3D Texture Maps Fundamentals

cos'è una mappa texture
Ottieni una panoramica completa delle mappe texture più popolari nella modellazione 3D.
Affina la tua abilità di modellazione 3D con una conoscenza critica delle texture.

Tabella dei contenuti

Introduzione

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 Servizi di modellazione 3D sarebbe in grado di fornire risultati eccezionali se non fosse per la varietà delle mappe texture. 

Sono utilizzati per creare effetti speciali, texture ripetute, modelli e dettagli fini come i capelli, la pelle, ecc. Se hai una mesh completa e una mappa UV, applicare semplicemente una texture ad essa non darà i risultati sperati. 

Hai bisogno di mappe texture per definire il colore, la lucentezza, il bagliore, la trasparenza e molte altre qualità del tuo modello 3D. E queste sono solo alcune di esse. 

Ti faremo conoscere i tipi più comuni di mappe texture nella modellazione 3D e le loro categorie.

Ma prima le cose importanti.

Cos'è il Texture Mapping?

Texture mapping, nella sua essenza, significa applicare un'immagine 2D sulla superficie di oggetti 3D, conosciuti come Mappatura UVin modo che il computer possa generare quei dati sull'oggetto durante il rendering.

In poche parole: Il texture mapping è come avvolgere un'immagine intorno all'oggetto per mappare i pixel della texture sulla superficie 3D.

Riduce significativamente il numero di poligoni e i calcoli dei fulmini necessari per creare una scena 3D sofisticata.

cos'è il texture mapping

Modellazione PBR vs Non-PBR

Cominci a lavorare con la texture molto prima di finire la tua maglia poiché devi sempre tenerla a mente. Il software per cui crei un modello determina ciò che mappe texture che userai per aggiungere dettagli.

Ci sono mappe di texture per materiali PBR o non-PBR. Entrambi forniscono texture fotorealistiche, ma uno è adatto ai motori di gioco e l'altro a scopi promozionali e di marketing. 

PBR è un'abbreviazione per il rendering basato sulla fisica che utilizza un'illuminazione accurata per ottenere texture fotorealistiche. Anche se è apparso negli anni '80, ora è diventato uno standard per tutti i materiali.

I migliori software di modellazione 3D per utilizzare PBR sono Unity, Unreal Engine 4, Painter, Sostanza, e il prossimo Blender v2.8. 

PBR spiegato in 3 minuti - Rendering basato sulla fisica

Non-PBRal contrario, anche per risultati fotorealistici sbalorditivi, ma ad un prezzo molto più alto. Devi usare molte più mappe e impostazioni per ottenere questi risultati anche con la flessibilità delle texture.

Maya, 3ds Max e Modo sono le applicazioni più comuni che utilizzano mappe texture non-PBR. 

Detto questo, se crei i tuoi modelli 3D per un motore di gioco, è meglio che tu vada con le texture PBR. Tuttavia, se persegui scopi promozionali, starai bene rendendo un modello con texture non PBR.

Suggerimento: In entrambi i casi, devi eseguire l'unwrap UV del tuo modello in modo che la texture sia mappata sul tuo modello nel modo che intendi tu, indipendentemente dal tipo di texture utilizzata.

Mappe di texture PBR

guida alle diverse mappe texture

Ora, dato che il PBR sta diventando più standardizzato e offre più varietà di mappe texture, inizieremo con loro. 

Come detto prima, avere un'immagine 2D che vuoi mettere sul tuo modello 3D non è sufficiente per ottenere il risultato. Utilizzi più mappe texture per modificare diverse opzioni per aggiungere ricchezza e sottigliezza al tuo modello. Quindi, ogni mappa è responsabile di diversi effetti.

Ci sono le seguenti mappe texture:

1. Albedo

Le mappe texture Albedo sono una delle mappe più basilari che usi nel tuo modello poiché definiscono il suo colore di base senza ombre o riflessi. Riguardo a questo, possono essere un'immagine chiara e piatta del motivo che vuoi applicare al tuo oggetto o un singolo colore. 

