การแกะรอยโมเดลและการสร้างเค้าโครง UV
Surfacing คืออะไร?
โดยค่าเริ่มต้น โมเดล 3D ที่ เพิ่งเสร็จสิ้นแล้วมีลักษณะเหมือนกับแพ็คเกจซอฟต์แวร์เปล่าที่สุดที่จะแสดงให้เห็นว่าเป็นโทนสีเทาที่เป็นกลางสม่ำเสมอ ไม่มีภาพสะท้อนไม่มีสีพื้นผิว เพียงแค่สีเทาเก่าน่าเบื่อ
เห็นได้ชัดว่านี่ไม่ใช่วิธีที่แบบจำลองปรากฏในการ แสดงผล ขั้นสุดท้ายดังนั้นรูปแบบนี้จึงมาจากสีเทาที่ไม่น่าสนใจสำหรับตัวละครและสภาพแวดล้อมที่เราเห็นในภาพยนตร์และเกม?
การทับถม ซึ่งรวมถึงการ จัดวางรังสี UV , การทำแผนที่พื้นผิว และการ สร้าง shader เป็นกระบวนการโดยรวมในการเพิ่มรายละเอียดไปยังพื้นผิวของวัตถุ 3 มิติ
งานของผู้เชี่ยวชาญด้าน texturing หรือ shader อาจฟังดูน่าสนใจน้อยกว่าคนทำโมเดลหรือนักเคลื่อนไหว แต่พวกเขาก็มีส่วนสำคัญในกระบวนการนำภาพยนตร์หรือเกม 3D ไปสู่การบรรลุผล
ลองนึกภาพ Rango โดยไม่มีผิวที่มีสีสันและเกลี้ยงเกลา หรือ Wall-E โดยไม่ต้องใช้งานระบายสีที่น่าทึ่งของเขาและสวมใส่ หากปราศจากทีมช่างภาพและผู้สร้าง shader ที่ดี การผลิต CG ใด ๆ จะดูเรียบและไม่น่าเชื่อ
แรเงาและ texturing อาจเป็นสองด้านของเหรียญเดียวกัน แต่พวกเขายังคงกระบวนการที่แตกต่างกันพื้นฐานที่สมควรได้รับการอภิปรายของตัวเอง ในส่วนแรกนี้เราจะพูดถึงเค้าโครงรังสี UV และทุกสิ่งทุกอย่างที่ไปพร้อมกับการสร้าง ในส่วนที่สองเราจะกลับมาพร้อมกับคำอธิบายเกี่ยวกับการทำแผนที่พื้นผิวจากนั้นเราจะออกซีรีส์ด้วยการดูเครือข่าย shader อย่างรวดเร็ว
การแกะสลักรูปแบบและการสร้างเค้าโครง UV
การทำแผนที่พื้นผิวซึ่งคิดค้นขึ้นโดย เอ็ดแคทมุลล์ ในปีพ. ศ. 2517 เป็นหนึ่งในนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่น่าสนใจในประวัติศาสตร์ของคอมพิวเตอร์กราฟฟิค การวางผังงานเป็นเรื่องของการเพิ่มสี (หรือข้อมูลอื่น ๆ ) ให้เป็นแบบจำลอง 3 มิติด้วยการฉายภาพสองมิติบนพื้นผิว
อย่างไรก็ตามเพื่อที่จะใช้พื้นผิวแผนที่กับพื้นผิวของแบบจำลองนั้นก่อนอื่นต้องมีการห่อหุ้มไว้และจัดวางรูปแบบ UV สำหรับศิลปินพื้นผิวที่จะทำงานด้วย
- รูปแบบ UV คือการแสดงภาพ 3D แบบเรียบลงบนเครื่องบินสองมิติ แต่ละจุดบนระนาบสองมิติเรียกว่า UV และแสดงจุดสุดยอดบนวัตถุ 3D ด้วยวิธีนี้ทุกพื้นที่ภายในขอบเขตของรูปแบบรังสียูวีจะสอดคล้องกับจุดเฉพาะบนแบบจำลอง วิธีที่ง่ายในการมองเห็นรูปแบบรังสียูวีแบบนี้คือ:
- คุณเคยทำก้อนจากกระดาษ? ถ้าเป็นเช่นนั้นลองนึกถึงรูปทรงที่คุณต้องการตัดลงในกระดาษเพื่อให้พับได้อย่างถูกต้องเป็นก้อน - มันอาจดูเหมือนไขว้สี่ตัว (สูง) และสามด้าน หากกระดาษก้อนนั้นเป็นแบบจำลอง 3 มิติการพับทุกครั้งจะเป็น ขอบ ทุกมุมจะเป็น จุดสุดยอด และทุกพื้นที่ราบจะเป็น ใบหน้า การแกะลวดลายมีความคล้ายคลึงกันมากยกเว้นในกรณีที่มีพื้นเรียบมากกว่าหกหน้า
