บทนำ
วัตถุ 3 มิติของคุณจะดีก็ต่อเมื่อมันดูสมจริง ความสมจริงและรายละเอียดไม่สามารถทำได้โดยการสร้างตาข่ายรูปหลายเหลี่ยม คุณต้องการพื้นผิว
That’s exactly when the subject of this article – the UV map – takes the stage. Most 3D modeling software creates the UV layout when the mesh is created. However, that doesn’t mean you don’t need to edit and adjust it to fit the requirements of a model. Then there is UV mapping and unwrapping which 3D modeling can’t do without.
ฟังดูยาก?
ถึงกระนั้น แนวความคิดเหล่านี้ฟังดูซับซ้อนเท่านั้น ในความเป็นจริง มันง่ายกว่ามากและเราจะพิสูจน์มัน
UV Map คืออะไร?
UV map คือการแสดงสองมิติของพื้นผิวของวัตถุ 3 มิติ สร้างขึ้นจากพิกัด UV หรือพื้นผิวที่สอดคล้องกับจุดยอดของข้อมูลแบบจำลอง พิกัดพื้นผิวแต่ละจุดมีจุดที่สอดคล้องกันในพื้นที่ 3 มิติ – จุดยอด ดังนั้น พิกัดเหล่านี้จึงทำหน้าที่เป็นตัวทำเครื่องหมายที่กำหนด พิกเซลบนพื้นผิวใดที่สอดคล้องกับจุดยอด.
บันทึก: U และ V ใน UV map หมายถึงแกนแนวนอนและแนวตั้งของพื้นผิว 2D เนื่องจาก X, Y และ Z ถูกใช้เพื่อระบุสิ่งเหล่านี้ของพื้นที่ 3D
UV map มีความสำคัญต่อเวิร์กโฟลว์ 3 มิติ เพื่อให้คุณไม่พลาดการเรียนรู้ วิธีทำโมเดล 3 มิติ. แม้ว่าแอปพลิเคชันส่วนใหญ่จะสร้างเลย์เอาต์ UV ในขณะที่สร้างแบบจำลอง แต่อย่าพึ่งพาให้ทำงานทั้งหมดให้คุณ
บ่อยครั้งที่คุณต้องแก้ไขหรือสร้าง UV map ตั้งแต่เริ่มต้น เรียกว่า UV unwrapping
UV Unwrapping: องค์ประกอบ
UV unwrapping เป็นกระบวนการของการคลี่หรือ ทำให้เรขาคณิต 3 มิติของคุณแบนราบ ในรูปแบบ 2 มิติ ดังนั้นแต่ละรูปหลายเหลี่ยมและใบหน้าของวัตถุ 3 มิติจึงเชื่อมโยงกับใบหน้าใน UV map
ขออภัย การบิดเบือนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อคุณแกะ UV แบบจำลองของคุณ ขนาดและรูปร่างของรูปหลายเหลี่ยมมีและจะเปลี่ยนเพื่อให้พอดีกับกระบวนการทำให้แบนราบ ดังนั้น คุณต้องพยายามอย่างเต็มที่เพื่อให้เกิดการบิดเบี้ยวน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่รักษารอยต่อให้น้อยที่สุด
และยังมีอย่างอื่นอีกด้วย
ตะเข็บ
ตะเข็บคือ ส่วนหนึ่งของตาข่ายที่คุณต้องแยก เพื่อสร้าง 2D UV map ออกจากตาข่าย 3 มิติของคุณ
หากพื้นผิวของคุณไม่ยืดออกและวัตถุมีขอบแข็ง การแยกรูปหลายเหลี่ยมทั้งหมดอาจดูเหมือนเป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบ อย่างไรก็ตามมันจะเป็นข้อเสียในรูปแบบของตะเข็บจำนวนมากเท่านั้น
มีวิธีแก้ไขปัญหานี้หรือไม่?
