Практика

Как сделать текстуринг и шейдинг для 3D модели

3D-модели – неотъемлемая часть современного кинематографа, анимации и телевидения. О том, как «оживить» 3D-объект, сделав его фактурным и реалистичным, tvkinoradio рассказала художник текстуринга и шейдинга компании Open Alliance Media Елена Кочеткова

  • 29 октября 2015
  • 3920
Маргарита Васильева

Елена Кочеткова, художник текстуринга и шейдинга компании Open Alliance Media 
Елена Кочеткова, художник текстуринга и шейдинга компании Open Alliance Media 

 

Что такое текстуринг и шейдинг и для чего они нужны


Текстурирование в программе Autodesk Mudbox 
Текстурирование в программе Autodesk Mudbox 

Текстуринг – это создание текстур (фактуры, рисунка, мелкого объёма, цвета) на виртуальной 3D модели. Шейдинг – процесс, осуществляемый с помощью с шейдера – программы, применяемой в трёхмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения. Шейдер может включать описание поглощения и рассеивания света произвольной сложности, наложения текстуры, отражение и преломление, затемнение, смещение поверхности и эффекты пост-обработки. Программируемые шейдеры очень эффективны и позволяют при помощи простых геометрических форм визуализировать сложные с виду поверхности.

Иллюстрация – сборка шейдера без текстур средствами Maya
Сборка шейдера без текстур средствами Maya
 


С чего начать «оживление» предмета


Предположим, выдан объект. К нему, если работа предстоит на студии, обычно предоставляется эскиз или скетч. В зависимости от задания, модель затекстурить можно разными способами, например – полностью «раскрасить» в одной из программ для текстуринга (Autodesk Mudbox,The Foundry MARI, ZBrush, CINEMA 4D Studio,3d coat), используя различные инструменты из палитры.
Программа для текстуринга ZBrush

Программа для текстуринга ZBrush

Программа для текстуринга The Foundry Mari

Программа для текстуринга The Foundry Mari


После этого необходимо выгрузить текстурные карты (картинки).

Карта текстур
Карта текстур

Нарисовать, склеить и смонтировать карты можно и в сторонней программе, например в 2D программе Photoshop.


Программа Photoshop
 
Зашейдить объект и без использования текстур можно, полностью заменив все карты процедурными шейдерами уже в Autodesk Maya или Max.
 


Маппинг


На следующем этапе необходимо «размапить» объект. Маппинг – это создание виртуальной выкройки объекта текстурирования. Делать его можно разными способами и в разных программах, например – headus UVLayout.

Маппинг в программе UVLayout
Маппинг в программе UVLayout​
 
Основной принцип маппинга – делать разрезы в максимально невидимых для зрителя местах (за ушами, волосами, под кантом). При «раскрашивании» кистями вручную, по большому счету, неважно, где находится шов – он закрасится. Однако на швах могут быть баги, «потянутости», поэтому лучше швы прятать, тогда в итоге будет меньше мороки. Вообще, качественные выкройки – залог наилучшего результата.

Для раскрашивания объектов можно использовать и карты, созданные в 2D программе или фото, которые будут проецироваться на модель в 3D пространстве и обрисовываться по форме.

Впрочем, такие текстуры можно использовать и не рисуя ими по объекту. Тогда они будут смешиваться сразу в шейдере. Для этого создается тайловая карта, которая может повторяться любое количество раз, состыковываясь сама с собой с любой стороны. Важно помнить, что в данном случае маппинг должен быть идеальным, все швы в нужных местах должны быть скрыты. Иначе тайл сразу выдаст несостыковку, и направления текстур не совпадут.
 
Существуют способы автоматического маппинга. В данном случае программа выбирает на свое усмотрение, где делать рез, из-за чего есть вероятность, что будут заметны стыки карт в нежелательных местах. Однако в ряде шейдеров с однородным материалом, где не обязательны карты (например, в чистом стекле или пластмассе), швы не будут видны. В таких случаях маппинг может и вовсе не пригодится.

Для создания шейдера может понадобиться несколько карт для разных параметров. Карты могут быть как в градациях серого, так и цветные, в зависимости от назначения: карта цвета (diffuse, color), рельеф (bump, displacement), карты отражения, преломления, поглощения света (reflection, refraction, specular) и многие другие – зависит от сложности задачи.

Карта цвета
Карта цвета
 


Рендеринг


Когда готовы карты, можно собирать шейдер-материал объекта и рендерить, то есть считывать картинку.

Рендеринг
Рендеринг
 
Рендерить можно в разных программах: RenderMan,V-Ray, Arnold Renderer или mental ray. По сути своей все рендеры схожи, но у каждого есть свои особенности. Есть ряд параметров, на которые можно цеплять карты или настраивать сами по себе. Существуют параметры константные, которые настраиваются в определенном интервале без карт цифровыми значениями (например, от 0 до 1), и вариативные, имеющие несколько критериев, которые в том числе могут быть взяты из карты. Для того чтобы увидеть итоговый результат при рендеринге наиболее точно, нужно всегда помнить про источники света.
 
Сейчас в интернете можно найти много уроков по вариантам и способам маппинга, текстуринга, шейдинга, ведь существует множество сочетаний использования функций программ. По настройкам материалов существуют как уроки, так и таблицы с известными точными цифровыми значениями физически корректных параметров.

Учиться и углубляться в эту область можно постоянно – сфера компьютерной графики постоянно развивается, придумываются все более совершенные способы реализации самых безумных идей. Главное – не терять желание!

 


Комментарии

Напишите комментарий первым!


Необходимо исправить следующие ошибки:


    Смотрите также