Зачем использовать текстурные карты в 3D

Рассказываем, зачем 3D-художнику нужны текстурные карты при работе над 3D-моделями.

Хочешь узнать о 2D и 3D рисунке ещё больше? В нашем блоге есть много обучающих статей и гайдов для художников, моделлеров и других арт-специалистов. Заходи и постигай арт вместе с нами!

Текстурные карты позволяют художнику быстро перенести детализацию с высокополигональной модели на низкополигональную, чтобы сделать ее более привлекательной и проработанной.

В нашем гайде ниже рассмотрели, что представляют собой текстурные карты и для чего их используют в 3D.

Перед тем, как рассматривать особенности текстурных карт, необходимо понять, что такое high-poly, low-poly и ретопология.

High-poly (также высокополигональная модель) представляет собой детализированный скульпт, состоящий из множества мелкий полигонов. Чтобы на них взглянуть, достаточно активировать сетку (mesh), и вы увидите все эти детали.

Такая модель очень много весит, поэтому её не экспортируют в игровой движок — сначала её нужно сделать легче. Чтобы сделать high-poly модель легче, нужно прибегнуть к ретопологии — создать новую сетку с меньшим числом полигонов. В процессе художник получает новую версию модели, у которой будет меньшее число полигонов.

Такая модель называется низкополигональной (low-poly).

После создания низкополигональной модели возникает проблема — ее детализация оставляет желать лучшего. Чтобы решить проблему, нужно перенести детализацию с high-poly на low-poly.

Делается это посредством «запекания» (baking) — мы сохраняем с помощью карт все характеристики поверхности высокополигональной модели и переносим эти характеристики на низкополигональную версию. Эти карты и называются текстурными.

Текстурные карты хранят данные о поверхности модели — это похоже на «обертку», которую по итогам накладывают на low-poly модель.

Однако не получится сразу создать текстурную карту — первоначально нужно сделать UV-развертку, которая хранит данные low-poly модели в развернутом виде. Если модель трехмерная и объемная, с помощью UV мы можем развернуть ее на плоской поверхности.

После подготовки развертки можно переходить к запеканию карт — делается это при помощи Marmoset Toolbag.

Чаще всего используются следующие карты:

Normal Map — карта, которая хранит в себе данные об углах наклона поверхности. При ее наложении модель становится рельефной.

Ambient Occlusion — карта, которая хранит данные о рассеянном освещении. С ее помощью можно наложить на модель мягкие тени, которые будут располагаться на ней с учетом ее геометрии.

Curvature Map — хранит характеристики вогнутых и выпуклых частей поверхности модели. Благодаря ней программа понимает, какие части модели быстрее изнашиваются (выпуклые), а какие части могут накапливать грязь (вогнутые).

Position Map — карта хранит данные о точках и их расположении на модели по осям X, Y, Z в виде каналов RGB. С помощью этой карты текстура располагается на модели более ровно.

ID map — эта карта хранит данные о цветах определенных участков модели, причем определенный цвет соответствует конкретному материалу. Обычно ее используют перед тем, как перейти к текстурированию.

После запекания всех необходимых карт они накладываются на low-poly модель — в итоге получается нужная детализация. Впоследствии модель можно начинать текстурировать.

Однако стоит отдельно выделить Diffuse map — она отвечает за цвет и материалы, однако не запекается, как предыдущие. Ее обычно создают с нуля в Substance Painter при использовании Smart-материалов.

Smart-материал представляет собой сложный материал, в основе которого лежат несколько слоев. Этот инструмент дает возможность детализировать сложные поверхности — например, камень, покрытый травой.

Каждый слой содержит заливку цветом или детализацию, которую можно самому нарисовать кисточкой или процедурно сгенерировать с помощью инструментов Substance Painter.

Итог — текстурные карты применяют, когда нужно детализировать 3D-модель с небольшим количеством полигонов. Они же помогают наложить на модель реалистичный цвет, свет, неровности поверхности.

Мы готовим концепт-художников, левел-артистов и 3D-моделеров для игр и анимации. Если придёте к нам на курс, не забудьте спросить о скидке для читателей с DTF.