Teksturer gir en ny dimensjon til 3D-kunsten din og kan virkelig gjøre eller ødelegge hvordan det endelige stykket ser ut. Men det krever mye øvelse for å få de beste resultatene fra teksturkartene dine.
Men hva er egentlig teksturkart?
Teksturkart påføres overflatene til 3D-modeller for å lage repeterende teksturer, mønstre eller spesielle visuelle effekter. Disse kan brukes til å definere spesifikke detaljer som hud, hår, klær eller egentlig noe annet.
Det er utrolig mange teksturkart (vi vil gå inn på 13 i denne artikkelen alene) og noen av dem har kronglete navn som kan bli skikkelig forvirrende.
Det første du trenger å vite om modellen din er hvilken programvare den skal brukes med. Dette avgjør om du vil bruke teksturkart for PBR eller ikke-PBR materialer.
PBR står for fysisk basert gjengivelse. Den har blitt brukt siden 1980-tallet og ble utviklet for å gjengi utrolig fotorealistiske teksturer. PBR bruker nøyaktige belysningsmodeller for å nå dette målet og blir sakte standarden for alle materialer.
Nåværende programvare som bruker PBR-teksturer inkluderer Unreal Engine 4, Unity, V-ray, Substance Painter, jMonkeyEngine, og vil bli inkludert i Blender v2.8.
Annen programvare bruker en ikke-PBR arbeidsflyt for teksturer. Du kan også få utrolig realistiske resultater fra disse ikke-PBR-teksturene, men du har mange flere innstillinger og kart du må bruke for å oppnå resultatene.
Noen mennesker foretrekker disse teksturene for deres større fleksibilitet og muligheten til å lage mer abstrakte teksturer.
Hvis du ikke har tenkt å flytte modellen din til en PBR-motor for et spill og bare gjengi den for reklamebilder, fungerer ikke-PBR-teksturkart fint.
Eksempler på programvare som bruker en ikke-PBR arbeidsflyt er Maya og 3ds Max(uten V-Ray), sammen med Modo.
Vær oppmerksom på at uansett om du bruker en PBR-tekstur-arbeidsflyt eller ikke, må du fortsatt ha UV-modellen utpakket slik at teksturene oppfører seg slik du vil at de skal.
PBR-teksturering
PBR tekstur arbeidsflyter har en tendens til å være standardisert på tvers av hvilken programvare du bruker.
Det er ti forskjellige typer over kart som brukes i PBR:
- Albedo
- Normal
- Ruhet
- Metallitet
- Spekulært
- Høyde
- Opasitet
- Omgivende okklusjon
- Refraksjon
- Selvbelysning
Disse kartene legges sammen for å lage det endelige materialet slik det vil vises på modellen din i scenen din.
Det er viktig å vite hva hvert av disse kartene gjør individuelt, slik at du vet hva du justerer i innstillingene dine når du leter etter det optimale resultatet.
Albedo
Albedo-kart er grunnlaget for hele materialet ditt.
De er enten ensfarget eller et flatt lysbilde av mønsteret du vil jobbe med (for eksempel murstein).
Det er viktig hvis du jobber med en detaljert tekstur at belysningen er flat. Du ikke ønsker at noen skygger vises da belysningen din kan være annerledes enn kildefotografiet.
Dette vil føre til inkonsekvens i teksturens belysning og få det til å se urealistisk ut.
Hovedpoenget med albedoteksturen er å definere fargen på teksturen din. Selv om den har noen sekundære bruksområder også. I metallteksturer definerer det fargen på refleksjoner på materialet.
Normal
Vanlige kart er viktige for å gi teksturene dybde.
Dette bruker komplekse beregninger for å forfalske måten lyset samhandler med overflaten av materialet for å forfalske mindre støt og bulker.
Det er viktig å merke seg at et normalt kart ikke vil endre grunngeometrien din (se høydekart senere i denne artikkelen).
Så når du går forbi en viss synsvinkel kan den miste effekten, spesielt ved større eller mer overdrevne hevninger eller fall.
Grunnfargen til et normalt kart er en lys lilla, dette er «bunnen» av det normale kartet som representerer overflaten av polygonnettet ditt.
Derfra brukes RGB-verdier til å produsere sprekker, støt eller porer i modellen din. R-, G- og B-verdiene er lik X-, Y- og Z-koordinatene på basisnettverket ditt.
Sømmer er en viktig ting å vurdere hvis du bruker vanlige kart.