Nota: Per evitare incongruenze nel tuo modello 3D, assicurati che l'illuminazione sia piatta. Il fulmine può essere diverso dall'immagine di partenza. Crea solo ombre inutili.

albedo diffusa mappa dei colori di base
Mappa dell'albedo

Inoltre, sono spesso utilizzati per ombreggiare la luce riflessa, specialmente nelle texture metalliche.

2. Occlusione ambientale

Scala della mappa: Il grigio 一 nero denota le aree in ombra e il bianco 一 le aree pi羅 illuminate.

Se stai cercando qualcosa di opposto alle mappe Albedo ma non riesci a trovarne il nome 一 si tratta della mappa di occlusione ambientale spesso chiamata AO. Le mappe texture AO sono solitamente combinate con l'albedo dal motore PBR per definire come reagisce alla luce.

mappatura della mappa ao
Mappa AO

È utilizzato per migliorare il realismo dell'oggetto simulando le ombre generate dall'ambiente. Quindi, le ombre non sono nere solide, ma più realistiche e più morbide, specialmente nei punti che ricevono meno luce.

mappa di occlusione ambientale
Mappa di occlusione ambientale

3. Normale

Scala della mappa: Valori RGB 一 verde, rosso e blu che corrispondono agli assi X, Y e Z.

Nelle mappe normali, i valori RGB (verde, rosso e blu) sono utilizzati per creare dossi e crepe nel tuo modello per aggiungere più profondità al maglia poligonale. R, G e B dettano gli assi X, Y e Z della mesh di base in tre direzioni per assicurare una migliore precisione.

oggetto mappa delle normali
Mappa normale

Inoltre, è importante notare che le mappe normali non cambiano la geometria di base di un oggetto. Usano solo calcoli complessi per fingere le ammaccature o gli urti con gli effetti di luce

Nota: dato che c'è molta luce usata in una mappa normale, dovresti nascondere meglio le cuciture del tuo oggetto, a meno che tu non voglia che siano chiaramente visibili.

mappa normale texture

Con un tale approccio queste protuberanze non sono visibili oltre un certo punto di vista, specialmente se sono esagerate. Tuttavia, permette di mantenere basso il numero di poligoni pur ottenendo un oggetto reale.

Quindi, è una vittoria per tutti.

4. Ruvidità 

Scala della mappa: Il grigio 一 nero rappresenta la massima rugosità, il bianco 一 superficie liscia.

Una mappa texture rugosità o lucentezza è una mappa che si spiega da sola. Quindi, definisce quanto è liscio il tuo modello, a seconda di come la luce si riflette su di esso. Questa mappa è vitale poiché oggetti diversi hanno diversi livelli di rugosità. Ad esempio, la luce non sarà diffusa attraverso uno specchio e una gomma nello stesso modo. 

texture della mappa di rugosità
Mappa della rugosità

Quindi per rifletterla nel tuo modello nel miglior modo possibile devi modificare il valore della rugosità. Se è zero, il modello non diffonderà affatto la luce. I fulmini e i riflessi saranno più luminosi in questo caso. 

D'altra parte, se è pieno, il tuo materiale riceverà molta più luce sparsa in giro. Tuttavia, l'illuminazione e il riflesso appariranno più fiochi.

esempio di mappa di rugosità

5. Metalness

Scala della mappa: Grigio 一 nero denota non metallico, bianco 一 completamente metallico.

Questo è abbastanza facile da indovinare. Questa mappa texture definisce se un oggetto è fatto di metallo. Il metallo riflette la luce in modo diverso dagli altri materiali, quindi può fare la differenza nell'aspetto finale del tuo oggetto. Simula facilmente il materiale reale ed è strettamente legata alla mappa albedo.

