Rozbaľovanie modelu a vytvorenie rozloženia UV
Čo je povrch?
V predvolenom nastavení je nedávno dokončený 3D model veľa ako prázdne plátno - väčšina softvérových balíčkov ju zobrazí ako rovnomerne osvetlený, neutrálny odtieň šedej farby. Žiadne odrazy, žiadna farba, žiadne textúry. Len stará, nudná šedá.
Je zrejmé, že to nie je spôsob, akým sa model v konečnom dôsledku objaví v konečnom vykreslení , tak ako model vychádza z nezaujímavého odtieňa šedej až po úplne podrobné postavy a prostredie, ktoré vidíme vo filmoch a hrách?
Povrchové úpravy , ktoré zahŕňajú rozloženie UV , mapovanie textúr a budovanie shadrov , je celkový proces pridávania detailov na povrch 3D objektu.
Úloha špecializujúceho sa študujúceho alebo študujúceho môže znieť o niečo menej okázalú ako modelár alebo animátor, ale sú rovnako inštrumentálne v procese prinášania 3D filmu alebo hry.
Skúste si predstaviť Rango bez jeho farebnej šupinatej kože. Alebo Wall-E bez jeho fantasticky zvetranej a opotrebovanej farby. Bez dobrého tímu textúrnych maliarov a spisovateľov shaderov bude každá produkcia CG nakoniec vyzerať plochá a nepresvedčivá.
Stínovanie a textúrovanie môžu byť dve strany tej istej mince, ale stále sú to zásadne odlišné procesy, každý si zaslúži vlastnú diskusiu. V tejto prvej časti budeme diskutovať o rozloženiach UV a všetkom, čo súvisí s ich vytváraním. V druhej časti sa vrátime s vysvetlením mapovania textúr a potom zaokrúhlimeme sériu s rýchlym pohľadom na siete shaderu.
Rozbaľovanie modelu a vytvorenie rozloženia UV
Mapovanie textúr, ktoré vynašiel Ed Catmull v roku 1974, je jedným z dômyselnejších prelomov v histórii počítačovej grafiky. Ak chcete uviesť veci vo veľmi všeobecných termínoch, mapovanie textúr je proces pridávania farieb (alebo iných informácií) do 3D modelu tým, že sa na ich povrch premieta dvojrozmerný obraz.
Avšak na to, aby sme použili textúru na povrch modelu, musíme najskôr rozbaliť a dať funkčné UV rozloženie pre umelcov s textúrami, s ktorými sa dá pracovať.
- UV rozloženie je vizuálne zobrazenie 3D modelu splošteného na dvojrozmernú rovinu. Každý bod dvojrozmernej roviny sa nazýva UV a predstavuje vrchol na 3D objekte. Týmto spôsobom všetky oblasti v rámci hraníc UV rozloženia zodpovedajú konkrétnemu bodu na modeli. Jednoduchý spôsob zobrazenia toho, čo vyzerá UV rozloženie, je toto:
- Vyrobili ste niekedy kocku z papiera? Ak áno, zamyslite sa nad tvarom, ktorý ste potrebovali na rezanie do papiera, aby sa správne zložil do kocky - pravdepodobne to vyzeralo ako kríž, štyri jednotky (tváre) vysoké a tri naprieč. Ak bola táto kocka papiera 3D modelom, každý záhyb by bol hranou , každý kútik by bol vrcholom a každá plochá plocha by bola tvárou . Rozbaľovanie modelu je veľmi podobné, s výnimkou zvyčajne viac ako šiestich tvárí na vyrovnanie.
- Rozbaľovanie: Rozbaľovanie je proces priradenia každej mnohouholníkovej tváre súboru UV súradníc do dvojrozmernej roviny obrazu. UV súradnice sú vizuálne nastavené a exportované ako štvorcový bitmapový obrázok s rozlíšením kdekoľvek od 512 x 512 celkom až do 6000 pixelov o 6000. Umelec, ktorý maľuje alebo vytvára mapy textúr pre model, nakoniec použije rozloženie na usmernenie pri vytváraní textúr.
- Vytvorenie funkčného UV rozloženia: Postup stanovenia UV súradníc modelu je zvyčajne tri stupne:
- Umelec najprv vyberie skupinu tvárí na modeli a použije automatickú projekciu na tieto tváre, aby poskytla základ pre prácu. Projekcia je zvyčajne rovinná alebo valcovitá v závislosti od tvaru objektu:
- Planárna projekcia: Plochý povrch ako stena alebo podlaha by mal mať rovinný výčnelok, čo len znamená, že 3D povrch je sploštený z jedného smeru (zvyčajne z kamery). Jedna námietka s rovinnými výčnelkami spočíva v tom, že sa úplne splošťuje cez model - takže ak ste použili rovinnú projekciu na celú kocku, väčšina UVs skončí na seba.
- Valcovitý výčnelok je vhodnejší pre zakrivené povrchy a funguje presne tak, ako keby ste vybrali rúrku, urobili rez od konca do konca a rozbalili ju, kým nebol plochý. Existujú aj iné formy projekcií, ale dve diskutované sú najčastejšie.
- Pretože väčšina povrchov nie je úplne plochá alebo valcová, automatické mapovacie techniky zriedkavo poskytujú uspokojivý výsledok. Ak chcete bojovať proti tejto situácii, umelca manuálne upraví rozloženie UV žiarenia tým, že sa pohybuje okolo UV svetla tak, ako by modelár tlačil a vytiahol vrcholy. Dobré UV rozloženie má za cieľ minimalizovať švy a vyčleniť väčší podiel pridelených rozlíšení textúr do vysoko detailných oblastí oka, ako je tvár postavy alebo obzvlášť ozdobená časť ich odevu / brnenia.
- Tento proces sa opakuje pre všetky polygóny na modeli. Umelec potom začne pripravovať alebo dokonca zlúčiť UV skupiny, aby eliminoval švy a vytvoril logické, dobre organizované UV rozloženie.
A to je ono! Po rozbalení modelu sa proces ukladá do rúk textúrovým maliarom, ktorí vytvoria detailné obrazové mapy na vrchole dokončeného UV rozloženia.