Текстурирование

Текстурирование требует меньше ресурсов, чем создание высокополигональных объектов. Оно не подразумевает изменения геометрии трехмерного объекта (увеличения числа полигонов) и соответствующих сложных расчетов.

Основные виды текстурирования

Наиболее простой способ придать трехмерной модели фактуру — наложить на нее карту цвета. Это плоское растровое изображение, в котором иллюзорная геометрия текстуры создается благодаря комбинации темных и светлых участков, отображающих углубления и выпуклости. Такое текстурирование упрощает и ускоряет моделирование объекта и его отрисовку. Если внимательно рассмотреть готовый объект (особенно под углом), будет заметно, что он абсолютно плоский.

Чтобы придать 3D-модели или виртуальной поверхности иллюзию рельефности, используются следующие виды текстурирования:

• bump mapping — к цветовой текстуре применяется одноканальная (черно-белая) карта высот и источник света, которые формируют эффект впадин и выпуклостей за счет различного освещения отдельных участков; 
• normal mapping — в технологии рельефность текстуры достигается за счет цветной карты нормалей, RGB-каналы которой преобразуются в три координаты вектора, по которому рассчитывается освещенность поверхности;
• parallax mapping — этот способ заключается в изменении координат отдельных пикселей текстуры, а также освещении с учетом рельефа по карте нормалей, что позволяет достичь максимально полной рельефности поверхности;
• MIP-текстурирование — это наложение нескольких копий одной и той же текстуры с разным разрешением в зависимости от мощности видеокарты, близости виртуального объекта к наблюдателю и других факторов.

Больше ресурсов потребляет технология displacement map (карта смещений). К полигональной модели добавляются дополнительные вершины, которые смещаются выше или ниже плоскости полигона в соответствии с картой высот. В отличие от предыдущих методов, создающих лишь иллюзию рельефности, карта смещений формирует реальный рельеф текстуры. Хотя общая геометрия объекта не меняется (количество полигонов остается тем же), она становится более сложной. Из-за высоких затрат ресурсов на прорисовку данный метод по возможности заменяется более простыми способами.

Так как в природе не существует идеально ровных и гладких поверхностей, для текстурирования 3D-моделей можно использовать процедурно генерируемый визуальный шум. С его помощью достигаются эффекты потертости, шероховатости, фактуры различных материалов и поверхностей: грубой или мелкой штукатурки, бетона, асфальта, шлифованного металла, апельсиновой кожуры и т.д.

Читайте также:

Кто такой 3D Artist и чем он занимается?

Как сделать текстуры

Для создания текстур используются два основных метода:

• отрисовка растровых изображений в графическом 2D-редакторе — например, Adobe Photoshop;
• создание рельефных 3D-текстур в трехмерных графических редакторах — в частности, Adobe Substance 3D Designer, Autodesk Mudbox, The Foundry Mari, 3D-Coat.

Часто на практике 2D- и 3D-технологии комбинируются для создания максимально реалистичных текстур. Процесс текстурирования имеет различную сложность в зависимости от того, насколько проработанной и детализированной должна быть поверхность виртуального объекта. Например, для «мультяшной» анимации в стиле Pixar глубокой визуальной проработки предметов окружения, персонажей и поверхностей не требуется. Однако, чтобы создать фотореалистичные фактуры с различными эффектами состаривания, влияния погодных условий и т.д., понадобятся карты высот, отражений, бликов, затемнений, которые значительно усложняют процесс 3D-моделирования.