Текстуры и фоны для дизайнера

Создание материала

Прежде всего необходимо создать объект, на который будет применен материал с текстурами. Также сразу стоит создать пол и источник света для рендеринга. Для тестовой сцены в качестве пола используется Plane, а в качестве света CoronaLight. Объектом будет полусфера, на которую будет накладываться материал плетенной корзины. Для удобства можно также поставить Standard Camera.

Перейдите в Material Editor, нажав клавишу «M» или кнопку на панели Main Toolbar, и создайте материал CoronaMtl. Добавьте все карты в рабочую область перетаскиванием картинок или создавая карту Maps – General – Bitmap.

Настройка размера и UVW Map

Создав материал, можно переходить к его настройке. Для начала стоит отобразить материал на объекте, чтобы видеть его наличие и положение. Отображается только цвет материала, а точнее любая из назначенных карт. Поэтому в данном случае мы выделяем карту Color Correction и отображаем ее кнопкой Show Shaded Material in Viewport.

Теперь можно видеть, что текстура слишком крупная и ее следует уменьшить. Сделать это можно в настройках карт Bitmap, которые были загружены из памяти компьютера. Перейдя в Material Editor – Bitmap (Diffuse) – Coordinates, вы сможете настраивать положение текстуры и повторение. Offset смещает положение текстуры по оси U (вправо/влево) и V (вверх/вниз). Tiling увеличивает количество повторений текстуры по тем же осям. Angle поворачивает текстуру по осям U, V и W (по диагонали).

Примените модификатор к объекту, перейдя в Modify – Modifier List – UVW Map. В разделе Parameters – Mapping выберете наиболее подходящую форму для вашего объекта. В данном случае – Spherical.

Значениями Length, Width и Height настраивается размер проецирующего контейнера. Рекомендуется, чтобы все его края находились снаружи объекта.

С помощью параметров U/V/W Tile можно настроить повторения всех карта. Благодаря увеличению этих значений, текстура уменьшится.

На этом настройка материала и объекта закончена. Можно запускать рендер и использовать объект в сцене. Все настройки уникальны для каждого отдельного материала и текстуры. Поэтому, чтобы хорошо настроить материал, нужно потратить много времени на подбор параметров. Описанный метод подойдет для большинства материалов. Однако, для очень сложных моделей есть более продвинутые инструменты текстурирования. К таким относятся «запекание» и создание развертки Unwrap UVW.

Как используются текстуры

Допустим, нам нужно визуализировать деревянный куб. Для этого мы можем создать простой куб и изменить его геометрию, чтобы придать ему вид дерева. Вместо этого лучше добавить карту цвета (англ. color map) — растровое изображение, которое будет наложено на полигоны. Именно её чаще всего имеют в виду, когда говорят о текстурах.

Пример цветовой карты — имитация деревянной поверхности

Изображение будет наложено на модель, но геометрия останется неизменной. Так мы создадим видимость рельефа, не тратя много ресурсов на моделирование и компьютерную отрисовку.

Визуализированный куб с наложенной текстурой

Готовая модель выглядит неплохо, но на ней нет микрорельефа — небольших трещин, впадин и выпуклостей, которые видны на текстуре. Особенно сильно это заметно, если взглянуть на углы — они абсолютно прямые.

Исправить это — придать рельефность — можно, добавив больше полигонов, но гораздо быстрее будет воспользоваться картой высот (англ. height map), которую также иногда называют картой рельефа. Это чёрно-белая текстура, которая позволяет сделать рельеф реалистичным.

Существует несколько видов карт высот, у каждой свои особенности:

• Bump map (англ. bump — кочка, выпуклость) создаёт иллюзию рельефа, но не меняет геометрию объекта. Для этого на цветовую текстуру компьютер накладывает небольшие искажения, чтобы создать иллюзию неровностей.
• Parallax map (параллакс — иллюзия движения объекта относительно фона, которая видна движущемуся наблюдателю) меняет положение отдельных участков текстуры при отрисовке. То есть при отрисовке parallax map меняется положение отдельных пикселей, а не вершин.
• Displacement map (англ. displacement — смещение) меняет геометрию объекта.

Вот пример displacement map:

Светлые области — выпуклости, а тёмные — впадины

При отрисовке модели с такой текстурой добавляются новые вершины, которые смещаются относительно полигона — поднимаются или опускаются. И мы получаем следующий результат:

Куб с наложенной картой смещения

Количество полигонов исходной модели не меняется, но геометрия объекта всё же становится более сложной во время отрисовки, поэтому здесь виден реальный рельеф, а не его иллюзия.

Подключение текстурных карт

Теперь карты можно подключать к материалу. Но для верного подключения и хорошего результата понадобятся дополнительные карты.

1. Color Correction – к ней подключается карта Diffuse. Эта карта нужна для изменения картинки с базовым цветом.

2. Composite объединяет между собой две карты Diffuse (через Color Correction) и Ambient Occlusion. Чтобы их объединить, в карте Composite нужно добавить новый слой (Layer 2) кнопкой Add A New Layer. Карта Ambient Occlusion подключается к Layer 2 и ему назначается тип Multiply. Diffuse подключается к Layer 1.

3. CoronaNormal – карта для активации работы и настройки карт нормалей. Для включения карты нужно зайти в ее настройки и установить флажок Add gamma to input. В случае неудовлетворительного результата можно изменить множитель выдавливания Strength mult, изменить красный (Red) и зеленый (Green) цветовые каналы. Эту карту нужно подключать только к картам нормалей. Если в слот Bump будет назначена другая карта, то ее не нужно подключать таким же образом.

Теперь сформированные текстуры можно устанавливать в слоты материала.

