Johdanto
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-mallinnuspalvelut pystyisi tuottamaan erinomaisia tuloksia, jos tekstuurikarttojen valikoima ei olisi liian suuri.
Niitä käytetään erikoistehosteiden, toistuvien tekstuurien, kuvioiden ja hienojen yksityiskohtien, kuten hiusten ja ihon, luomiseen. Jos sinulla on valmis verkko ja UV-kartta, pelkkä tekstuurin levittäminen siihen ei tuota tuloksia.
Tarvitset tekstuurikarttoja 3D-mallisi värien, kiiltävyyden, hehkun, läpinäkyvyyden ja monien muiden ominaisuuksien määrittämiseen. Ja nämä ovat vain muutamia niistä.
Tutustumme 3D-mallinnuksen yleisimpiin tekstuurikarttatyyppeihin ja niiden luokkiin.
Mutta asiat ensin.
Mikä on tekstuurikartoitus?
Tekstuurikartoitus tarkoittaa pohjimmiltaan 2D-kuvan soveltamista 3D-objektien pintaan, jota kutsutaan nimellä "tekstuurikartoitus". UV-kartoitus, jotta tietokone voi tuottaa nämä tiedot kohteeseen renderöinnin aikana.
Yksinkertaisesti sanottuna: tekstuurikartoitus on kuin käärisi kuvan objektin ympärille, jotta tekstuurin pikselit voidaan kuvata 3D-pinnalle.
Se vähentää huomattavasti polygonien ja salamalaskelmien määrää, joita tarvitaan hienostuneen 3D-kohtauksen luomiseen.
PBR vs. ei-PBR-mallinnus
Alat työskennellä tekstuurin kanssa jo kauan ennen kuin saat verkkosi valmiiksi, sillä sinun on aina pidettävä se mielessäsi. Ohjelmisto, johon luot mallin, määrittelee, mitä tekstuurikartat jota käytät yksityiskohtien lisäämiseen.
Tekstuurikarttoja on PBR- tai ei-PBR-materiaaleille. Molemmat tarjoavat fotorealistisia tekstuureja, mutta toinen sopii hyvin pelimoottoreihin ja toinen markkinointi- ja mainostarkoituksiin.
PBR on lyhenne fyysiseen renderöintiin perustuvasta renderöinnistä. käyttää tarkkaa valaistusta fotorealististen tekstuurien saavuttamiseksi.. Vaikka se ilmestyi 1980-luvulla, siitä on nyt tullut kaikkien materiaalien standardi.
Parhaat 3D-mallinnusohjelmistot PBR:n käyttöön ovat Unity, Unreal Engine 4 ja Painter, Aineja tuleva Blender v2.8.
Ei-PBRpäinvastoin, mahdollistaa myös upeat fotorealistiset tulokset, mutta paljon kalliimpaan hintaan.. Sinun on käytettävä paljon enemmän karttoja ja asetuksia saadaksesi nämä tulokset, vaikka tekstuurit ovatkin joustavia.
Maya, 3ds Max ja Modo ovat yleisimpiä sovelluksia, jotka käyttävät muita kuin PBR-tekstuurikarttoja.
Näin ollen, jos luot 3D-mallisi pelimoottoria varten, sinun on parempi käyttää PBR-tekstuureja. Jos kuitenkin tavoittelet myynninedistämistarkoituksia, voit renderöidä mallin, jossa ei ole PBR-tekstuuria.
Pro-vinkki: Joka tapauksessa sinun on poistettava mallisi UV-käärintä, jotta tekstuuri saadaan kuvattua malliin haluamallasi tavalla riippumatta käytetystä tekstuurityypistä.
PBR-tekstuurikartat
Koska PBR:stä on tulossa standardoitu ja se tarjoaa enemmän erilaisia tekstuurikarttoja, aloitamme niistä.
Kuten aiemmin todettiin, 2D-kuva, jonka haluat sijoittaa 3D-malliin, ei riitä tuloksen saamiseksi. Käytät useita tekstuurikarttoja, joilla voit säätää eri vaihtoehtoja ja lisätä mallisi rikkautta ja hienovaraisuutta. Jokainen kartta vastaa siis erilaisista vaikutuksista.
