and Drop porcessig. Это голова, торс, ноги и ступни (но не глаза и волосы). После того как закончили, в seams mesh выберите None и подобным образом перетащите глаза, волосы и одежду.

Теперь нужно создать оверлеи. Оверлей это по сути текстура, созданная специально для UMA, которую можно комбинировать с другими такими текстурами, используется например для добавления шрамов, татуировок, макияжа, рисунка на щите (ещё можно добиться чтобы цвет этого рисунка на щите менялся программно). Итак, правый клик мыши в менеджере проекта, Create -> UMA -> Core -> Overlay Asset. В Overlay name впишите имя оверлея (например head), в material выберете тот материал который указывали при создание слотов (в нашем случае это UMA_defuse) в спойлере количество каналов укажите 1, и перетащите в появившиеся поле _MainTex соответствующую текстуру. Туже операцию проделайте для других текстур.

Создание TextRecipe и RaceData

Снова правый клик мыши в менеджере проекта Create -> UMA -> Core -> Race Data, затем Create -> UMA -> Core -> Text Recipe. Первый файл - это файл расы. Второй - это базовый набор слотов/оверлеев для неё. Придумайте название для них и переименуйте файлы соответствующим образом. Выделите расу, в поле Race Name введите её название, в TPose перетащите т-позу которую мы получили ранее. В Base Race Recipe перетащите рецепт который мы только что создали.

Теперь нужно назанчить Wardrobe Slots, это что-то типа ячейки инвенторя, куда можно надеть шмотку. В них помещается Wardrobe Recipe. Wardrobe Recipe по сути это сама шмотка. В чем его отличие Wardrobe Recipe от обычный слотов? Слот это сменяемая одна из частей модели, вардроп рецепт это информация о том как этот слот (шмотка) будет надеваться на тело. Например если есть шляпа, то слот шляпы будет содержать мешь шляпы, (и информацию о том, оверлеи с каким матерьялом с ним совместимы). А Wardrobe Recipe будет содержать ссылку на этот слот, нужные оверлеи, и информацию о том что нужно убрать волосы (и другую шляпу если она есть), и ещё скрыть часть головы, если её части проходят сквозь шляпу. Поэтому в Wardrobe Slots можно создать примерно вот такой список:

• None

• Hair

• Shirt

• Pants

• Shoes

Теперь выделите файл с BaseRecipe, переключитесь на вкладку Slots. В поле Race Data перетащите наш файл расы (да, теперь файл расы и базовый рецепт ссылаются друг на друга). Теперь нужно перетащить слоты тела на соответствующую панель (слоты одежды и волос не обязательно перетаскивать). В результате должен получиться список из слотов. Теперь для каждого слота нужно перетащить соответствующий оверлей. В данном случае для всех частей тела используется один и тот же оверлей, и после перетаскивания он будет отображаться в панели shared overlays.

В верхнем меню нажмите UMA -> Global Library, и перетащите в левую панельку папку в которой мы работали.

Добавление персонажа на сцену

Всё что мы до этого делали было подготовкой к этому шагу. Перетаскиваем префаб UMA/Getting Started/UMADynamicCharacterAvatar в сцену (можно переименовать его). В инспекторе в компоненте Dynamic Character Avatar в поле Active Race выбираем нашу расу.

Нажимаем на Play. У вас должен появиться персонаж которого мы собрали.

Добавление одежды

Теперь создадим одежду Create -> UMA -> DCS -> Waredrop Recipe, выделяем созданный ассет назначаем ему расу, задаём имя и назначаем Wardrobe Slot . Затем по аналогии с созданием базового рецепта, перетаскиваем на панель слот и оверлей той шмотки которую мы ходим создать. Затем перетаскиваем этот ассет в глобальную библиотеку, так же как мы делали ранее. Проделываем эту операцию для других шмоток и волос. Теперь выделяем нашего персонажа в иерархии, в спойлере Castumization -> Default Recipes перетаскиваем созданные вардроп рецепты на панельку.

Если тело проходит сквозь одежду, то нужно создать сетку сокрытия. Create -> UMA -> Misc -> Mash Hide Asset, указывам слот с частью тела, который нужно частично скрыть, нажимаем на кнопку Begin Editing и в редакторе выделяем те грани, которые будут скрываться при надевании этой шмотки. Далее в Waredrop Recipe нажимаем на кнопку Add Mesh Hide Asset, и выбираем сетку сокрытия.

Теперь можно надевать и снимать эту вещь. Для этого выбираем наш Dynamic Character Avatar, и в спойлере Customisation -> Default Waredrop Recipes перетаскивам на панельку наш вардроп рецепт.

Добавление и удаление одежны программно

Для этого нужно использовать методы компонента DynamicCharacterAvatar. Для добавления SetSlot и ClearSlot для удаления, после этого нужно вызвать метод BuildCharacter. Первый аргумент SetSlot это имя слота куда необходимо надеть шмотку. Полный список доступных слотов можно посмотреть в файле рассы. Второй аргумент это имя файла нашего Waredrop Recipe. В ClearSlot нужно использовать только имя слота.

Вот пример скрипта, вам остаеться куда нибдуь повесить методы AddWardrobe и RemoveWardrobe.

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UMA;
using UMA.CharacterSystem;

public class Program : MonoBehaviour
{
	// сюда нужно перетащить наш Dynamic Character Avatar
	public GameObject DCA;
	private DynamicCharacterAvatar avatar;
	
	void Start(){
		avatar = DCA.GetComponent<DynamicCharacterAvatar>();
	}

	public void AddWardrobe(string wardrobeSlot, string wardrobeRecipe){
		avatar.SetSlot(wardrobeSlot,wardrobeRecipe);
		avatar.BuildCharacter();
	}
	
	public void RemoveWardrobe(string wardrobeSlot){
		avatar.ClearSlot(wardrobeSlot);
		avatar.BuildCharacter();
	}
}

Заключение

Спасибо что дочитали до конца, надеюсь эта статья станет для вас ещё одним шагом к созданию своей игры мечты.