Introduktion
The texture map is a final piece of a puzzle you just can’t do without when creating a model. Same as none of the 3D visualization or 3D-modelleringstjenester ville kunne give fremragende resultater, hvis det ikke var for de mange forskellige texture maps.
De bruges til at skabe specielle effekter, gentagne teksturer, mønstre og fine detaljer som hår, hud osv. Hvis du har et komplet mesh og et UV-map, vil det ikke give resultater at anvende teksturer på det blot.
Du har brug for teksturmaps til at definere farve, glans, glød, gennemsigtighed og mange andre kvaliteter i din 3D-model. Og disse er blot nogle få af dem.
Vi vil gøre dig bekendt med de mest almindelige typer teksturkort i 3D-modellering og deres kategorier.
Men først og fremmest.
Hvad er Texture Mapping?
Teksturmapping betyder i sin essens at anvende et 2D-billede på overfladen af 3D-objekter, kendt som UV-kortlægning, så computeren kan generere disse data på objektet under gengivelsen.
Kort sagt: teksturmapping er som at pakke et billede ind rundt om objektet for at afbilde teksturens pixels på 3D-overfladen.
Det reducerer antallet af polygoner og lynberegninger, der er nødvendige for at skabe en sofistikeret 3D-scene, betydeligt.
PBR vs. ikke-PBR-modellering
Du begynder at arbejde med tekstur, længe før du er færdig med din mesh, da du altid skal have den i tankerne. Den software, du opretter en model til, bestemmer, hvad teksturkort du skal bruge til at tilføje oplysninger.
Der er teksturkort til PBR- og ikke-PBR-materialer. Begge giver fotorealistiske teksturer, men den ene passer godt til spilmotorer og den anden til marketing- og reklameformål.
PBR er en forkortelse for fysisk baseret rendering, der bruger præcis belysning for at opnå fotorealistiske teksturer. Selv om det blev indført i 1980'erne, er det nu blevet en standard for alle materialer.
De bedste 3D-modelleringsprogrammer til brug af PBR er Unity, Unreal Engine 4 og Painter, Stof, og den kommende Blender v2.8.
Ikke-PBR, tværtimod, giver også fantastiske fotorealistiske resultater, men til en meget højere pris. Du skal bruge langt flere kort og indstillinger for at opnå disse resultater, selv med de fleksible teksturer.
Maya, 3ds Max og Modo er de mest almindelige programmer, der bruger ikke-PBR-teksturkort.
Når det er sagt, hvis du laver dine 3D-modeller til en spilmotor, bør du vælge PBR-teksturer. Men hvis du forfølger reklameformål, kan du sagtens rendere en model med en ikke-PBR-tekstur.
Et godt tip: uanset hvad, skal du UV-afvikle din model, så teksturerne bliver mappet på din model på den måde, du ønsker det, uanset hvilken teksturtype der anvendes.
PBR-teksturekort
Da PBR er ved at blive mere standardiseret og tilbyder flere forskellige teksturkort, begynder vi nu med dem.
Som nævnt er det ikke nok at have et 2D-billede, som du vil placere på din 3D-model, for at få resultatet. Du bruger flere teksturmaps til at justere forskellige indstillinger for at tilføje rigdom og finesse til din model. Så hvert kort er ansvarlig for forskellige effekter.
Der er følgende teksturkort:
1. Albedo
Albedo-teksturkort er et af de mest grundlæggende kort, du bruger i din model, da de definerer dens grundfarve uden skygger og blænding. De kan være et fladt lysbillede af det mønster, du ønsker at anvende på dit objekt, eller en enkelt farve.
Bemærk: for at undgå uoverensstemmelse i din 3D-model skal du sørge for, at belysningen er flad. Lynet kan være anderledes end på kildebilledet. Det skaber kun unødvendige skygger.
Desuden bruges de ofte til at skygge for reflekteret lys, især i metalteksturer.
2. Omgivende okklusion
Kortets målestok: Grå 一 sort angiver skyggefulde områder og hvid 一 de mest oplyste områder.
Hvis du leder efter noget, der er modsat Albedo-kort, men ikke kan finde navnet 一, er det ambient occlusion map, der ofte kaldes AO. AO-teksturkort kombineres normalt med albedo af PBR-motoren for at definere, hvordan den reagerer på lys.
Det er bruges til at forbedre objektets realisme ved at simulere de skygger, der genereres af omgivelserne. Så skyggerne er ikke helt sorte, men mere realistiske og blødere, især på steder, hvor der er mindre lys.