Tekstuurikarttoja on seuraavat:
1. Albedo
Albedotekstuurikartat ovat yksi perustavimmista kartoista, joita käytät mallissasi, koska ne määrittelevät sen perusvärin ilman varjoja tai häikäisyä.. Ne voivat olla tasainen vaalea kuva kuviosta, jota haluat soveltaa kohteeseen, tai yksittäinen väri.
Huom: jotta 3D-mallisi ei olisi epäjohdonmukainen, varmista, että valaistus on tasainen. Salama voi olla erilainen kuin lähdekuvassa. Se luo vain tarpeettomia varjoja.
Lisäksi niitä käytetään usein varjostamaan heijastunutta valoa, erityisesti metallirakenteissa.
2. Ympäristön peittyminen
Kartan mittakaava: Harmaa 一 musta tarkoittaa varjoisia alueita ja valkoinen 一 valaistuja alueita.
Jos etsit jotain vastakohtaa Albedo-kartoille, mutta et löydä sen nimeä 一 se on ambient occlusion map, josta käytetään usein nimitystä AO. PBR-moottori yhdistää AO-tekstuurikartat yleensä albedon kanssa määrittelemään, miten se reagoi valoon.
Se on käytetään kohteen realistisuuden parantamiseen simuloimalla ympäristön tuottamia varjoja.. Varjot eivät siis ole täysin mustia, vaan realistisempia ja pehmeämpiä, erityisesti paikoissa, joihin tulee vähemmän valoa.
3. Normaali
Kartan mittakaava: RGB-arvot 一 vihreä, punainen ja sininen, jotka vastaavat X-, Y- ja Z-akselia.
Normaalikartoissa RGB-arvoja (vihreää, punaista ja sinistä) käytetään luomaan kuoppia ja halkeamia malliin, jotta malliin saadaan lisää syvyyttä. polygoniverkko. R, G ja B määräävät perusverkon X-, Y- ja Z-akselin kolmessa suunnassa paremman tarkkuuden varmistamiseksi.
Lisäksi on tärkeää huomata, että normaalikartat eivät muuta objektin perusgeometriaa. He vain käyttävät monimutkaisia laskutoimituksia teeskennelläkseen lommoja tai kuoppia valotehosteiden avulla..
Huom: koska normaalikartassa käytetään paljon valoa, objektin saumat kannattaa piilottaa paremmin, ellet halua niiden näkyvän selvästi.
Tällaisella lähestymistavalla nämä kuoppia ei näy tietyn katselupisteen jälkeen, varsinkin jos ne ovat liioiteltuja. Polygonien määrä voidaan kuitenkin pitää alhaisena, mutta samalla saadaan aikaan todellinen objekti.
Joten kaikki voittavat.
4. Karheus
Kartan mittakaava: Harmaa 一 musta edustaa suurinta karheutta, valkoinen 一 sileä pinta.
Karheus- tai kiiltävyystekstuurikartta on itsestään selvä kartta. Niinpä, se määrittelee, kuinka sileä malli on, riippuen siitä, miten valo heijastuu siitä.. Tämä kartta on elintärkeä, koska eri kohteilla on erilainen karheusaste. Valo ei esimerkiksi hajoa peiliin ja kumiin samalla tavalla.
Jotta se näkyisi mallissasi parhaalla mahdollisella tavalla, sinun on säädettävä karheuden arvoa. Jos se on nolla, malli ei sirota valoa lainkaan. Tällöin salamat ja heijastukset ovat kirkkaampia.
Toisaalta, jos se on täynnä, materiaalisi saa paljon enemmän valoa hajalleen. Valaistus ja heijastus näyttävät kuitenkin himmeämmiltä.
5. Metalness
Kartan mittakaava: Harmaa 一 musta tarkoittaa ei-metallista, valkoinen 一 täysin metallinen.
Tämä on melko helppo arvata. Tämä tekstuurikartta määrittelee, onko esine tehty metallista. Metalli heijastaa valoa eri tavalla kuin muut materiaalit, joten se voi vaikuttaa objektin lopulliseen ulkonäköön. Se simuloi helposti todellista materiaalia ja on tiiviisti sidoksissa albedokarttaan.
