UV-Mapping für Anfänger

UV-Mapping ist als die mühsamste Aufgabe in 3D bekannt, insbesondere für Anfänger. Es ist auch der Klebstoff, der Modelle, Backwaren und Texturen zusammenhält. Dies ist auch eine entscheidende Aufgabe, da ein schlechter Satz von UV-Strahlen und die daraus resultierende Leistung sogar das Beste bewirken können 3D-Modelle schrecklich aussehen. Ob Sie UVs lieben oder hassen, es gibt kein Entkommen - sie sind wichtig zu verstehen.

Einige der häufigsten Probleme, auf die Anfänger stoßen, wenn sie mit dem UV-Mapping beginnen, sind, dass der gesamte Prozess eine unverständliche Zusammenstellung von Begriffen und Konzepten darstellt und dass sie nie genau wissen, wo sie anfangen sollen, insbesondere wenn sie an scharfkantigen Modellen arbeiten.

Wenn Sie sich jedoch angewöhnen, ein wenig vorzubereiten und ein UV-Mapping-Tool zu finden, mit dem Sie klicken, ist dies nicht mehr die Langeweile, die es früher war.



Grundlagen des UV-Raums

UV-Mapping

Versuchen Sie, ein UV-Gitter anstelle einer Checkerkarte zu verwenden. Ein UV-Gitter zeigt viel mehr Probleme, z. B. gespiegelte Polys

Der Grund, warum eine UV-Karte der Klebstoff zwischen Modell und Texturen ist, ist, dass sie nicht nur die abgeflachte und zugeordnete Topologie Ihres Modells ist, sondern auch die Grundlage für Ihre Kartenbacken. Dies bedeutet, dass Sie Ihre Zuordnung beim Modellieren berücksichtigen müssen - schlechte UV-Strahlen führen zu schlechten Backen. Sie können jederzeit schlechte Krümmungs-, Höhen- oder Okklusionskarten anpassen Photoshop CC Zur Not, aber eine schlechte normale oder ähnliche Kartenausgabe kann ein echtes Problem sein, wenn Sie sie nicht von Anfang an im Auge behalten.

Das heißt, das erste, was Sie über UV-Mapping wissen müssen, ist, was UV-Raum ist. Basierend auf einem 0: 1-Raster mit 0,5 als mittleren Koordinaten besteht eine UV-Karte aus den XYZ-Koordinaten Ihres 3D-Modells, die in den 2D-UVW-Raum abgeflacht sind - oder als Kachel, wie sie genannt wird.

Abhängig von Ihrem Modellierer und Mapper ist die horizontale X-Achse von 3D im 2D-Raum gleich U, das vertikale Y gleich V und die Tiefenkoordinate Z gleich W. Die Buchstaben haben keinen Wahnsinn, nur die Methode: Das UVW von 2D wird ausschließlich verwendet, um Verwirrung zu vermeiden mit 3Ds X, Y und Z. Diese Koordinatengleichheit ist - um es einfach auszudrücken - wie 3D-Raum in abgeflachten 2D-Raum übersetzt wird.

UV-Mapping

Stellen Sie sicher, dass Ihre abgebildeten UV-Gruppen über ausreichende Dachrinnen verfügen. Suchen Sie in Ihrem UV-Mapper nach den Abstandseinstellungen

Sie fragen sich vielleicht, warum der 2D-Raum auch eine Tiefenkoordinate hat. Dies soll sicherstellen, dass unabhängig von der Art und Weise, wie Sie Ihre UV-Bits - Inseln oder Muscheln genannt - abbilden, spiegeln oder stapeln, die Tiefenkoordinate sicherstellt, dass sie unabhängig von ihrer Zuordnung korrekt in 3D angezeigt werden.

Es ist auch wichtig, dass sich alle abgeflachten Polys Ihres Modells innerhalb der UV-Kachel befinden, damit Ihr Bäcker und Renderer genaue Texturinformationen erhalten.

Einige Renderer und Texturierungsanwendungen gehen noch einen Schritt weiter und unterstützen auch UDIM - U-Dimension. In einfachen Worten, UDIM erleichtert das UV-Mapping und die Texturierung, indem Sie mehrere UV-Gitter für dasselbe Modell erstellen können, indem Sie 10 Kacheln auf der U-Achse und eine (fast) unendliche Menge auf der V-Achse haben.