- Unwrapping: การ ยกเลิกการตัดเป็นกระบวนการกำหนดตำแหน่งใบหน้าหลายเหลี่ยมแต่ละชุดของพิกัดรังสียูวีบนระนาบภาพสองมิติ พิกัดรังสียูวีจะถูกจัดวางไว้เป็นภาพและส่งออกเป็นรูปบิตแมปรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มี ความละเอียด ตั้งแต่ 512 x 512 จนถึง 6000 พิกเซลภายใน 6000 ศิลปินที่วาดภาพหรือสร้างแผนผังเนื้อสัมผัสของรูปแบบจะใช้เค้าโครงเพื่อเป็นแนวทาง เมื่อสร้างไฟล์พื้นผิว
- การจัดทำรูปแบบ UV ที่ใช้งานได้: ขั้นตอนสำหรับการจัดวางพิกัดรังสียูวีของโมเดลโดยปกติจะเป็น 3 ชั้น:
- ศิลปินคนแรกจะเลือกกลุ่มของใบหน้าในแบบจำลองและใช้การฉายภาพอัตโนมัติกับใบหน้าเหล่านั้นเพื่อเป็นพื้นฐานในการทำงาน การฉายเป็นรูปทรงระนาบหรือทรงกระบอกขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัตถุ:
- การฉายในระนาบ: พื้นผิวเรียบเช่นผนังหรือพื้นจะใช้การฉายในแนวระนาบซึ่งหมายถึงพื้นผิว 3D ถูกแบนจากทิศทางเดียว (โดยปกติจะมาจากกล้อง) ข้อแม้ประการหนึ่งที่มีการคาดการณ์ระนาบคือการแผ่แบนไปทั่วแบบจำลองดังนั้นถ้าคุณใช้การฉายภาพแบบระนาบให้เป็นก้อนทั้งสองดวงรังสีเอกซ์ส่วนใหญ่จะอยู่ด้านบนสุดของอีกดวงหนึ่ง
- การฉายทรงกระบอก เหมาะสำหรับพื้นผิวที่โค้งและทำงานได้เหมือนกับที่คุณเอาหลอดทำจากปลายและท้ายแล้วห่อไว้จนกว่าจะแบนราบ มีรูปแบบอื่น ๆ ของการประมาณการเป็นอย่างดี แต่ทั้งสองกล่าวเป็นส่วนใหญ่
- เนื่องจากพื้นผิวส่วนใหญ่ไม่ค่อยแบนหรือทรงกระบอกเทคนิคการทำแผนที่อัตโนมัติจึงไม่ค่อยให้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจ เพื่อต่อสู้กับเรื่องนี้ศิลปินจะปรับแต่งรูปแบบรังสียูวีด้วยตนเองโดยการเลื่อนไปรอบ ๆ UVs แบบจำลองจะผลักดันและดึงจุดยอด เค้าโครงรังสียูวีที่ดีมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดตะเข็บและใช้สัดส่วนที่สูงขึ้นของความละเอียดพื้นผิวที่กำหนดให้ละเอียดขึ้นไปยังพื้นที่ที่มีรายละเอียดสูงของตาข่ายเช่นหน้าปูตัวอักษรหรือส่วนที่หรูหราเป็นพิเศษของเสื้อผ้า / ชุดเกราะของพวกเขา
- กระบวนการนี้จะทำซ้ำสำหรับรูปหลายเหลี่ยมทั้งหมดในแบบจำลอง จากนั้นศิลปินจะไปจัดหรือผสมผสานกลุ่มรังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อกำจัดรอยต่อและสร้างรูปแบบ UV ที่มีการจัดวางอย่างเป็นระเบียบ
และนั่นแหละ! เมื่อโมเดลถูกแกะกล่องขั้นตอนนี้จะถูกนำมาวางไว้ในมือของจิตรกรพื้นผิวที่จะพัฒนาแผนที่ภาพที่มีรายละเอียดอยู่ด้านบนของรูปแบบ UV ที่เสร็จสิ้นแล้ว