Vaikka metallikartat ovat harmaasävykarttoja, on suositeltavaa käyttää vain mustavalkoisia arvoja.
Musta tässä tapauksessa edustaa sitä osaa kartasta, jossa käytetään albedokarttaa. diffuusi väri ja valkoinen 一 määrittelemään heijastusten kirkkauden ja värin sekä asettamaan mustan materiaalien diffuusiksi väriksi.
Heijastukset antavat yksityiskohdat ja värin materiaaleille, joten diffuusilla värillä ei ole merkitystä tässä tapauksessa.
Kaiken kaikkiaan metallikartat tarjoavat suuren lisäarvon, mutta koska ne ovat sidoksissa albedokarttoihin, niiden käytölle asetetaan joitakin rajoituksia.
6. Korkeus
Kartan mittakaava: Harmaa 一 musta edustaa verkon pohjaa, valkoinen 一 huippua.
Jos haluat mennä askeleen pidemmälle normaalitekstuurikartasta, sinun on käytettävä korkeuskarttoja. Ne antavat parhaat yksityiskohdat, jotka näyttävät yhtä hyvältä kaikissa kulmissa ja eri valaistuksissa..
Korkeuskarttojen katsotaan vaativan paljon resursseja. Lommojen ja kuoppien teeskentelyn sijaan ne itse asiassa muokkaavat mallisi geometriaa. Pienten yksityiskohtien lisääminen verkkoon ei tunnu suurelta asialta, kunnes huomaat, että hienommilla yksityiskohdilla on hintansa.
Pro-vinkki: jos haluat käyttää korkeustekstuurikarttoja verkossa, ne on parasta leipoa 3D-mallin viennin yhteydessä.
Korkeuskartat lisäävät objektin polygonimäärää. Se voi olla hyvä high poly mallinnus, mutta silti nämä kartat hidastavat renderöintiaikaa. Siksi sitä käytetään vain huippuluokan pelimoottoreissa, kun taas muut käyttävät mieluummin normaalikarttoja.
7. Specular
Kartan mittakaava: täysi RGB 一 vihreä, punainen ja sininen (metallinen jätetty pois albedosta).
Vaihtoehto metallinmakuukartalle on peilikuvakartta, joka tarjoaa saman vaikutuksen, ellei jopa paremman. Tämä tekstuurikartta vastaa objektin heijastaman valon väristä ja määrästä. Se on tärkeää, jos haluat luoda varjoja ja heijastuksia ei-metallisiin materiaaleihin..
PBR-tekstuureissa spekulaariset vaikuttavat siihen, miten albedo renderöidään halutusta tekstuurista, ja siihen voidaan käyttää täyttä RGB-väriä.
Oletetaan, että haluat luoda messinkimateriaalin metallikartan avulla. Tässä tapauksessa maalaat vain kartan kyseisen osan messingin väriseksi albedossa. Materiaali näyttää messinkiseltä.
Sen sijaan, jos käytät peilikarttaa, albedon messinkiosuus on musta. Tässä tapauksessa sinun on maalattava messinkiset yksityiskohdat spekulaarikartan päälle. Tulos on sama 一 materiaali näyttää messinkiseltä.
Vaikka spekulaarikarttojen avulla saat enemmän joustavuutta, prosessi lisää menetelmän monimutkaisuutta..
Joten, se on sinusta kiinni, kumpi käyttää 一 metalness tai specular.
8. Opasiteetti
Kartan mittakaava: Harmaa 一 musta määrittelee läpinäkyvän, valkoinen 一 läpinäkymätön.
Koska metalli, puu ja muovi eivät ole ainoita materiaaleja, joita käytät malleissasi, on tärkeää tuntea opasiteetti-tekstuurikartta. Sen avulla voit tehdä tietyt mallisi osat läpinäkyviksi, erityisesti jos luot lasielementtejä tai puun oksia.
Jos objektisi on kuitenkin kiinteää lasia tai muuta läpikuultavaa materiaalia, on parempi käyttää vakioarvoa 0.0 on läpinäkymätön ja 1.0 läpinäkymätön. 一 läpinäkyvä.
