初学者需要掌握的UV知识
UV贴图之所以是模型和纹理之间的粘合剂,是因为它不仅是模型的扁平化和映射拓扑,也是贴图烘焙的基础。
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UV贴图被称为3D中最繁琐的任务,尤其是对于初学者来说,UV贴图也是将模型、烘焙和纹理结合在一起的胶水。这也是一项至关重要的任务,因为一组糟糕的 UV 及其产生的输出会使即使是最好的 3D 模型看起来也很糟糕。无论你是喜欢还是讨厌紫外线,都无法逃避它们——理解它们是必不可少的。
新手在开始使用UV贴图时遇到的一些最常见的问题是发现整个过程是一堆难以理解的术语和概念,并且永远不知道从哪里开始,尤其是在处理硬边模型时。
但是,如果您养成了做一些准备工作的习惯,并找到您点击的UV贴图工具,那么它就不像以前那样乏味了。
UV空间基础知识
UV贴图之所以是模型和纹理之间的粘合剂,是因为它不仅是模型的扁平化和映射拓扑,也是贴图烘焙的基础。这意味着在建模时需要考虑映射 - 糟糕的 UV 会带来糟糕的烘焙。您始终可以在 Photoshop CC 中调整糟糕的曲率、高度或遮挡贴图,但如果您从一开始就不牢记它们,那么修复糟糕的法线或类似贴图输出可能会非常痛苦。
这意味着关于UV映射,您需要了解的第一件事是UV空间是什么。UV 贴图基于 0 到 1 的网格,以 0.5 为中间坐标,由 3D 模型的 XYZ 坐标组成,这些坐标被展平为 2D UVW 空间(或称为平铺)。
根据您的建模人员和映射器,3D 的水平 X 轴等于 2D 空间中的 U,垂直 Y 等于 V,深度坐标 Z 等于 W。字母没有疯狂,只有方法:2D 的 UVW 仅用于避免与 3D 的 X、Y 和 Z 混淆。简单地说,这种坐标的相等就是 3D 空间如何转化为扁平化的 2D 空间。
您可能想知道为什么 2D 空间也具有深度坐标。这是为了确保无论您选择如何映射、翻转或堆叠 UV 碎片(称为岛屿或贝壳),深度坐标都将确保它们在 3D 中正确显示,无论其映射如何。
同样重要的是,所有模型的展平多边形都需要位于 UV 图块内,以便为您的面包师和渲染师提供准确的纹理信息。
一些渲染器和纹理应用程序更进一步,还提供对 UDIM (U-Dimension) 的支持。简单来说,UDIM 允许您在 U 轴上有 10 个图块,在 V 轴上有(几乎)无限量的图块,从而使 UV 贴图和纹理更容易。
与普通的 UV 图块一样,您也不能在 UDIM 图块的边界之外使用多边形,但我们稍后会谈到这一点。
建模前注意事项
现在您已经知道了什么是UV空间,我们可以继续讨论适用于UV贴图的几个基本概念,无论您的模型、UV贴图器,还是使用单瓦UV贴图还是UDIM。
首先,UV贴图需要尽可能无失真。这意味着纹理在应用于模型时不会看起来被拉伸或挤压。它还需要保持规模。应用于模型的纹理不应彼此不成比例地显示。
例如,机甲头部的比例和细节不应该比躯干小得多,如果手臂的细节更大,那就更糟了。这个问题可以尝试使用 GLTF 编辑器 -NSDT等应用程序进行UV纹理贴图可以避免这个问题。
除了没有失真之外,一个好的UV贴图还具有边框和填充。通过添加三到四个像素的边框来避免瓷砖边缘的接缝问题,并养成在紫外线岛之间创造足够空间的习惯,以处理边缘填充和排水沟,以防止在通道上出现麻烦。即使是两到三个像素,通常也足以避免烘焙时出现纹理渗色和法线贴图伪影,几乎所有的UV贴图器都具有这方面的功能。使用它。
保持布局整洁和经济也是值得的,将相似的物品排列在一起,或尽可能堆叠在一起以节省空间。这将为需要更精细细节或更高能见度的物品留出更多空间;UV 贴图上的项目越大,纹素密度就越大,这意味着用于绘画和细节的空间就越大。
当您开始建模时,请确保构建正确的几何体,并记住您的预期最终结果会影响您的 UV 贴图及其布局。例如,如果你正在创建一个游戏模型,你不仅需要非常注意高分辨率网格的细节,以便下多边形网格可以容纳它,还需要非常注意如何切割UV接缝,因为每次切割都意味着引擎中的顶点数增加一倍。