คุณสามารถลดจำนวนตะเข็บได้ในราคาของพื้นผิวที่บิดเบี้ยว ซึ่งในที่สุดแล้วจะไม่ไหลไปรอบๆ วัตถุอย่างราบรื่น
อย่าเข้มงวดกับตัวเอง แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำให้ตะเข็บมองไม่เห็น คุณสามารถ เรียนรู้ที่จะซ่อนมันโดยทำตามกฎบางอย่าง:
- ซ่อนตะเข็บด้านหลังส่วนอื่นๆ ของวัตถุ
- ใช้เครื่องมือฉายภาพแผนที่อัตโนมัติเพื่อฉายภาพ UV map จากเครื่องบินหลายลำ
- ทำตะเข็บตามขอบแข็งหรือรอยตัดของแบบจำลอง
- สร้างให้อยู่ใต้หรือหลังจุดโฟกัสของโมเดลของคุณ
- ทาสีทับธีมในพื้นผิวโดยตรงภายในแอปพลิเคชัน 3D
เคล็ดลับสำหรับมือโปร: เมื่อคุณสร้าง UV map ด้วยโปรแกรมแก้ไข UV แล้ว ให้สร้างสแน็ปช็อตของ UV map ด้วยเครื่องมือที่เกี่ยวข้องในซอฟต์แวร์ของคุณ มันจะถ่ายรูป UV map ของคุณและบันทึกในรูปแบบภาพที่ต้องการ จากนั้น คุณจะสามารถนำเข้าในเครื่องมือระบายสี 2 มิติ และลงสีบนแบบจำลอง 3 มิติ
UVs ที่ทับซ้อนกัน
หลุมพรางอีกอย่างที่คุณจะต้องเจอเมื่อ UV mapping คือ UVs ที่ทับซ้อนกัน. มันเกิดขึ้นเมื่อคุณมีรูปหลายเหลี่ยมตั้งแต่สองรูปขึ้นไปซึ่งใช้พื้นที่ UV เดียวกัน ในทำนองเดียวกัน UVs ที่ทับซ้อนกันคือเมื่อใส่รูปหลายเหลี่ยมเหล่านี้ อยู่ด้านบนของกันและกัน และแสดงเท็กซ์เจอร์เดียวกัน
โดยปกติ คุณต้องหลีกเลี่ยงแสงยูวีที่ทับซ้อนกันเพื่อให้พื้นผิวดูถูกต้องและหลากหลาย อย่างไรก็ตาม บางครั้งคุณอาจใช้มันโดยตั้งใจเพื่อทำซ้ำพื้นผิวในหลายส่วนของตาข่ายของคุณ ถ้ามันพื้นฐานเกินไป
บันทึก: มันลดขนาดพื้นผิวของคุณและทำให้เอ็นจิ้นเกมทำงานได้อย่างราบรื่นหากจำเป็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากโมเดลนั้นมีไว้สำหรับมือถือ
ช่อง UV
ในกรณีที่คุณต้องการ UV map หลายตัวสำหรับโมเดล 3 มิติของคุณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเอ็นจิ้นเกม คุณควรสำรวจช่อง UV
บางทีก็ไม่จำเป็น แผนที่พื้นผิว สำหรับแบบจำลองของคุณ แต่ยังต้องการ UV map สำหรับการอบแบบเบา เอ็นจิ้นเรียลไทม์มากมาย เช่น Unity หรือ Unreal Engine 4 ต้องการสิ่งนั้น ในกรณีนี้ ไม่มีที่สำหรับ UV ที่ทับซ้อนกัน เนื่องจากข้อมูลเงาจะถูกนำไปใช้กับส่วนที่ไม่ถูกต้องของแบบจำลอง
อีกทางหนึ่ง ใช้ยูวีได้2ช่อง หนึ่งเดียวกับ UV map สำหรับพื้นผิวและอีกอันหนึ่งมีข้อมูล UV สำหรับแสง
ตอนนี้เราได้ครอบคลุมองค์ประกอบของ UV map แล้ว ก็ถึงเวลาเจาะลึกถึงวิธีการนำไปใช้กับวัตถุ
UV Mapping ประเภทการฉายภาพ
แม้ว่าการแกะ UV เป็นกระบวนการในการแปลแบบจำลอง 3 มิติของคุณเป็นการแสดง 2 มิติ แต่ UV mapping นั้นเกี่ยวกับ การฉายภาพ 2 มิติบนพื้นผิว 3 มิติ ดังนั้นพื้นผิว 2D จึงถูกห่อหุ้มไว้
โดยปกติจะทำโดยใช้เทคนิคการฉายภาพซึ่งปรับใช้การฉายภาพ UV map ประเภทต่างๆ โดยปกติแล้วจะใช้รูปทรงเรขาคณิตที่เรียบง่ายซึ่งเป็นวิธีที่ดีในการเริ่มต้น
แผนที่ทรงกลม
ตามชื่อที่สื่อถึง การฉายภาพทรงกลมจะใช้กับวัตถุที่มี รูปทรงกลม เพื่อห่อหุ้มพื้นผิวรอบ ๆ ตาข่ายรูปหลายเหลี่ยม.
