3D 纹理贴图基础知识
处理纹理并不简单。你现在应该已经得到了它。纹理映射是一项需要掌握的关键技能,因为纹理使您的 3D 对象完整。因此,当您学习如何进行 3D 建模时,这是您不能错过的重要一步。
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介绍
纹理贴图是创建模型时离不开的最后一块拼图。同样,如果没有纹理贴图的多样性,任何 3D 可视化或 3D 建模服务都无法提供出色的结果。
它们用于创建特殊效果、重复纹理、图案和精细细节,如头发、皮肤等。如果您有完整的网格和 UV 贴图,则简单地对其应用纹理不会产生结果。
您需要纹理贴图来定义 3D 模型的颜色、光泽度、发光度、透明度和许多其他特征属性。 GLTF 编辑器 -NSDT 是一款在线材质纹理贴图工具,您可以借助此工具完成3D模型的纹理贴图设置工作。
但首先要做的事情,我们将先熟悉 3D 建模中最常见的纹理贴图类型及其类别。
什么是纹理贴图?
纹理贴图本质上是将 2D 图像应用到 3D 对象的表面上,称为 UV 贴图,因此计算机可以在渲染期间在对象上生成该数据。
简单地说:纹理映射就像将图像包裹在对象周围,以将纹理的像素映射到 3D 表面。
它大大减少了创建复杂 3D 场景所需的多边形和闪电计算的数量。
PBR 与非 PBR 建模
你甚至在完成网格之前就开始处理纹理,因为你必须始终牢记它。您为其创建模型的软件决定了您将使用哪些纹理贴图来添加细节。
有 PBR 或非 PBR 材质的纹理贴图。两者都提供逼真的纹理,但一个非常适合游戏引擎,另一个用于营销和促销目的。
PBR 是基于物理的渲染的缩写,它使用精确的照明来实现逼真的纹理。虽然它出现在 1980 年代,但现在它已成为所有材料的标准。
使用 PBR 的最佳 3D 建模软件是 Unity、虚幻引擎 4、Painter、Substance 和即将推出的 Blender v2.8。
相反,非PBR也带来了令人惊叹的逼真效果,但价格要高得多。您需要使用更多的贴图和设置才能获得这些结果,即使纹理具有灵活性。
GLTF 编辑器 -NSDT是使用非 PBR 纹理贴图的最常见应用程序。
话虽如此,如果您为游戏引擎创建 3D 模型,最好使用 PBR 纹理。不过,如果您追求促销目的,则可以使用非 PBR 纹理渲染模型。
专业提示:无论哪种方式,您都必须对模型进行UV展开,以便纹理按照您想要的方式映射到模型上,而不管使用何种纹理类型。
PBR 纹理贴图
现在,由于 PBR 变得更加标准化并提供更多种类的纹理贴图,我们将从它们开始。
如前所述,将要放置到 3D 模型上的 2D 图像不足以获得结果。您可以使用多个纹理贴图来调整不同的选项,以增加模型的丰富性和微妙性。因此,每张地图负责不同的效果。
有以下纹理贴图:
1. 反照率
反照率纹理贴图是您在模型中使用的最基本的贴图之一,因为它们定义了模型的基本颜色,没有阴影或眩光。关于这一点,它们可以是要应用于对象的图案的平面光图像,也可以是单一颜色。
注意:为避免 3D 模型不一致,请确保照明是平坦的。闪电可能与源图像不同。它只会产生不必要的阴影。
此外,它们通常用于遮蔽反射光,尤其是在金属纹理中。
2. 环境光遮蔽
地图比例尺:灰色 一 黑色表示阴影区域,白色 一 表示最亮的区域。
如果你正在寻找与反照率贴图相反的东西,但找不到它的名字,那就是环境光遮蔽贴图,通常被称为AO。AO 纹理贴图通常由 PBR 引擎与反照率相结合,以定义它对光的反应方式。
它用于通过模拟环境产生的阴影来提高对象的真实感。因此,阴影不是纯黑色,而是更逼真、更柔和,尤其是在光线较少的地方。
3. 正常
地图比例尺: RGB 值 一 绿色、红色和蓝色,对应于 X、Y 和 Z 轴。
在法线贴图中,RGB 值(绿色、红色和蓝色)用于在模型中创建凹凸和裂缝,以增加多边形网格的深度。R、G 和 B 指示基础网格在三个方向上的 X、Y 和 Z 轴,以确保更高的精度。
此外,需要注意的是,法线贴图不会改变对象的基本几何体。他们只是使用复杂的计算来伪造带有灯光效果的凹痕或凸起。
注意:由于法线贴图中使用了大量光线,因此您应该更好地隐藏对象的接缝,除非您希望清楚地看到它们。
通过这种方法,这些凸起在某个观察点之后是不可见的,特别是如果它们被夸大了。但是,它允许在获取真实对象时保持较低的多边形计数。
所以,这是双赢的。
4.粗糙度
地图比例尺: 灰色一黑色代表最大粗糙度,白色一代表表面光滑。
粗糙度或光泽度纹理贴图是不言自明的贴图。因此,它定义了模型的平滑程度,具体取决于光线的反射方式。这张地图至关重要,因为不同的物体具有不同程度的粗糙度。就像,光线不会以同样的方式散射在镜子和橡胶上。
因此,要以最佳方式将其反映在模型中,您必须调整粗糙度值。如果为零,则模型根本不会散射光。在这种情况下,闪电和反射会更亮。
另一方面,如果它已满,您的材料将获得更多的散射光。但是,照明和反射会显得更暗。
5. 金属性
地图比例尺: 灰色一黑色表示非金属色,白色一表示全金属色。
