Domyślnie ostatnio ukończony model 3D jest podobny do pustego płótna - większość pakietów oprogramowania wyświetli go jako równomiernie oświetlony, neutralny odcień szarości. To nie jest sposób, w jaki model ostatecznie pojawia się w ostatecznym renderowaniu, więc jak to jest, że model przechodzi od nieciekawego odcienia szarości do w pełni szczegółowych postaci i środowisk, które widzimy w filmach i grach?
Surfacing, który obejmuje Układy UV , mapowanie tekstur , i budynek cieniowania , jest ogólnym procesem dodawania szczegółów do powierzchni obiektu 3D. Praca specjalisty od teksturowania lub shadera może brzmieć nieco mniej efektownie niż modelarza czy animatora, ale jest równie ważna w procesie doprowadzania filmu 3D lub gry do realizacji.
Cieniowanie i teksturowanie mogą być dwiema stronami tej samej monety, ale wciąż są to zasadniczo różne procesy, z których każdy zasługuje na własną dyskusję. W tej pierwszej części omówimy układy UV i wszystko, co się z nimi wiąże.
Rozpakowywanie modelu i tworzenie układu UV
Mapowanie tekstur, wynalezione przez Eda Catmull w 1974 roku, jest jednym z bardziej pomysłowych przełomów w historii grafiki komputerowej. Mówiąc ogólnie, mapowanie tekstury jest procesem dodawania koloru do modelu 3D poprzez rzutowanie dwuwymiarowego obrazu na jego powierzchnię.
Aby zastosować mapę tekstur do powierzchni modelu, najpierw trzeba ją rozpakować i nadać mu funkcjonalny układ UV, z którym będą mogli pracować artyści tekstur.
- Układ UV jest wizualną reprezentacją modelu 3D spłaszczonego na dwuwymiarowej płaszczyźnie. Każdy punkt na dwuwymiarowej płaszczyźnie nazywany jest a UV i reprezentuje wierzchołek obiektu 3D. W ten sposób wszystkie obszary w granicach układu UV odpowiadają konkretnemu miejscu na modelu.
- Rozpakowywanie: Rozpakowywanie to proces przypisywania każdej wielobocznej powierzchni zestawu współrzędnych UV na dwuwymiarowej płaszczyźnie obrazu. Współrzędne UV są ułożone wizualnie i eksportowane jako kwadratowy obraz bitmapowy z rozdzielczością od 512 x 512 aż do 6000 pikseli na 6000. Artysta, który maluje lub tworzy mapy tekstur dla modelu, ostatecznie użyje układu dla wskazówek podczas tworzenia plików tekstur.
- Tworzenie funkcjonalnego układu UV: Procedura wyznaczania współrzędnych UV modelu jest zwykle trójpoziomowa:
-
- Najpierw artysta wybierze grupę twarzy na modelu i zastosuje automatyczne rzutowanie na te twarze, aby zapewnić podstawę do pracy. Rzut jest zazwyczaj płaski lub cylindryczny w zależności od kształtu obiektu:
- Planarna projekcja: Płaska powierzchnia, taka jak ściana lub podłoga, miałaby rzut płaski, co oznacza po prostu, że powierzchnia 3D jest spłaszczona z jednego kierunku (zwykle z kamery). Jedyną przeszkodą w planarnych projekcjach jest to, że spłaszcza się przez cały model, więc jeśli zastosuje się rzut płaski do całej kostki, większość promieni UV znajdzie się jeden na drugim.
- Cylindryczny występ jest lepiej dopasowany do zakrzywionych powierzchni i działa dokładnie tak, jakbyś wziął rurkę, zrobił cięcie od końca do końca i rozpakował ją, dopóki nie był płaski. Istnieją również inne formy projekcji, ale dwie z nich są najczęściej spotykane.
-
- Ponieważ większość powierzchni nie jest idealnie płaska lub cylindryczna, techniki automatycznego mapowania rzadko dają zadowalający rezultat. Aby temu zaradzić, artysta ręcznie dostraja układ UV, poruszając się wokół promieni UV tak, jak modelarz naciskał i wyciągał wierzchołki. Dobry układ UV ma na celu zminimalizowanie szwów i przeznaczenie większej części przydzielonej rozdzielczości tekstury na obszary o wysokiej szczegółowości siatki, takie jak twarz postaci, lub szczególnie ozdobną część ich ubrania / zbroi.
- Ten proces jest powtarzany dla wszystkich wielokątów w modelu. Następnie artysta zajmie się układaniem lub nawet łączeniem grup UV w celu wyeliminowania szwów i stworzenia logicznego, dobrze zorganizowanego układu UV.