开始考虑法线和平滑组永远不会太晚。许多艺术家似乎将法线贴图视为美化的凹凸贴图。这并不完全正确,因为它比高度或深度图有更多的用途。简而言之,法线是一个多边形(面)或一组多边形的方向指针。
它们所面向的方向定义了平滑的方向,以及材料显示的侧面或方向。例如,如果要在盒子内创建场景,则很自然地将盒子内壁上的纹理朝内,而不是朝外,这样您就可以看到它。
您可以通过设置法线的方向来定义这一点。大多数建模器都有一个功能,可以让你看到他们所面对的方向——通常是多边形中间指向或向外的小指针。
除上述内容外,由于它们是您可以手绘细节的项目,因此法线还可以控制平滑组。平滑组的功能是使模型看起来更平滑,而无需向网格添加多边形。它是一种伪细分曲面,如果两个或多个多边形共享一条边并且是同一平滑组的成员,则它们将呈现为平滑曲面。
否则,将创建硬边。这将渲染为角或边缘,并且在UV贴图时需要分离此边缘,以避免烘焙伪影。这意味着,即使是像整理网格这样简单的事情,也可以产生烘焙、节省时间和UV映射的好处,因为它会引导你避开一些任务,如剩余的多边形清理、太多删除的多边形修复和整理不干净的边缘,这些任务通常只有在你开始UV映射或烘焙过程时才会变得可见(和潜在的清理时间)。
如果您要对硬边模型进行 UV 映射,请对翻转和堆叠岛屿要小心,尤其是在单个 UV 图块而不是 UDIM 上进行映射时。尽管它确实可以加快您的工作流程并节省您的UV映射时间,以便在复制、翻转、焊接或堆叠外壳之前只绘制一半的图形,但您冒着最终得到奇怪的照明和照明接缝的风险。
解决方法是使用选中了切线和双法线的 .fbx 导出,但它也有助于使用多个非翻转的 UV 贴图或集,但代价是加载和将所有内容放在一张贴图中的便利性。
硬边UV贴图
现在您已经了解了自己的空间并了解了一些基本的工作流程注意事项,是时候开始真正的映射了。带上紫外线网格、肘部油脂和耐心。UV 网格上应该有字母和形状 - 纯黑色的方格贴图不适合发现翻转多边形和较小失真等错误,即使您的 UV 贴图器在模型视图中显示拉伸(蓝色)或捏合(红色)。
耐心是因为UV映射可能很耗时。尽管各种自动展开按钮在UV贴图中随处可见,但请留意自动展开的结果,因为自动展开功能本身并不知道纹理的重要区域和不重要区域是什么。
如果您对从哪里开始展开感到完全困惑,请查看您的模型,如果您还没有,请将其分成组或材料组。然后先选择最大或最复杂的项目。这些区域通常是UV贴图和纹理中最明显和最耗时的部分,在这里,当涉及到时间和错误时,您将有最少的回旋余地。
这就把我们带到了切割和接缝,这是UV贴图有机模型和硬边模型之间的主要区别所在。原因是因为机甲比幻想弓箭手有更多的边缘,所以它们往往需要更多的接缝来减少变形。但也因为正常、烘烤和防错。
除了高多边形细节和平滑之外,法线还有助于更好的着色。为了在硬边模型上使用它,您需要在切割 UV 接缝时采取一些预防措施。
如前所述,如果您有一个平滑组或多边形结尾,而另一个开始,则会创建一个硬边,并且需要切割该边并获得一些填充(绝不少于两个像素)。这为减少切线扭曲的误差提供了空间,并避免了正常烘焙线的梯度、黑线或LOD问题等问题。
注意接缝的位置和切割的数量。硬边缘的切割是无法避免的,但就其他方面而言,请尝试在不那么明显或可见的地方切割网格。您还可以尝试剪切这些地图,使其近似于它们在现实生活中的分离方式,以获得良好的效果和易于纹理化。
保持正轨
一旦你开始进入你的UV映射槽,就要注意你的直线。使用放松功能时要小心。对于许多有机贴图来说,这是天赐之物,但如果您没有正确使用UV贴图器的固定或约束功能,则确实会使您的线条在机械网格上出现偏差。
确保线条尽可能保持笔直,因为硬边模型通常更容易出现失真,并且更容易受到贴花和直线项目的纹理影响,如果 UV 贴图歪斜,它们会看起来歪斜。
一旦你接近终点线,使用不同的UV网格和一组通用纹理进行最后的检查,只是为了检查所有内容是否被映射。完成后,它就准备好了,可以对纹理进行烘烤!