På grunn av måten vanlige kart påvirker hvordan belysningen samhandler med modellen din, kan de gjøre sømmer veldig tydelige. Gjør ditt beste for å holde dem skjult.
Ruhet/glans
Ruhet (også kalt glans eller mikrooverflatespredning) er et semi selvforklarende kart. De definerer hvordan lyset spres over overflaten på modellen din.
Dette starter ved en verdi på null hvor modellen din ikke vil spre lys i det hele tatt, noe som gjør refleksjonene og lyset mye skarpere og lysere på materialet ditt.
På den andre siden, hvis du skru opp ruheten til full, vil lyset bli spredt mer rundt materialet ditt. Dette gjør at belysning og refleksjoner spres videre rundt i modellen, men virker mye svakere.
Disse innstillingene er veldig viktige ettersom forskjellige materialer i det virkelige liv åpenbart har veldig forskjellig ruhet. For eksempel kan tre ha en høyere ruhetsverdi da det ikke er en veldig reflekterende overflate, mens polert krom vil sitte på den andre siden av denne skalaen.
Disse kartene er gråtoner med hvit som maksimal ruhet og svart er en glatt blank overflate.
Metallitet
Metalness er et annet kart som er ganske selvforklarende. Det brukes til å definere om materialet ditt (eller deler av det) er bart metall.
Metallkart er også gråtoner, men beste praksis er å bruk kun hvite og svarte verdier og gjør variasjonene mellom ved å bruke ruhetskartene dine.
Svart i metallhetskartet betyr at en del av kartet vil bruke albedokartet som den diffuse fargen (fargen teksturen viser når den treffes med lys).
Hvit vil i stedet bruke albedofargen til å definere fargen og lysstyrken til refleksjonene dine, og sette materialenes diffuse farge til svart. Den diffuse fargen er ikke lenger nødvendig i dette tilfellet fordi all fargen og detaljene til den delen av materialet nå kommer fra refleksjonene, og dermed blir det svart.
Fordelen med metallkart er at de er enkle å bruke for å simulere materialer fra den virkelige verden.
Men måten de knytter seg til albedoen på kan være begrensende i sjeldne situasjoner. Det finnes imidlertid et alternativ…
Spekulært
I PBR-teksturer kan du noen ganger velge å bruke et spekulært kart i stedet for et metallhetskart.
Spekulære kart i PBR kan bruke full RGB-farge, og påvirke hvordan du designer albedoen din (eller hvordan den gjengis ut av ønsket teksturpakke).
Hvis du vil lage et messingmateriale ved å bruke et metallkart, vil du male den delen av kartet i en messingfarge i albedoen slik at refleksjonene får materialet til å se ut som messing.
Men hvis du bruker et speilbilde i stedet, vil messingdelen av albedoen din være ren svart, og du vil male messingdetaljene på speilkartet for samme resultat.
Fordelen med dette er at du kan bruke speilkartet til også å påvirke måten refleksjoner håndteres på ikke-metalliske materialer, noe som gir mer fleksibilitet og kontroll.
Ulempen med dette er det ekstra laget av kompleksitet denne fleksibiliteten tilfører. Det kan være vanskeligere å angi ønsket resultat nøyaktig. Vanligvis ser metallkart like bra ut om ikke bedre under visse forhold.
Det er i utgangspunktet personlig preferanse.
Høyde
Høydekart ligner på vanlige kart ved at de brukes til å legge til mindre detaljer i grunnnettet ditt.
Den store forskjellen mellom de to er at i stedet for å forfalske støt og fall som et vanlig kart, vil høydekart tessellate mesh (øke poly-antallet) og faktisk legge til dataene i 3D-nettverket.
Dette er spesielt merkbart på bildet ovenfor på ytterkanten av kulen, hvor du kan se nettingen stikke ut der kantene er.
Hvis du ser tilbake på det vanlige kartet, vil du se at kanten fortsatt er perfekt rund, og bryter illusjonen av dybde.
Høydekart er et annet gråtonekart med svart som representerer bunnen av nettet og rent hvitt er de høyeste toppene, med gråtoner som representerer alt i mellom.
Fordelen med høydekart er den utrolige detaljen de legger til som alltid ser riktig ut i alle vinkler og lysforhold. Men på grunn av behovet for å tessellate modellen kan det føre til en nedgang i spillene dine eller gjengivelsestider.
Av denne grunn foretrekkes vanligvis vanlige kart.
Opasitet
Opasitet er en viktig karttype da den lar deg lage deler av materialet ditt gjennomsiktig.
Dette er viktig hvis du lager glass eller lav poly tregrener.