9. Taittuminen
Kartan mittakaava: vakioarvo.
Esineen materiaali määrittää, miten valo heijastuu siitä. Valo vaikuttaa vastaavasti siihen, näyttääkö esine riittävän aidolta. Se on erityisen tärkeää tietyille pinnoille, kuten lasille ja vedelle, koska ne vaikuttavat niiden läpi kulkevan valon nopeuteen.
Valo siis taipuu, kun se kulkee kaasun tai nesteen läpi, jota kutsutaan nimellä taittuminen. Siksi tietyt asiat näyttävät vääristyneiltä, kun niitä tarkastellaan läpinäkyvän esineen läpi. Taittuminen vaikuttaa tähän tosielämässä, ja taittumistekstuurikartat auttavat jäljittelemään sitä 3D-avaruudessa.
10. Itsevalaiseva
Kartan mittakaava: täysi RGB.
Samoin kuin esine voi heijastaa "ulkoista" valoa, se voi myös lähettää valoa, joka näkyy myös pimeillä alueilla. Tässä kohtaa viimeinen täysi PBR-tekstuurikartta 一 self-illumination tai emissiivinen värikartta 一 tulee kuvaan.
Sitä käytetään joidenkin LED-painikkeiden luomiseen tai rakennuksista paistavan valon simulointiin. Periaatteessa se on kuin albedokartta, mutta valolle.
Pro-vinkki: 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.
(Kuva-2 Tekstuurikarttojen opas)
Ei-PBR-tekstuurikartat
Since non-PBR texture maps are not standardized or used through a variety of 3D modeling software, there are quite a few to cover.
Diffuusi
Diffuusiokartat vastaavat albedokarttoja. Ne eivät ainoastaan määritä objektin perusväri mutta ohjelmisto käyttää niitä heijastuneen valon varjostamiseen. Se itse asiassa erottaa diffuusikartan albedosta.
Diffuusiokarttoja ei tehdä tasaisella valolla, vaan ne käyttävät varjotietoa ympäröivien kohteiden värisävyttämiseen. Sitä tuskin huomaa, mutta se tekee 3D-objektistasi realistisemman.
Bump
Kartan mittakaava: Harmaa 一 musta osoitti geometrian alimman pisteen, valkoinen 一 korkeimman.
Bump-kartat ovat samankaltaisia kuin normaalit PBR-kartat, mutta ne ovat tässä tapauksessa yksinkertaisempia. Ne vaativat vähiten resursseja ja käyttävät yksinkertaisia algoritmeja 3D-mallisi ulkonäön muuttamiseen.
Toisin kuin normaalikartat, he eivät käytä RGB:tä määrittelemään tilan kolmea ulottuvuutta.. Sen sijaan ne käyttävät harmaasävykarttoja, jotka toimivat ylös- tai alaspäin, jolloin musta on geometrian alin kohta ja valkoinen on korkein.
Tästä on kuitenkin haittapuolensa. Bump tekstuurikartat sopivat parhaiten tasaisille pinnoille koska pyöreiden kohteiden ja niiden reunojen geometrian väärentäminen on vaikeaa.
Tämän epätarkkuuden vuoksi mittakaava kallistuu normaalikarttojen eduksi.
Heijastus
Lopuksi heijastuskartat vastaavat PBR-työnkulun kiilto-/karheuskarttoja. Ne ovat yleensä vakioarvoja, joita käytetään määrittämään, mihin kohteesi tulisi heijastaa.
Huom: heijastus näkyy koko kohteessa, ellet käytä eri materiaaleja.
Tekstuurien kanssa työskentely ei ole yksinkertaista. Sinun olisi pitänyt jo tajuta se. Tekstuurikartoitus on tärkeä taito hallita, sillä tekstuurit tekevät 3D-objektista täydellisen. Se on siis tärkeä vaihe, jota et voi jättää väliin, kun opit oppimaan miten 3D-mallinnus tehdään.
Pelkkä polygoniverkko ei olisi yhtä upea kuin tekstuurien kanssa, eikö totta?
3 Vastaukset