Содержание
Текстуры помогают создавать реалистичные объекты. Рассказываем, какими бывают текстуры, как их создавать и применять в Blender 3D.
Роль текстур в 3D-моделировании
Текстуры влияют на визуальное восприятие создаваемых моделей. Они позволяют придать реалистичность объектам, добавить детализацию и повысить качество финального рендеринга. Расскажем о роли текстур подробнее.
● Реалистичное отображение материалов. Текстуры помогают передать реальные свойства поверхностей предметов — например, кору дерева или структуру ткани. Текстуры помогают воспроизвести специфику каждого материала, включая структуру поверхности, оттенки цвета, блеск, прозрачность и даже микротекстуру.
● Детализация мелких элементов. Вручную непросто создать мельчайшие элементы рельефа и узоры, особенно когда речь идёт о сложных поверхностях вроде кирпича, асфальта или меха животных. В таких случаях помогут текстуры высокого разрешения, которые позволяют придать объекту дополнительную глубину и объём.
● Оптимизация производительности. Использование текстур снижает нагрузку на графический процессор компьютера. Например, поверхность стены из множества кирпичей можно детально прорисовать, используя всего одну текстуру вместо сотен отдельных полигонов.
● Эффекты освещения и теней. С помощью текстур можно распределять световые эффекты и тени на моделируемые объекты. Они имитируют реакцию разных материалов на свет, передают эффект преломления лучей, блеска металла или глубины царапин. Об этом мы расскажем ниже.
Текстуры в Blender 3D. Источник
Создавать 3D-модели для игр, видео, кино и рекламы учат на курсе «3D-дизайнер». За 9 месяцев студенты учатся создавать анимацию и симуляции в популярных редакторах. По окончании курса выпускники получат диплом о профессиональной переподготовке.
Получите профессию 3D‑дизайнера за 9 месяцев
Освоите Blender, Substance 3D Painter, Photoshop и другие инструменты. Сможете прокачать софтскилы и выполните 8+ разноплановых проектов.Начать учиться бесплатно
Основные виды текстур в 3D‑моделировании
В 3D-моделировании существует большое разнообразие видов текстур. Разберём наиболее распространённые из них.
1. Diffuse Map (диффузная карта) — определяет цвет и оттенок материала на поверхности объекта. Она показывает, каким бы выглядел материал при равномерном освещении без влияния отражений и бликов.
2. Specular Map (зеркальная карта) — контролирует уровень отражательной способности поверхности. Чем ярче пиксель на карте, тем сильнее отражается свет от поверхности объекта. Обычно светлые области показывают места, где будут заметны яркие блики, а тёмные зоны указывают на участки с низким уровнем отражаемости.
3. Normal Map (карта нормалей) — обеспечивает иллюзию объёма и поверхностных деталей без фактического добавления геометрических вершин. Карта нормалей хранит информацию о направлениях нормалей (перпендикуляров) на каждом участке поверхности, благодаря чему создаётся впечатление сложной геометрии несмотря на гладкую поверхность объекта.
4. Bump Map (карта выпуклостей) — похожа на карту нормалей, но действует иначе. Она меняет высоту вершины поверхности, имитируя небольшие деформации и шероховатости.
5. Displacement Map (карта смещений) — физическое смещение геометрии поверхности. Благодаря ей форма объекта изменяется в зависимости от значений цветов на карте. Более светлые тона приводят к увеличению высоты, более тёмные — к понижению. Этот метод применяется там, где требуется высокая точность рельефа (например, в кинематографе и спецэффектах).
6. Ambient Occlusion Map (карта окружающего затенения) — формирует мягкое затенение благодаря взаимодействию соседних поверхностей друг с другом. Она придаёт объекту дополнительный реализм, усиливая детали.
7. Emissive Map (эмиссионная карта) — создаёт эффект свечения или излучения света от поверхности объекта. Часто используется для эффектов типа подсветки экранов устройств, ламп, фонарей и прочих источников света. Эмиссия задаётся интенсивностью белого цвета: белые области излучают свет, чёрные остаются нейтральными.
8. Roughness/Glossiness Maps (карты грубости/глянца) — определяют характеристики глянцевости или матовости поверхности. Карта roughness описывает шероховатость — чем светлее область, тем ниже глянцевость. Glossiness, наоборот, акцентирует блестящие участки.
9. Alpha Mask (альфа-маска) — задаёт уровни прозрачности частей текстуры. Белые части становятся видимыми, чёрные — прозрачными.
10. Metallic/Rust Map (металл/ржавчина) — разделение металлических и неметаллических участков на поверхности, что определяет особенности отражающей способности. Rust map помогает создать ржавчину и коррозионные повреждения на металлической поверхности.