Bildet ovenfor viser hvordan det kan brukes i trær.
Du kan lage en hel haug med blader på et enkelt polygonalt plan og få overskuddet av polygonet til å forsvinne ved å bruke et opasitetskart. Du kan deretter legge disse polygonene i lag for å lage realistiske trær som krever lite beregningsytelse.
Opasitetskart er gråtoner. Hvitt er helt ugjennomsiktig og svart er gjennomsiktig. Nyansene av grått er de ulike nivåene av gjennomsiktighet mellom dem.
Hvis materialet ditt bare er massivt glass eller annet helt gjennomsiktig materiale, vil du sannsynligvis bare bruke en konstant verdi i stedet for et kart her. 0.0 er ugjennomsiktig og 1.0 er gjennomsiktig (dine absolutte verdier kan avvike fra dette eksemplet).
Omgivende okklusjon
Omgivende okklusjon er et kart som PBR-motoren kombinerer med albedoen ved gjengivelsestid for å definere hvordan den reagerer på lys.
Det er et gråtonekart med hvitt som et område som vil fange opp mest lys, med mørkere områder som er mer i skygge og mindre reaktive for lys.
Refraksjon
Refraksjon er prosessen med lysbøyning når det passerer gjennom et fast stoff, væske eller gass, og forvrenger hvordan ting ser ut når du ser dem gjennom en gjennomsiktig gjenstand.
Det er fenomenet som gjør at forstørrelsesglass fungerer og får ting til å se annerledes ut når de ses under vann.
Det er en viktig del av en materialarbeidsflyt ettersom alle gjennomsiktige materialer i det virkelige liv forårsaker brytning, så det må replikeres for å få CG til å fungere så realistisk som mulig.
Refraksjonskart er vanligvis bare konstante verdier. Delene av modellen du gjør ikke vil bryte vil sannsynligvis være ugjennomsiktig uansett, så om den delen av modellen din bryter lys er irrelevant.
Selvbelysning
Selvbelysningskart (noen ganger kalt emissiv farge) er en annen type som forklarer seg i navnet.
Disse brukes til å få noen deler av materialet ditt til å tilsynelatende avgi sitt eget lys, slik at de fortsatt er synlige i mørke områder.
Selvbelysning er nyttig for å få små lysdioder til å lyse eller for noen interessante stripelyseffekter.
Men hvis du bruker for mye, fører det til at detaljer blir helt utvasket og tar livet av scenen din.
Disse kartene er fulle RGB. De er i utgangspunktet et albedo-kart, men for lys.
Selv om det er mulig å belyse en hel scene ved hjelp av et selvbelysningskart, er det dårlig praksis og mye vanskeligere enn å legge til vanlig belysning.
Ikke-PBR-teksturering
Ikke-PBR tekstur arbeidsflyter er litt vanskeligere å skrive om.
I motsetning til PBR-arbeidsflyter, er disse ikke-PBR-arbeidsflytene ikke standardisert på tvers av 3D-programmer.
Men jeg vil snakke om et par vanlige som dukker opp ofte. Disse eksemplene vises fra Autodesk 3ds Max, men gjelder også for annen 3D-programvare.
Diffus
Diffuse kart er ikke-PBR-ekvivalenten til albedo-kart.
De definerer fargen på materialet når lyset treffer det. Hovedforskjellen er diffuse kart vanligvis ikke laget med flat lysprofil.
Det kan bedre forklares som et albedo-kart og et okklusjonskart for omgivelsene bakt inn i ett bilde, ettersom skyggeinformasjonen vanligvis er en del av et diffust kart.
Dunke
Bump maps er en mer grunnleggende form av et vanlig kart.
Mens et vanlig kart bruker full RGB for å tilnærme alle 3 dimensjoner av plass, er bump maps gråtonekart som bare fungerer i retning opp eller ned.
Ettersom kartet vikler seg rundt basisnettet ditt, kan det fortsatt få ujevnheter i alle retninger av nettet ditt.
Resultatene er ikke like nøyaktige som moderne vanlige kart, og dermed faller bump-kart ut av bruk i bransjen.
Speilbilde
På grunn av mangel på metallitetsinnstillinger, bruker ikke-PBR-arbeidsflyter refleksjonskart.
Disse er vanligvis en konstant verdi som ligner på brytning i PBR, med farge og intensitet kontrollert av speilkartet.
Så etter alle disse eksemplene har du forhåpentligvis lært mye! Dette er stort sett alt du trenger å vite om teksturkart for å komme i gang med å bruke dem i arbeidet ditt.