3. Normal
Kortets målestok: RGB-værdier 一 grøn, rød og blå, der svarer til X-, Y- og Z-aksen.
I normal maps bruges RGB-værdier (grøn, rød og blå) til at skabe bump og revner i din model for at give mere dybde til polygonnettet. R, G og B dikterer X-, Y- og Z-aksen i basisnettet i tre retninger for at sikre en bedre nøjagtighed.
Det er desuden vigtigt at bemærke, at normalmaps ikke ændrer et objekts grundgeometri. De bruger bare komplekse beregninger til at simulere buler eller stød med lyseffekterne..
Bemærk: da der bruges meget lys i et normal map, bør du skjule sømmene i dit objekt bedre, medmindre du ønsker, at de skal kunne ses tydeligt.
Med en sådan fremgangsmåde er disse bump ikke synlige efter et vist synspunkt, især hvis de er overdrevne. Det gør det dog muligt at holde polygonantallet lavt og samtidig få et ægte objekt.
Så det er en win-win.
4. Råhed
Kortets målestok: Grå 一 sort repræsenterer den maksimale ruhed, hvid 一 glat overflade.
Et teksturkort for ruhed eller glans er et selvforklarende kort. Så, den definerer, hvor glat din model er, afhængigt af hvordan lyset reflekteres af den. Dette kort er vigtigt, da forskellige objekter har forskellige niveauer af ruhed. Lyset spredes f.eks. ikke på samme måde over et spejl og gummi.
Så for at afspejle det bedst muligt i din model skal du justere ruhedsværdien. Hvis den er nul, vil modellen slet ikke sprede lys. Lyn og refleksioner vil være lysere i dette tilfælde.
På den anden side, hvis den er fuld, vil dit materiale få meget mere lys spredt rundt. Belysningen og refleksionen vil dog virke svagere.
5. Metalness
Kortets målestok: Grå 一 sort angiver ikke-metallisk, hvid 一 fuldt metallisk.
Denne er ret nem at gætte. Dette teksturkort definerer, om et objekt er lavet af metal. Metal reflekterer lyset anderledes end andre materialer, så det kan gøre en forskel for det endelige udseende af dit objekt. Det simulerer nemt det rigtige materiale og er tæt forbundet med albedo-kortet.
Selv om metalkort er i gråtoneskala, anbefales det, at du kun bruger sort/hvid-værdier.
Sort repræsenterer i dette tilfælde den del af kortet, hvor albedokortet er anvendt som diffus farve og hvid 一 for at definere reflektionernes lysstyrke og farve, og indstil sort som diffus farve for materialer.
Refleksionerne giver detaljerne og farven til materialerne, så den diffuse farve er ikke relevant i dette tilfælde.
Overordnet set giver metalkort en stor værdi, men da de er bundet sammen med albedokort, er der nogle begrænsninger for brugen af dem.
6. Højde
Kortets målestok: Grå 一 sort repræsenterer bunden af nettet, hvid 一 toppen.
Hvis du vil gå et skridt videre fra normalteksturkortet, skal du bruge højdekort. De giver dig de bedste detaljer, der ser lige godt ud fra alle vinkler og med forskellig belysning.
Højdekort anses for at være ressourcekrævende. I stedet for at simulere buler og ujævnheder ændrer de faktisk modellens geometri. Tilføjelse af små detaljer til mesh'et virker ikke som en stor ting, indtil du indser, at finere detaljer har en pris.
Et godt tip: Hvis du vil bruge højde-teksturkort på nettet, er det bedst at bage dem, når du eksporterer en 3D-model.
Højdemapper øger antallet af polygoner for et objekt. Det kan være fint for high poly-modellering, men disse kort forsinker stadig renderingstiden. Derfor bruges det kun af high-end spilmotorer, mens andre foretrækker normal maps.
7. Specular
Kortets målestok: fuld RGB 一 grøn, rød og blå (metallic udelades af albedo).
Alternativet til metalness map er specular map, som giver den samme effekt, hvis ikke bedre. Dette teksturkort er ansvarlig for farven og mængden af lys, der reflekteres af objektet. Det er vigtigt, hvis du ønsker at skabe skygger og refleksioner på ikke-metalliske materialer..
I PBR-teksturer påvirker de spejlende teksturer hvordan din albedo gengives ud af den ønskede tekstur og kan bruge fuld RGB-farve til det.
Lad os sige, at du vil oprette et messingmateriale med metalkortet. I dette tilfælde skal du bare male den pågældende del af dit kort med en messingfarve i albedo. Materialet vil fremstå som messing.