Composite подключается к Diffuse color.

Roughness подключается к Refl. gloss. При этом нужно установить Reflection Level = 1.

CoronaNormal подключается к Bump. Значение Bump в CoronaMtl – Maps можно увеличить или уменьшить, в зависимости от результата.

Height подключается к Displacement.

Теперь можно выбрать объект и назначить ему материал кнопкой Assign Material to Selection.

Оптимальные программы для текстурирования

На ваш выбор представлены три редактора для наложения текстур. Рассмотрим каждую по отдельности, оценим плюсы и минусы.

Autodesk Mudbox

Mudbox – профессиональная техническая программа для 3D моделирования анимации и текстур. Ей активно пользуются разработчики игр и трехмерной графики для фильмов. Продукт управляется интуитивно, что явно относим к плюсам. К минусам отнесем высокие системные требования. В целом, Mudbox может все, что нужно для разработчика: проработка и смешивание слоев, фильтры участков, встроенный ассортимент шаблонов, кистей и прочих инструментов. Суммарные возможности обеспечения позволяют создать реалистичные трехмерные модели и сцены. Отличная совместимость ПО с популярными графическими редакторами типа Photoshop.

Плюсы:

• широкий набор инструментов позволяет создавать реалистичную графику, обрабатывать растровые материалы;
• простой интерфейс;
• широкая совместимость;
• есть бесплатные версии.

Минусы:

завышенные системные требования.

3D-Coat

Простой, но эффективный редактор для работы с низкополигональной графикой. Немного скудный набор инструментов компенсируется скоростью работы. Эту техническую программу текстур можно использовать на видеопроцессорах серии NVIDIA Graphic. ПО позволяет легко, практически без затрат времени обрабатывать растровые изображения небольших размеров. Встроена функция экспорта файлов растровых изображений, развертки и радиального наложения. Узнать о продукте подробнее можно на сайте разработчика.

Плюсы:

• простое и шустрое ПО с достаточным набором инструментов для работы с трехмерной графикой;
• есть бесплатные версии.

Минусы:

• сложный интерфейс;
• ограничение редактора под работу с низкополигональными рисунками.

The Foundry Mari

Западные пользователи по достоинству оценили это ПО и считают его одним из лучших для текстурирования трехмерных моделей. В этой технической программе разрабатывали графику для проектов:

• Район №9.
• Игра Эндера.
• Аватар 2012 года.

Данное приложение использовали для разработки текстур в различных игровых сериях. Программа удобная благодаря индивидуальной настройке интерфейса под конкретного пользователя и огромному функционалу. Но требовательность к системе и отсутствие пробной или бесплатной версии портят все впечатление.

Плюсы:

• обширный функционал для текстурирования;
• возможность индивидуальной настройки интерфейса;
• интуитивность в обращении.

Минусы:

дорого и требовательно.

Процедурно генерируемые текстуры

На объект можно накладывать не только готовые текстуры, но и генерируемые компьютером. Например, можно создать текстуру шума (англ. noise texture) — изображение, содержащее визуальный мусор (шум).

Пример текстуры шума

Текстура шума нужна, чтобы поверхность модели не выглядела слишком идеальной — в реальной жизни практически не встречаются безупречно ровные или идеально окрашенные предметы. Всегда есть какие-то потёртости, пятна, шероховатости и другие небольшие дефекты.

Три шара с разными материалами

Использование шума помогает добиться различных визуальных эффектов. Например, если наложить его на цветовую карту, можно создать эффект разводов, мазков кистью, выцветания или потёртости.

Если использовать шум в качестве displacement map, это поможет быстро создать реалистичную штукатурку, глину, цедру апельсина, поверхность Солнца, плавленый сыр, панировку, тесто для пиццы и многое другое.

Что нужно знать для качественного текстурирования 3D моделей?

Авторам трехмерного дизайна стоит знать, что конечный потребитель – это основной фактор, который нужно учитывать для создания качественной текстуры. Основной потребитель этого продукта — это обычные игроки или любители кино. Поэтому стоит понимать, справится ли железо пользователя с готовым продуктом. Создание широкоформатной текстуры рассчитано пользователей с мощными компьютерами. Только хорошее железо сможет показать вашу работу во всей красе. С другой стороны, создание низкополигональных текстур будет резать глаз и явно не порадует пользователя в процессе игры или просмотра фильма.

Создавая текстуру нужно учитывать, что она должна соответствовать объекту текстурирования. К примеру, мы хотим текстурировать металлическую поверхность. Значит ее рисунку нужно придать соответствующие параметры:

• Цвет;
• Блеск;
• Блики;
• Отражения.

И прочие атрибуты металлической поверхности. Идеально проработать текстуру в простом техническом редакторе довольно трудно. Так или иначе придется внести несколько правок в ходе работы. Упростить работу можно используя специальное ПО для 3D текстурирования.

Заключение

Существуют и другие виды текстур. Вот некоторые из них:

• Карты бликов (англ. specular map) позволяют указать, от каких частей свет должен отражаться, а от каких нет.
• Карты теней (англ. shadow map) позволяют заранее определить, как будет падать тень на модель. В основном карты теней используются в играх, потому что значительно ускоряют отрисовку.
• Диффузные текстуры (англ. diffuse map) — карта цвета без бликов.
• Карта смешивания (англ. stencil map) содержит информацию о распределении других текстур на поверхности.

Использование текстур значительно ускоряет работу 3D-художника. Даже если вы создаёте модели в мультяшном стиле, без текстур не обойтись, потому что для этого понадобится как минимум указать цвета разных частей объекта.

Модель без текстур (слева) и с текстурами (справа)