Wie bei einer normalen UV-Kachel können Sie auch außerhalb der Grenzen der UDIM-Kacheln keine Polys haben, aber wir werden später darauf zurückkommen.

Überlegungen zur Vormodellierung

UV-Mapping in Substance Painter

Achten Sie darauf, dass Sie mit Ihren Gruppen und Texturen nicht über Bord gehen. Neben der hohen Auslastung der Game-Engine verlangsamen sie beispielsweise auch die Leistung in Substance Painter

Jetzt, da Sie wissen, was UV-Raum ist, können wir zu den wenigen grundlegenden Konzepten übergehen, die für die UV-Kartierung gelten, unabhängig von Ihrem Modell, UV-Mapper oder der Verwendung einer UV-Karte mit einer Kachel oder von UDIM.

In erster Linie muss eine UV-Karte so verzerrungsfrei wie möglich sein. Dies bedeutet, dass eine Textur beim Auftragen auf das Modell nicht gedehnt oder eingeklemmt aussieht. Es muss auch die Skalierbarkeit beibehalten. Auf ein Modell angewendete Texturen sollten nicht unverhältnismäßig zueinander angezeigt werden.

Zum Beispiel sollte der Kopf Ihres Mechs nicht viel kleiner und detaillierter sein als sein Oberkörper, und noch schlimmer, wenn die Arme noch größere Details haben. Sie können dies natürlich umgehen, indem Sie bei der Arbeit in Apps wie z Stoffdesigner Zum Beispiel, aber das Beste ist, es direkt aus dem Tor zu bekommen.

Eine gute UV-Karte hat nicht nur Verzerrungen, sondern auch Ränder und Polster. Vermeiden Sie Nahtprobleme an den Fliesenrändern, indem Sie einen Rand mit drei bis vier Pixeln hinzufügen, und gewöhnen Sie sich an, zwischen Ihren UV-Inseln genügend Platz zu schaffen, um Kantenpolster und Dachrinnen zu bewältigen und Probleme beim Pass zu vermeiden. Selbst zwei bis drei Pixel reichen oft aus, um Texturverluste und normale Mapping-Artefakte beim Backen zu vermeiden, und fast alle UV-Mapper verfügen hierfür über Funktionen. Benutze es.

Es lohnt sich auch, Ihr Layout aufgeräumt und wirtschaftlich zu halten, indem ähnliche Elemente zusammen angeordnet oder nach Möglichkeit übereinander gestapelt werden, um Platz zu sparen. Dies ermöglicht mehr Platz für die Elemente, die feinere Details oder eine bessere Sichtbarkeit benötigen. Je größer das Objekt auf einer UV-Karte ist, desto größer ist die Texeldichte. Dies bedeutet, dass mehr Platz zum Malen und Detaillieren vorhanden ist.

UV-Mapping

UDIM ist eine viel einfachere Möglichkeit zur UV-Zuordnung, da Sie Ihre UV-Gruppen oder Materialien visuell über mehrere Kacheln trennen können

Stellen Sie zu Beginn der Modellierung sicher, dass Sie die richtige Geometrie erstellen, und berücksichtigen Sie, dass das beabsichtigte Endergebnis Ihre UV-Karte und deren Layout beeinflussen kann. Wenn Sie beispielsweise ein Spielmodell erstellen, müssen Sie sich nicht nur der Details Ihres hochauflösenden Netzes bewusst sein, damit das untere Poly-Netz es halten kann, sondern auch, wie Sie Ihre UV-Nähte wie jedes andere schneiden Schnitt bedeutet eine doppelte Anzahl von Eckpunkten im Motor.

Weder Unreal noch Unity unterstützen UDIMs zum Zeitpunkt des Schreibens nativ, was bedeutet, dass Ihre Karte auf eine einzelne Kachel passen muss.

Und es ist nie zu spät, über Normalen nachzudenken und Gruppen zu glätten. Viele Künstler scheinen sich eine normale Karte als eine verherrlichte Bump-Karte vorzustellen. Dies ist nicht ganz richtig, da es einige weitere Verwendungszwecke hat als Höhen- oder Tiefenkarten. Kurz gesagt, Normalen sind die Richtungszeiger für ein Polygon (Fläche) oder eine Gruppe von Polygonen.