这个很容易猜到。此纹理贴图定义对象是否由金属制成。金属反射光线的方式与其他材料不同,因此它可以对物体的最终外观产生影响。它可以轻松模拟真实材料,并与反照率图紧密相连。
虽然金属贴图是灰度的,但建议仅使用黑白值。
在这种情况下,黑色表示贴图的该部分,使用反照率贴图作为漫反射颜色,使用白色 I 来定义反射的亮度和颜色,并将黑色设置为材质的漫反射颜色。
反射为材质提供了细节和颜色,因此在这种情况下,漫反射颜色无关紧要。
总的来说,金属地图提供了巨大的价值,但与反照率地图捆绑在一起会给使用它们带来一些限制。
6. 高度
地图比例尺: 灰色一黑色代表网格的底部,白色一代表峰顶。
要从普通纹理贴图更进一步,您必须使用高度贴图。它们为您提供最佳细节,在所有角度和不同的照明下看起来都同样出色。
高度图被认为是资源密集型的。它们不是伪造凹痕和凸起,而是实际修改模型的几何形状。在网格中添加小细节似乎没什么大不了的,直到您意识到更精细的细节是有代价的。
专业提示:如果您想在 Web 上使用高度纹理贴图,最好在导出 3D 模型时对其进行烘焙。
高度贴图会增加对象的多边形数量。对于高多边形建模来说可能没问题,但这些贴图仍然会减慢渲染时间。这就是为什么它只被高端游戏引擎使用,而其他人则更喜欢普通地图。
7. 镜面反射
地图比例:全RGB一绿、红、蓝(金属色不带反照率)。
金属度贴图的替代方案是镜面贴图,它提供了相同的效果,甚至更好。此纹理贴图负责对象反射的颜色和光量。如果要在非金属材料上创建阴影和反射,这一点很重要。
在 PBR 纹理中,镜面反射会影响反照率从所需纹理中渲染的方式,并且可以为此使用全 RGB 颜色。
假设您想使用金属贴图创建黄铜材质。在这种情况下,您只需在反照率中将地图的该部分涂成黄铜色即可。材料会出现黄铜。
相反,如果您使用镜面反射贴图,反照率的黄铜部分将是黑色的。在这里,您需要将黄铜细节绘制到镜面贴图上。结果会是一样的,一材质会出现黄铜。
虽然使用镜面贴图可以获得更大的灵活性,但该过程会增加此方法的复杂性。
所以,这取决于你使用哪一个 金属性或镜面反射。
8. 不透明度
地图比例尺: 灰色一黑色定义透明,白色一不透明。
由于金属、木材和塑料不是模型中使用的唯一材质,因此了解不透明度纹理贴图非常重要。它允许您使模型的某些部分透明,尤其是在创建玻璃元素或树枝时。
但是,如果您的物体是实心玻璃或由其他半透明材料制成,则最好使用不透明的常量值 0.0 和 1.0。一、透明。
9. 折射
地图比例:常量值。
物体的材料定义了光线如何从它身上反射。光线会相应地影响物体看起来是否足够真实。这对于某些表面(如玻璃和水)尤为重要,因为它们会影响穿过它们的光的速度。
因此,光在通过气体或液体时会弯曲,这称为折射。这就是为什么某些东西在通过透明物体观察时看起来会失真的原因。折射在现实生活中对此做出了贡献,折射纹理贴图有助于在 3D 空间中复制它。
10. 自发光
地图比例:全RGB。
与物体可以反射“外部”光一样,它也可以发出一些光,在黑暗区域也可以看到。这就是最后一个完整的 PBR 纹理贴图 1 自发光或自发光颜色贴图 1 发挥作用的地方。
它用于创建一些 LED 按钮或模拟建筑物发出的光。基本上,它就像一张反照率图,但是为了光。
专业提示:虽然您可以使用自发光贴图照亮整个场景,但它可以消除 3D 模型的真实感。在这种情况下,最好使用传统照明。
非 PBR 纹理贴图
由于非 PBR 纹理贴图没有标准化或通过各种 3D 建模软件使用,因此有相当多的纹理贴图需要涵盖。
扩散性
漫反射贴图等同于反照率贴图。它们不仅定义了物体的基本颜色,而且被软件用来对反射光进行着色。这实际上就是漫反射贴图与反照率的区别。
漫反射贴图不是使用平面光制作的,而是使用阴影信息为周围的对象着色。你几乎不会注意到它,但它会让你的 3D 对象更加逼真。
碰撞
地图比例尺: 灰色 a 黑色表示几何形状的最低点,白色 a 表示最高点。
凹凸贴图类似于普通的 PBR 贴图,但在这种情况下更基本。它们是资源密集度最低的,并使用简单的算法来改变 3D 模型的外观。
与法线贴图不同,它们不使用 RGB 来指示空间的三维空间。相反,它们利用向上或向下方向工作的灰度贴图,其中黑色是几何图形的最低点,白色是最高点。
但是,有一个缺点。凹凸纹理贴图最适合平面,因为在圆形物体及其边缘上伪造几何图形是摇摇欲坠的。
这种不准确性是比例尺偏向法线贴图的原因。
反射
最后,反射贴图等同于 PBR 工作流程中的光泽度/粗糙度贴图。它们通常是一个常量值,用于定义对象应投射反射的位置。
注意:除非使用不同的材质,否则整个对象上都可以看到反射。
总结
GLTF 编辑器 是一个功能强大、易于使用的在线3D模型编辑和查看工具,它支持多种格式的3D模型导入并将模型导出为GLB格式,除了可以对3D模型进行基本属性的修改之外,还支持对模型原点重置以及模型材质纹理修改。对于3D开发者和设计师来说,GLTF 编辑器 是一个非常有用的工具,可以帮助他们更方便地处理3D模型。