Anche se le mappe metalliche sono in scala di grigi, si raccomanda di utilizzare solo valori in bianco e nero.

mappa metallica
Mappa metallica 

Il nero, in questo caso, rappresenta quella parte della mappa che usa la mappa albedo come colore diffuso e bianco 一 per definire la luminosit e il colore dei riflessi e imposta il nero come colore diffuso per i materiali.

I riflessi forniscono i dettagli e il colore per i materiali, quindi il colore diffuso non è rilevante in questo caso.

mappa del metallo
Mappa del metallo 

Nel complesso, le mappe metalliche forniscono un grande valore, ma essendo legate alle mappe albedo pongono alcune limitazioni al loro utilizzo. 

6. Altezza

Scala della mappa: Il grigio 一 nero rappresenta il fondo della maglia, il bianco 一 il picco.

Per fare un passo avanti rispetto alla mappa texture normale, devi utilizzare le mappe di altezza. Ti danno i migliori dettagli che sembrano ugualmente buoni in tutte le angolazioni e con diverse luci

scala della mappa dell'altezza
Mappa dell'altezza

Le mappe di altezza sono considerate ad alta intensità di risorse. Invece di fingere le ammaccature e gli urti, modificano effettivamente la geometria del tuo modello. Aggiungere piccoli dettagli alla mesh non sembra un grosso problema finché non ti rendi conto che i dettagli più fini hanno un prezzo. 

Suggerimento: se vuoi utilizzare le mappe texture in altezza sul web, è meglio fare il bake quando si esporta un modello 3D.

oggetto mappa altezza

Le mappe di altezza aumentano il numero di poligoni di un oggetto. Potrebbe andare bene per modellazione high polyma comunque queste mappe rallentano il tempo di rendering. Ecco perché è usato solo dai motori di gioco di fascia alta, mentre altri preferiscono le mappe normali. 

7. Speculare

Scala della mappa: RGB completo 一 verde, rosso e blu (metallico lasciato fuori dall'albedo).

L'alternativa alla mappa metallica è la mappa speculare che fornisce lo stesso effetto se non migliore. Questa mappa texture è responsabile del colore e della quantità di luce riflessa dall'oggetto. È importante se vuoi creare ombre e riflessi su materiali non metallici.

Nelle texture PBR, quelle speculari influenzano il modo in cui l'albedo viene reso dalla texture desiderata e possono utilizzare il colore RGB completo per questo.

Diciamo che vuoi creare un materiale ottone con la mappa metallo. In questo caso, basta dipingere quella sezione della tua mappa con un colore ottone nell'albedo. Il materiale apparirà in ottone. 

mappa speculare vs metalness
Mappa speculare e mappa di metalness a confronto (fonte YouTube)

Invece, se usi una mappa speculare la sezione in ottone dell'albedo sarà nera. Qui dovrai dipingere i dettagli in ottone sulla mappa speculare. Il risultato sarà lo stesso 一 il materiale apparirà in ottone.

Anche se ottieni più flessibilità con le mappe speculari, il processo aggiunge più complessità a questo metodo.

Quindi, sta a te decidere quale usare 一 metallico o speculare.

8. Opacità

Scala della mappa: Il grigio 一 nero definisce la trasparenza, il bianco 一 opaco.

Dato che metallo, legno e plastica non sono gli unici materiali che usi nei tuoi modelli, è importante conoscere la mappa texture opacità. Essa ti permette di rendere alcune parti del tuo modello trasparenti, specialmente se stai creando elementi in vetro o rami d'albero.

mappa di opacità
Creare un cubo con mappa di opacità (fonte YouTube)

Tuttavia, se il tuo oggetto è di vetro solido o fatto di altro materiale traslucido, è meglio utilizzare il valore costante di 0.0 essendo opaco e 1.0. 一 trasparente.