Hvis du i stedet bruger et spejlbillede, vil messingdelen af albedoen være sort. Her skal du male messingdetaljerne på spejlkortet. Resultatet vil være det samme 一 materialet vil fremstå messing.
Selv om du får mere fleksibilitet med spejlbilleder, gør processen denne metode mere kompleks..
Så det er op til dig, hvilken du vil bruge 一 metalness eller specular.
8. Opacitet
Kortets målestok: Grå 一 sort definerer gennemsigtig, hvid 一 uigennemsigtig.
Da metal, træ og plastik ikke er de eneste materialer, du bruger i dine modeller, er det vigtigt at kende til opacity texture map. Det giver dig mulighed for at gøre visse dele af din model gennemsigtige, især hvis du laver glaselementer eller trægrene.
Men hvis dit objekt er massivt glas eller lavet af et andet gennemsigtigt materiale, er det bedre at bruge den konstante værdi 0,0 for uigennemsigtighed og 1,0 for uigennemsigtighed. 一 gennemsigtig.
9. Refraktion
Kortets målestok: konstant værdi.
Materialet på en genstand bestemmer, hvordan lyset reflekteres af den. Lyset påvirker tilsvarende, om et objekt ser ægte nok ud. Det er især vigtigt for visse overflader som glas og vand, da de påvirker hastigheden af det lys, der bevæger sig gennem dem.
Lyset bøjes altså, når det passerer gennem gas eller væske, hvilket kaldes refraktion. Det er derfor, at visse ting ser forvrænget ud, når de ses gennem et gennemsigtigt objekt. Refraktion bidrager til dette i det virkelige liv, og brydningsteksturkort hjælper med at genskabe det i 3D-rummet.
10. Selvlysende
Kortets målestok: fuld RGB.
Ligesom objektet kan reflektere det "eksterne" lys, kan det også udsende noget lys, så det kan ses i mørke områder. Det er her, det sidste fulde PBR-teksturkort 一 selvlysende eller emissivt farvekort 一 kommer ind i billedet.
Det bruges til at skabe nogle LED-knapper eller simulere lyset fra bygninger. I princippet er det som et albedokort, men for lys.
Et godt tip: while you can light an entire scene with the self-illumination map, it can wash realism off your 3D model. It’s better to use conventional lighting in this case.
(Image-2 Vejledning om teksturkort)
Ikke-PBR-teksturekort
Since non-PBR texture maps are not standardized or used through a variety of 3D modeling software, there are quite a few to cover.
Diffus
Diffuse kort svarer til albedokortene. De definerer ikke kun de grundfarve på dit objekt men bruges af softwaren til at skygge det reflekterede lys. Det er faktisk det, der adskiller det diffuse kort fra albedo.
Diffuse kort er ikke lavet med fladt lys og bruger skyggeinformationer til at farve de omkringliggende objekter med farve. Du vil næppe bemærke det, men det vil gøre dit 3D-objekt mere realistisk.
Bump
Kortets målestok: Grå 一 sort angiver det laveste punkt i geometrien, hvid 一 det højeste.
Bump maps svarer til normale PBR maps, men er mere grundlæggende i dette tilfælde. De er de mindst ressourcekrævende og bruger enkle algoritmer til at ændre udseendet af din 3D-model.
I modsætning til normale kort, de bruger ikke RGB til at diktere tre dimensioner af et rum. I stedet anvender de gråtonekort, der fungerer i en op- eller nedadgående retning, hvor sort er det laveste punkt i geometrien og hvidt det højeste.
Der er dog en ulempe. Bump teksturkort passer bedst til flade overflader da det er svært at simulere geometrien på runde objekter og deres kanter.
Denne unøjagtighed er grunden til, at skalaen er tippet til fordel for de normale kort.
Refleksion
Endelig svarer reflekskortene til glans/råhedskortene i PBR-arbejdsgangen. De er normalt en konstant værdi, der bruges til at definere, hvor dit objekt skal kaste en refleksion.
Bemærk: refleksion er synlig på hele objektet, medmindre du bruger forskellige materialer.
Det er ikke nemt at arbejde med teksturer. Du burde have forstået det nu. Teksturmapping er en vigtig færdighed at beherske, da teksturer gør dit 3D-objekt komplet. Så det er et vigtigt skridt, du ikke må gå glip af, når du lærer hvordan man laver en 3D-model.
Et simpelt polygonnet ville ikke være så fantastisk som med teksturer, er du ikke enig?
3 Responses