Tháo mô hình và tạo bố cục UV
Bề mặt là gì?
Theo mặc định, một mô hình 3D đã hoàn thành gần đây giống như một khung trống - hầu hết các gói phần mềm sẽ hiển thị nó dưới dạng một màu xám trung tính được chiếu sáng đồng đều. Không phản xạ, không màu, không có kết cấu. Chỉ đơn giản là cũ, nhàm chán màu xám.
Rõ ràng, đây không phải là cách mà mô hình cuối cùng xuất hiện trong bản render cuối cùng, vậy làm thế nào mà một mô hình chuyển từ màu xám không thú vị sang các ký tự và môi trường đầy đủ chi tiết mà chúng ta thấy trong phim và trò chơi?
Bề mặt , bao gồm UV Layouts , bản đồ kết cấu , và xây dựng shader , là quá trình tổng thể thêm chi tiết vào bề mặt của một đối tượng 3D.
Công việc của một chuyên gia tạo họa tiết hoặc tạo bóng có vẻ hơi quyến rũ hơn so với người tạo mô hình hoặc người làm phim hoạt hình, nhưng họ cũng có công cụ như nhau trong quá trình đưa phim hoặc trò chơi 3D lên thành hiện thực.
Hãy thử tưởng tượng Rango mà không có làn da đầy màu sắc, vảy. Hoặc Wall-E không có công việc sơn thời tiết tuyệt vời. Nếu không có một đội ngũ họa sĩ kết cấu tốt và các nhà văn bóng mờ, bất kỳ sản phẩm CG nào cuối cùng sẽ trông phẳng và không thuyết phục.
Bóng và kết cấu có thể là hai mặt của cùng một đồng tiền, nhưng chúng vẫn là các quy trình cơ bản khác nhau, mỗi quá trình đều xứng đáng được thảo luận riêng. Trong phần đầu tiên này, chúng ta sẽ thảo luận về bố cục UV và mọi thứ cùng với việc tạo chúng. Trong phần hai chúng ta sẽ quay trở lại với một lời giải thích về ánh xạ kết cấu, và sau đó chúng ta sẽ làm tròn loạt bài với một cái nhìn nhanh về các mạng shader.
Tháo mô hình và tạo bố cục UV
Bản đồ kết cấu, được phát minh bởi Ed Catmull năm 1974, là một trong những bước đột phá khéo léo hơn trong lịch sử đồ họa máy tính. Nói một cách tổng quát, ánh xạ kết cấu là quá trình thêm màu (hoặc thông tin khác) vào một mô hình 3D bằng cách chiếu một hình ảnh hai chiều lên bề mặt của nó.
Tuy nhiên, để áp dụng một bản đồ kết cấu cho bề mặt của một mô hình, trước tiên nó cần phải được mở và đưa ra một bố trí chức năng UV cho các nghệ sĩ kết cấu để làm việc với.
- Một bố trí UV là một biểu diễn trực quan của một mô hình 3D được san bằng trên một mặt phẳng hai chiều. Mỗi điểm trên mặt phẳng hai chiều được gọi là một tia cực tím và biểu diễn một đỉnh trên đối tượng 3D. Theo cách này, tất cả các vùng trong ranh giới của bố trí UV tương ứng với một điểm cụ thể trên mô hình. Một cách dễ dàng để hình dung bố cục UV trông như thế nào:
- Bạn đã bao giờ làm một khối lập phương từ giấy chưa? Nếu vậy, hãy suy nghĩ về hình dạng bạn cần cắt thành tờ giấy để nó có thể gấp thành một khối lập phương - nó có thể trông giống như một cây thánh giá, bốn đơn vị (mặt) cao và ba mặt. Nếu khối giấy đó là một mô hình 3D, mỗi nếp gấp sẽ là một cạnh , mỗi góc sẽ là một đỉnh , và mọi khu vực bằng phẳng sẽ là một khuôn mặt . Tháo mô hình là rất giống nhau, ngoại trừ thường có hơn sáu khuôn mặt để làm phẳng.
- Unwrapping: Unwrapping là quá trình gán mỗi mặt đa giác một tập hợp các tọa độ UV trên mặt phẳng ảnh hai chiều. Các tọa độ UV được bố trí trực quan và xuất dưới dạng hình ảnh bitmap vuông với độ phân giải từ 512 x 512 đến 6000 pixel theo 6000. Nghệ sĩ vẽ hoặc tạo bản đồ kết cấu cho mô hình cuối cùng sẽ sử dụng bố cục để được hướng dẫn khi tạo tệp kết cấu.
- Tạo bố cục UV chức năng: Quy trình đặt tọa độ UV của mô hình thường là ba tầng:
- Trước tiên, nghệ sĩ sẽ chọn một nhóm các khuôn mặt trên mô hình và áp dụng phép chiếu tự động cho các khuôn mặt đó để cung cấp cơ sở để làm việc. Phép chiếu thường là phẳng hoặc hình trụ tùy thuộc vào hình dạng của vật thể:
- Chiếu phẳng: Một bề mặt phẳng như tường hoặc sàn sẽ chiếu hình phẳng, điều này có nghĩa là bề mặt 3D được làm phẳng từ một hướng (thường là từ máy ảnh). Một trong những báo trước với dự phóng phẳng là nó làm phẳng tất cả các cách thông qua một mô hình, vì vậy nếu bạn áp dụng một chiếu phẳng cho toàn bộ khối lập phương, hầu hết các tia cực tím sẽ kết thúc trên đầu trang của nhau.
- Một phép chiếu hình trụ phù hợp hơn cho các bề mặt cong, và hoạt động chính xác như khi bạn lấy một ống, cắt từ đầu đến cuối, và mở nó ra cho đến khi nó phẳng. Ngoài ra còn có các dạng dự báo khác, nhưng hai dạng được thảo luận là phổ biến nhất.
- Bởi vì hầu hết các bề mặt không hoàn toàn bằng phẳng hoặc hình trụ, các kỹ thuật lập bản đồ tự động hiếm khi đưa ra kết quả khả quan. Để chống lại điều này, các nghệ sĩ sẽ tự tinh chỉnh cách bố trí UV bằng cách di chuyển xung quanh UV theo cách một người lập mô hình sẽ đẩy và kéo đỉnh. Cách bố trí UV tốt nhằm giảm thiểu các đường nối, và dành một tỷ lệ cao hơn của độ phân giải kết cấu phân bổ cho các khu vực chi tiết cao của lưới, như khuôn mặt của nhân vật, hoặc một phần đặc biệt trang trí công phu của hàng may mặc / áo giáp.
- Quá trình này được lặp lại cho tất cả các đa giác trên mô hình. Các nghệ sĩ sau đó sẽ đi về sắp xếp, hoặc thậm chí sáp nhập các nhóm tia cực tím để loại bỏ các đường nối và tạo ra một bố cục UV hợp lý, tổ chức tốt.
Và đó là nó! Một khi mô hình được mở ra, quá trình này được đặt vào bàn tay của họa sĩ kết cấu, những người sẽ phát triển bản đồ hình ảnh chi tiết trên đầu trang của bố trí UV hoàn thành.