UV-Mapping

Sie können einige normale und potenzielle Probleme beim Umdrehen vermeiden, indem Sie beim Exportieren von .fbx-Dateien von Ihrem Modellierer die Exportoption für binormale Tangenten verwenden

Die Richtung, in die sie weisen, definiert die Richtung der Glättung und die Seite oder Richtung, auf der Ihre Materialien angezeigt werden. Wenn Sie beispielsweise eine Szene in einer Box erstellen, ist es natürlich, dass die Textur an den Innenwänden der Box nach innen und nicht nach außen zeigt, damit Sie sie sehen können.

Sie definieren dies, indem Sie die Richtung Ihrer Normalen festlegen. Die meisten Modellbauer haben eine Funktion, mit der Sie die Richtung sehen können, in die sie zeigen - normalerweise den kleinen Zeiger in der Mitte eines Polygons, der nach innen oder außen zeigt.

UV-Mapping

Es ist leicht zu vergessen, dass Normalen mehr als eine normale Kartenbasis sind - sie steuern auch die Richtung einer Oberfläche und glätten Gruppen

Zusätzlich zu den oben genannten und da es sich um Elemente handelt, auf die Sie Details von Hand malen können, steuern Normalen auch Glättungsgruppen. Die Funktion einer Glättungsgruppe besteht darin, Ihr Modell glatter erscheinen zu lassen, ohne dem Netz Polys hinzuzufügen. Es ist eine Art Pseudo-Unterteilungsfläche, bei der zwei oder mehr Polygone, die sich eine Kante teilen und Mitglieder derselben Glättungsgruppe sind, als glatte Fläche gerendert werden.

Wenn nicht, wird eine harte Kante erstellt. Dies wird als Ecke oder Kante gerendert, und diese Kante muss beim UV-Mapping getrennt werden, um Backartefakte zu vermeiden. Dies bedeutet, dass selbst eine einfache Sache wie das Aufräumen Ihres Netzes unterwegs Vorteile beim Backen, Zeitersparnis und UV-Mapping bringen kann, da Sie sich von Aufgaben wie der Bereinigung von Polyresten, zu vielen gelöschten Polyfixes und dem Aufräumen von Unreinheiten fernhalten Kanten, die oft erst sichtbar werden (und möglicherweise zu einer Senkung der Reinigungszeit führen), wenn Sie mit dem UV-Mapping oder Backen beginnen.

Wenn Sie ein scharfkantiges Modell UV-kartieren, sollten Sie vorsichtig sein, wenn Sie Inseln umdrehen und stapeln, insbesondere wenn Sie eine einzelne UV-Kachel anstelle von UDIM zuordnen. Obwohl dies Ihren Workflow erheblich beschleunigen und Ihnen UV-Mapping-Zeit sparen kann, wenn Sie nur die Hälfte Ihrer Figur abbilden, bevor Sie Ihre Muscheln kopieren, drehen, schweißen oder stapeln, besteht die Gefahr, dass Sie seltsame Beleuchtung und Beleuchtungsnähte erhalten.

UV-Mapping: zwei Pistolen

Glättungsgruppen benötigen harte Kanten. Im Fall der Waffe hat der Körper zwei Glättungsgruppen, was bedeutet, dass er eine harte Kante benötigt, an der sich die harten Kanten des Netzes schneiden

Eine Problemumgehung hierfür ist die Verwendung eines .fbx-Exports mit aktivierten Tangenten und Binormalen. Es ist jedoch auch hilfreich, mehrere nicht gespiegelte UV-Karten oder -Sätze zu verwenden, und zwar auf Kosten des Ladevorgangs und der Bequemlichkeit, alles in einer Karte zu haben.

Hartkantige UV-Karten

Jetzt, da Sie Ihren Speicherplatz kennen und einige der grundlegenden Überlegungen zum Workflow kennen, ist es an der Zeit, mit dem Mapping für Real zu beginnen. Bringen Sie ein UV-Gitter, Ellbogenfett und Geduld mit. Das UV-Gitter sollte Buchstaben und Formen enthalten - die einfache schwarze, karierte Karte eignet sich nicht zum Erkennen von Fehlern wie gespiegelten Polys und kleineren Verzerrungen, selbst wenn Ihr UV-Mapper in der Modellansicht Dehnung (blau) oder Prise (rot) anzeigt.