แผนที่ทรงกระบอก
วัตถุที่สามารถปิดสนิทและมองเห็นได้ภายในกระบอกสูบ เช่น ขาหรือแขน จะถูกจับคู่กับประเภทการฉายภาพทรงกระบอก
แผนที่ระนาบ
หากวัตถุ 3 มิติเรียบง่ายและค่อนข้างแบน การฉายภาพระนาบคือตัวเลือกที่ดีที่สุด เพื่อฉาย UV map ลงบนมัน มิฉะนั้น หากแบบจำลองซับซ้อนเกินไป การฉายภาพในระนาบจะทำให้เกิดรังสี UV ที่ทับซ้อนกันและทำให้พื้นผิวบิดเบี้ยว
เช่นเดียวกับการฉายภาพทุกประเภทที่เราเพิ่งกล่าวถึง เมื่อคุณเริ่ม การสร้างแบบจำลองตัวละคร 3 มิติ หรือการสร้างแบบจำลองประเภทอื่นๆ ที่ทำงานร่วมกับตาข่ายที่ซับซ้อนได้ คุณจะพบว่าประเภทการฉายภาพเหล่านี้ไม่ได้มีประโยชน์มากนัก
อย่างไรก็ตาม คุณยังคงสามารถควบคุม UV map ได้อย่างเต็มที่ เนื่องจากคุณสามารถใช้การฉายภาพที่แตกต่างกันกับทุกหน้าของตาข่ายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น นอกจากนี้ คุณสามารถเลือกคุณสมบัติขั้นสูงบางอย่างที่ซอฟต์แวร์บางตัวเสนอให้คุณได้เช่นกัน
ซอฟต์แวร์ที่ดีที่สุดสำหรับ UV Mapping
ในขณะที่คุณเชี่ยวชาญ UV mapping คุณพบว่าคุณสมบัติพื้นฐานบางอย่างไม่เพียงพอที่จะบรรลุผลลัพธ์ที่คุณต้องการ นั่นคือเมื่อใช้ซอฟต์แวร์เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด มีแอพพลิเคชั่นมากมายที่นำเสนอคุณสมบัติที่แตกต่างกัน แต่นี่คือ 3 อันดับแรกที่คุณควรพิจารณา:
- เครื่องปั่น 一 เป็นซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สฟรีสำหรับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติสำหรับการสร้างแบบจำลองที่รวดเร็ว ยกเว้นฟีเจอร์ทั้งหมด เช่น ชุดเครื่องมือแอนิเมชั่น การเรนเดอร์ภาพเสมือนจริง การจำลอง และการติดตามวัตถุ เสนอให้ลดการแกะ UV จากชั่วโมงเหลือเป็นนาที
- สุดยอด Unwrap 3D 一 เครื่องมือแบบชำระเงินสำหรับ Windows ที่ให้คุณรวมและแกะโมเดล 3 มิติได้ นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับชุดการฉายภาพ UV mapping โปรแกรมแก้ไข UV ที่ครอบคลุม และการทำแผนที่กล้อง
- ไรโซม ยูวี 一 เป็นเครื่องมือที่ต้องชำระเงินพร้อมชุดฟีเจอร์ที่ปรับราคาให้เหมาะสม มีการทำสำเนา UV, ควงแม่เหล็ก, ตะเข็บอัตโนมัติ, การเลือกโพลีลูป, การตั้งชื่อกระเบื้อง/เกาะ และอื่นๆ
บทสรุป
UV mapping เป็นทักษะสำคัญที่ต้องรู้ เนื่องจากช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนพื้นผิวของคุณไปยังโมเดลได้อย่างราบรื่น นอกจากนี้ มันไม่ใช่แค่โทโพโลยีที่แบนราบของแบบจำลองของคุณเท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานสำหรับการอบแผนที่ของคุณ
ดังนั้นคุณต้องคำนึงถึงการทำแผนที่ในขณะที่คุณสร้างแบบจำลองเนื่องจาก UV map ที่ไม่ดีสามารถทำให้วัตถุ 3D ที่ดีที่สุดดูแย่ได้ แม้ว่า UV mapping จะเป็นชุดของแนวคิดและข้อกำหนดที่อาจทำให้คุณสับสนในตอนแรก แต่ก็เริ่มง่ายขึ้นเรื่อยๆ หวังว่าคู่มือนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจ UV map ได้ดีขึ้นอีกก้าวหนึ่ง
