Oberflächenbehandlung 101 - UV-Layout erstellen

Standardmäßig ähnelt ein kürzlich fertiggestelltes 3D-Modell einer leeren Leinwand. Die meisten Softwarepakete zeigen es als gleichmäßig beleuchtete, neutrale Grautöne an. Dies ist nicht die Art und Weise, wie das Modell letztendlich im endgültigen Rendering angezeigt wird. Wie kommt es, dass ein Modell von einem uninteressanten Grauton zu den detaillierten Charakteren und Umgebungen wechselt, die wir in Filmen und Spielen sehen?

Auftauchen, was beinhaltet UV-Layouts , Textur-Mapping , und Shader Gebäude ist der Gesamtprozess, in dem der Oberfläche eines 3D-Objekts Details hinzugefügt werden. Die Arbeit eines Texturierungs- oder Shader-Spezialisten klingt vielleicht etwas weniger glamourös als die eines Modellierers oder Animators, sie sind jedoch ebenso wichtig für die Verwirklichung eines 3D-Films oder -Spiels.

Schattierung und Texturierung können zwei Seiten derselben Medaille sein, aber sie sind grundsätzlich verschiedene Prozesse, die jeweils ihre eigene Diskussion verdienen. In diesem ersten Abschnitt werden UV-Layouts und alles, was zu ihrer Erstellung gehört, besprochen.

Auspacken eines Modells und Erstellen eines UV-Layouts

Das von Ed Catmull 1974 erfundene Textur-Mapping ist einer der genialsten Durchbrüche in der Geschichte der Computergrafik. Ganz allgemein ausgedrückt ist Textur-Mapping das Hinzufügen von Farbe zu einem 3D-Modell, indem ein zweidimensionales Bild auf seine Oberfläche projiziert wird.

Um eine Textur-Map auf die Oberfläche eines Modells anzuwenden, muss diese zunächst ausgepackt und mit einem funktionalen UV-Layout versehen werden, damit Textur-Künstler damit arbeiten können.

• Ein UV-Layout ist eine visuelle Darstellung eines auf eine zweidimensionale Ebene abgeflachten 3D-Modells. Jeder Punkt auf der zweidimensionalen Ebene wird als a bezeichnet UV und repräsentiert einen Scheitelpunkt auf dem 3D-Objekt. Auf diese Weise entsprechen alle Bereiche innerhalb der Begrenzung des UV-Layouts einer bestimmten Stelle im Modell.
• Auspacken: Beim Entpacken wird jeder polygonalen Fläche ein Satz von UV-Koordinaten auf der zweidimensionalen Bildebene zugewiesen. UV-Koordinaten werden visuell angeordnet und als quadratisches Bitmap-Bild mit einer Auflösung von 512 x 512 bis zu 6000 x 6000 Pixel exportiert. Der Künstler, der die Textur-Maps für das Modell malt oder erstellt, verwendet das Layout schließlich als Orientierungshilfe beim Erstellen der Texturdateien.
• Erstellen eines funktionalen UV-Layouts: Das Verfahren zur Anordnung der UV-Koordinaten eines Modells ist normalerweise dreistufig:
  • • Der Künstler wählt zuerst eine Gruppe von Gesichtern auf dem Modell aus und wendet eine automatische Projektion auf diese Gesichter an, um eine Basis für die Arbeit zu bieten. Die Projektion ist normalerweise planar oder zylindrisch, abhängig von der Form des Objekts:
    • Planare Projektion: Eine ebene Fläche wie eine Wand oder ein Boden würde eine planare Projektion erfordern, was bedeutet, dass die 3D-Fläche aus einer einzigen Richtung abgeflacht ist (normalerweise von der Kamera aus). Die einzige Einschränkung bei planaren Projektionen ist, dass sie durch das gesamte Modell flacher wird. Wenn Sie also eine planare Projektion auf einen gesamten Würfel anwenden, würden die meisten UV-Strahlen übereinander liegen.
    • Eine zylindrische Projektion ist besser für gekrümmte Oberflächen geeignet und funktioniert genau so, als ob Sie ein Rohr nehmen, einen Schnitt von Ende zu Ende machen und es abwickeln, bis es flach ist. Es gibt auch andere Formen von Projektionen, aber die zwei besprochenen sind am häufigsten.
• Da die meisten Oberflächen nicht perfekt eben oder zylindrisch sind, erzielen automatische Mapping-Techniken selten ein zufriedenstellendes Ergebnis. Um dem entgegenzuwirken, passt der Künstler das UV-Layout manuell an, indem er sich um die UVs herum bewegt, wie ein Modellierer Scheitelpunkte ziehen und ziehen würde. Ein gutes UV-Layout zielt darauf ab, Nähte zu minimieren und einen höheren Anteil der zugeteilten Texturauflösung für Bereiche mit hoher Detailgenauigkeit zu verwenden, wie z. B. das Gesicht eines Charakters oder einen besonders reich verzierten Teil seiner Kleidung / Rüstung.
• Dieser Vorgang wird für alle Polygone im Modell wiederholt. Der Künstler arrangiert oder kombiniert sogar UV-Gruppen, um Nahtstellen zu beseitigen und ein logisches, gut organisiertes UV-Layout zu erstellen.