9. Rifrazione

Scala della mappa: valore costante.

mappa di riflessione e rifrazione
Mappa di rifrazione e mappe di riflessione applicate ad un oggetto (fonte YouTube)

Il materiale di un oggetto definisce come la luce si riflette su di esso. La luce influisce di conseguenza sul fatto che un oggetto sembri abbastanza reale. È particolarmente importante per certe superfici come il vetro e l'acqua poiché influenzano la velocità della luce che li attraversa. 

Quindi, la luce si piega quando passa attraverso un gas o un liquido che è chiamato rifrazione. Questo è il motivo per cui certe cose sembrano distorte quando vengono viste attraverso un oggetto trasparente. La rifrazione contribuisce a questo nella vita reale e le mappe texture di rifrazione aiutano a replicarla nello spazio 3D.

10. Auto-illuminazione

Scala della mappa: RGB completo.

mappa di auto-illuminazione in 3ds max
Auto-illuminazione in 3d Max (fonte YouTube)

Così come l'oggetto può riflettere la luce "esterna", può emettere un po' di luce per essere visto anche nelle aree scure. È qui che entra in gioco l'ultima mappa texture PBR completa 一 autoilluminazione o mappa colore emissiva 一. 

Viene utilizzato per creare alcuni pulsanti LED o per simulare la luce che brilla dagli edifici. Fondamentalmente, è come una mappa albedo, ma per la luce.

Suggerimento: 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. 

(Guida alle mappe di texture Image-2)

Mappe di texture non PBR

Since non-PBR texture maps are not standardized or used through a variety of 3D modeling software, there are quite a few to cover.

Diffuso

Le mappe di diffusione sono equivalenti alle mappe di albedo. Non solo definiscono il colore base del tuo oggetto ma sono utilizzati dal software per ombreggiare la luce riflessa. Questo è in realtà ciò che differenzia la mappa di diffusione dall'albedo. 

Le mappe diffuse non sono fatte con luce piatta e usano le informazioni sulle ombre per colorare gli oggetti circostanti. Difficilmente lo noterai, ma renderà il tuo oggetto 3D più realistico.

Bump

Scala della mappa: Il grigio 一 nero indicava il punto pi羅 basso della geometria, il bianco 一 il pi羅 alto.

mappa d'urto
Bump map in Modo (fonte YouTube)

Le mappe Bump sono simili alle normali mappe PBR ma in questo caso sono più basilari. Sono quelle che richiedono meno risorse e utilizzano semplici algoritmi per alterare l'aspetto del tuo modello 3D. 

A differenza delle mappe normali, non usano RGB per dettare le tre dimensioni di uno spazio. Invece, utilizzano mappe in scala di grigi che lavorano in una direzione verso l'alto o verso il basso, dove il nero è il punto più basso della geometria e il bianco è il più alto.

Tuttavia, c'è uno svantaggio. Bump mappe texture sono i migliori per le superfici piane dal momento che fingere la geometria su oggetti rotondi e i loro bordi sta vacillando.

Questa imprecisione è il motivo per cui la scala è inclinata a favore delle mappe normali.

Riflessione

mappa di riflessione su oggetto
Mappa di riflessione in 3d Max (fonte YouTube)

Infine, le mappe di riflessione sono equivalenti alle mappe di lucentezza/rugosità nel flusso di lavoro PBR. Di solito sono un valore costante utilizzato per definire dove il tuo oggetto dovrebbe lanciare un riflesso. 

Nota: Il riflesso è visibile su tutto l'oggetto, a meno che tu non usi materiali diversi. 

Lavorare con le texture non è semplice. Ormai dovresti averlo capito. La mappatura delle texture è un'abilità critica da padroneggiare poiché le texture rendono il tuo oggetto 3D completo. Quindi, è un passo importante che non puoi perdere quando impari come modellare in 3D.

Una semplice mesh poligonale non sarebbe così stupefacente come lo è con le texture, non sei d'accordo?

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