Die Geduld liegt darin, dass UV-Mapping zeitaufwändig sein kann. Behalten Sie trotz der Wunder der verschiedenen Schaltflächen zum automatischen Auspacken in der UV-Mapping-Landschaft die Ergebnisse des automatischen Auspackens im Auge, da eine Funktion zum automatischen Auspacken selbst keine Vorstellung davon hat, welche wichtigen und unwichtigen Bereiche Ihrer Textur aussehen werden.

UV-Mapping

Wenn Sie nicht möchten, dass viele Inseln bereinigt werden, ordnen Sie die UV-Karte beim Modellieren zu und erstellen Sie Gruppen und / oder Materialien, bevor Sie sie automatisch auspacken

Wenn Sie absolut ratlos sind, wo Sie mit dem Auspacken beginnen sollen, schauen Sie sich Ihr Modell an und teilen Sie es, falls Sie es noch nicht getan haben, in Gruppen oder Materialgruppen auf. Wählen Sie dann zuerst die größten oder komplexesten Elemente. Diese Bereiche sind häufig die sichtbarsten und zeitaufwändigsten Teile Ihrer UV-Karte und Texturierung. Hier haben Sie den geringsten Spielraum in Bezug auf Zeit und Fehler.

Dies bringt uns zu Schneiden und Nähten, wo der Hauptunterschied zwischen organischen und scharfkantigen UV-Mapping-Modellen liegt. Der Grund dafür ist, dass ein Mech, weil er mehr Kanten hat als beispielsweise ein Fantasy-Bogenschütze, tendenziell mehr Nähte benötigt, um Verzerrungen zu reduzieren. Aber auch wegen Normalen, Backen und Fehlervermeidung.

Neben High-Poly-Details und Glättung ermöglichen Normalen auch eine bessere Schattierung. Um dies bei einem scharfkantigen Modell nutzen zu können, müssen Sie beim Schneiden Ihrer UV-Nähte einige Vorsichtsmaßnahmen treffen.

Wie bereits erwähnt, wird eine harte Kante erstellt, wenn Sie eine Glättungsgruppe oder ein Polygonende haben und eine andere beginnt. Diese Kante muss geschnitten und aufgefüllt werden (niemals weniger als zwei Pixel). Dies gibt Raum für Fehler beim Reduzieren der Tangentenverdrillung und vermeidet Probleme wie Farbverläufe, schwarze Linien oder LOD-Probleme entlang der normalen Backlinie.

UV-Mapping

Einige Programme berücksichtigen Schweißnähte nicht. Überprüfen Sie daher Ihre Exporteinstellungen, bevor Sie sie extern auspacken, um sich einen Ozean von Polyinseln zu ersparen

Achten Sie darauf, wo Sie Ihre Nähte platzieren und wie viele Sie schneiden. Ein Schnitt an einer harten Kante kann nicht vermieden werden. Versuchen Sie jedoch, das Netz an Stellen zu schneiden, die nicht so offensichtlich oder sichtbar sind. Sie können auch versuchen, diese Karten so zu schneiden, wie sie im wirklichen Leben getrennt werden, um ein gutes Ergebnis zu erzielen und die Texturierung zu vereinfachen.

Auf dem richtigen Weg bleiben

Behalten Sie Ihre geraden Linien im Auge, sobald Sie in Ihre UV-Mapping-Rille eingetreten sind. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie die Relax-Funktion verwenden. Es ist ein Glücksfall für viele organische Karten, kann aber Ihre Linien auf einem mechanischen Netz wirklich verzerren, wenn Sie die Pinning- oder Einschränkungsfunktion Ihres UV-Mappers nicht richtig verwenden. Testen Sie es gründlich.

Stellen Sie sicher, dass Ihre Linien so gerade wie möglich sind, da Modelle mit harten Kanten häufig stärker verzerrt sind und stärker mit Abziehbildern und geraden Elementen strukturiert werden, die verzerrt aussehen, wenn die UV-Karte verzerrt ist.

Wenn Sie sich der Ziellinie nähern, führen Sie eine Endprüfung mit einem anderen UV-Gitter und einer Reihe allgemeiner Texturen durch, um zu überprüfen, ob alles zugeordnet ist. Sobald Sie fertig sind, ist es fertig, fertig, backen!

Dieser Artikel erschien ursprünglich in 3D Welt , das weltweit meistverkaufte Magazin für CG-Künstler. Abonnieren Sie hier .

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