Каждый из перечисленных видов текстур можно сочетать друг с другом. Благодаря сочетанию можно создавать детализированные и фотореалистичные материалы. Для этого нужно добавить структуру первым слоем и сверху добавлять другие текстуры, которые будут дополнять первую.
Техники текстурирования
В процессе текстурирования есть два принципиально разных подхода: деструктивное текстурирование и процедурное текстурирование. Оба метода решают схожие задачи, но отличаются принципами работы. Рассмотрим каждую технику подробнее.
● Деструктивное текстурирование. Любой внесённый в картинку или сетку объекта эффект считается необратимым. То есть любое последующее действие навсегда уничтожает предыдущую версию объекта или изображения, если специально не сохранён оригинальный вариант.
Например, удаление части текстуры, фильтрация или коррекция цвета фактически изменяют исходный материал без возможности восстановить прежнее состояние, если не возвращаться к резервному варианту. Обычно такой подход используется в художественной ретуши, при исправлении дефектов и выполнении точечной работы над мелкими деталями.
● Процедурное текстурирование. Строится на противоположном принципе: всё создаётся и управляется автоматически на основе чётких инструкций, называемых шаблоном. Изменения происходят обратимо и безболезненно. Всегда доступна возможность вернуться к любому этапу и скорректировать процедуру, не затрагивая ранее выполненные шаги.
Такая техника позволяет создавать неограниченное число вариантов одной и той же текстуры путём простого изменения параметров или добавления нового элемента. Процедурное текстурирование обычно применяют в игровой индустрии, киноиндустрии и архитектуре, где важно быстрое внесение изменений и поддержание согласованности между всеми компонентами.
Инструменты для создания текстур и работы с ними
Для работы с текстурами нужна программа для 3D-моделирования или дизайна. На рынке есть множество инструментов для решения любых задач по текстурированию — начиная от простых редакторов и заканчивая профессиональными программами. Мы расскажем про самые популярные.
● Adobe Photoshop — поддерживает слои, маски, фильтры и плагины, необходимые для глубокой ретуши и адаптации текстур. В нём есть редактор палитры цветов, инструменты для преобразования изображений, фильтры и режимы наложения.
● Substance Painter — предназначен для интерактивного текстурирования 3D-моделей. В нём есть интерактивное нанесение текстур на 3D-модели, импорт UV-карт и предпросмотр материалов в реальном времени, экспорт в форматах FBX, OBJ и других распространённых стандартах.
● GIMP — бесплатный и открытый редактор изображений, подходит для начального этапа текстурирования. Несмотря на меньшую функциональность по сравнению с предыдущими редакторами, GIMP справляется с базовыми задачами. В нём есть большой набор стандартных фильтров, эффектов, и он совместим с большинством форматов.
Помимо перечисленных программ, можно выделить популярный редактор Blender 3D. В нём можно моделировать объекты, создавать анимацию, заниматься рисованием и скульптингом, создавать симуляции и записывать видео. В Blender предусмотрено много вариантов текстур, например Normal Map, Diffuse Texture, Light Maps и т. д.
Процесс и пример создания текстур
Расскажем про создание текстур в Blender 3D. Для этого запустите программу и зайдите в меню File в самом верху, нажмите User Preferences. На экране появится окно, нажмите Addons → 3D View: Screencast Keys. Затем в верхнем меню активируйте UV Editing.
Создание текстур в Blender. Источник
Выбор текстур. Источник
Активация пресета UV Editing. Источник
Теперь нужно создать холст и текстуру. В самом низу нажмите кнопку «+». Затем заполните анкету текстуры: название, размер, цвет, тестовые сетки, монохромный цвет и т. д. Весь список готовых текстур в Blender можно посмотреть на сайте программы.
Создание холста в Blender. Источник
Оптимизация текстур
Оптимизация текстур помогает повысить производительность, снижает потребление оперативной памяти и повышает эффективность рендера. Рассмотрим основные приёмы оптимизации текстур в Blender.
1. Конверсия форматов. Конвертируйте текстуры в эффективные форматы, подходящие для рендеринга. Например, замена формата.psd на.png снизит нагрузку на оперативную память.
2. Управление памятью. Следите за расходованием видеопамяти, контролируйте нагрузку от текстур. Для этого нажмите Edit → Preferences. Затем перейдите в поле System → Memory Usage Statistics (Shift + Ctrl + M). Просмотрите статистику по используемой памяти и освободите её.
Управление памятью
3. Снижение разрешения текстур. Большие текстуры увеличивают время загрузки сцены и требуют ресурсов памяти видеокарты. Для того чтобы сократить текстуру, нажмите в верхнем меню Edit → Preferences. Затем кликните Viewport, найдите поле Limit Size и выберите более низкое разрешение.
Снижение разрешения текстур