Made by Ester Fallesen – Class 18
Som nævnt ovenfor er 3D-teksturering processen med at tilføje teksturer til et 3D-objekt ved hjælp af computergenereret grafik eller traditionelle medier som fotos, maleri eller video. Man kan også sige, at teksturering er processen med at klæde 3D-modeller på.
Det er at pakke et 2D-billede ind i et 3D-objekt og få det til at se ud og føles på en bestemt måde. Kort sagt er 3D-teksturering et nøgleelement i at give karakterer, miljøer og objekter liv, men man kan også teksturere døde og livløse objekter. Målet for en teksturkunstner er at matche modellens overflade med konceptdesignet eller modstykket i den virkelige verden.
Disse teksturer kan have forskellige farver, overflader og detaljer. Fra glatte til ru overflader, fra ensfarvede til flerfarvede modeller. Hele denne proces går ud på at anvende detaljerede overfladeegenskaber på 3D-modeller eller elementer til visuelle effekter, så de ser så realistiske ud som muligt i forhold til et virkeligt objekt eller en model.
Du vil f.eks. gerne lave en model af din yndlingsactionfigur. Din opgave er at sørge for, at dit 3D-objekt har de samme farve- og overfladeegenskaber, som en actionhelt i den virkelige verden har, når den gengives.
Hvis du derimod vil skabe f.eks. en frugtskål, skal dit objekt have en poleret metaloverflade med et blankt metallisk udseende, præcis som det ville være i virkeligheden.
For at skabe sådanne overfladeegenskaber og udseende på et objekt skal du bruge en computergenereret grafik. Derfor skal du have et større kendskab til computerteknologi.
Teksturkortlægning er en metode til at anvende et detaljeret overfladeudseende på 3D-objekter. Tekstur repræsenterer en højfrekvent detalje, overfladetekstur med forskellige detaljer eller farver. Mapping repræsenterer på den anden side et 2D-billede (tekstur), der lægges på overfladen af et 3D-objekt.
I 3D-teksturering i videospil og animation er der forskellige slags teksturer.
Bump maps: Denne form for mapping-teknik er lavet til at simulere buler og rynker på modellens overflade.
Forskydningskort: Displacement maps minder meget om bump maps. De kaldes også højdekort og er ansvarlige for at skabe nuancer og silhuetter ved at lagre højdeinformation og ændre geometrien.
Farvekort: Farvekort er den mest almindelige type teksturkortlægning. Det er en del af 3d-tekstureringsteknikker, hvor man bruger farver, skygger og mønstre i modellen.
Normale kort: Denne type kort er mere komplekse, fordi de giver mere teksturdybde til modellen. Det omfatter belysning, bump og buler.
Spekulære kort: Denne form for kortlægning bruges til at definere glans og højdepunkter i dit 3D-objekt, men inden for 3D-teksturering er der et stort udvalg af tilgængelige kort. Specular maps er blot ét eksempel blandt mange. I bund og grund kan enhver overfladeegenskab, som en shader har brug for at definere, repræsenteres med et tilsvarende kort, som hver især forbedrer teksturen med specifikke attributter. Hver type kort giver mulighed for en detaljeret skildring af forskellige materialeegenskaber, hvilket beriger den visuelle realisme i
Made by Victor Skarbye (CADA Alumni)
Processen begynder med enten at importere en eksisterende 3D-model eller skabe en fra bunden i din valgte software. Det er vigtigt at sikre, at modellen er velforberedt med korrekte UV-koordinater og ren geometri for at undgå problemer med tekstureringen senere.
Dette trin indebærer udfoldning af 3D-meshet ved hjælp af UV-mapping, som oversætter modellens 3D-overflade til en 2D-projektion. Denne teknik giver mulighed for problemfri anvendelse af 2D-billeder (teksturer) over 3D-objektet og forbinder disse teksturer direkte med mesh'ens hjørner. Det UV-kort, der oprettes her, fungerer som en plan for de efterfølgende teksturerings- og skyggeprocesser.
Nu begynder den kreative del af teksturskabelsen. Du skal vælge mellem forskellige teksturkort som f.eks. normalkort, farvekort og spejlkort for at definere de indviklede detaljer i din model. Hvert kort tjener et bestemt formål og fremhæver forskellige aspekter af modellens overflade. Når du har valgt de rette teksturer, anvendes de på modellen under hensyntagen til faktorer som refleksionsevne og farve for at opnå den ønskede visuelle effekt.
Forfining fokuserer på finjustering af teksturdetaljer som f.eks. linjepræcision, bumpstyrke, glans og farvetæthed. Denne fase er vigtig for at tilføje dybde og realisme til modellen ved at justere teksturspecifikationer som ruhed og glans.
Når tekstureringen er færdig, er næste fase at opsætte passende belysning i softwaren for at fremhæve teksturens reaktion på lys og skygger nøjagtigt. Rendering integrerer teksturkort med modellens shader, som dikterer, hvordan teksturen interagerer med lys og skygge baseret på de fysiske egenskaber, der er tildelt under tekstureringen. Vælg teksturkort og shadere, der passer bedst til din renderingsmotor for at optimere det visuelle output.
Det sidste trin omfatter en grundig test af 3D-modellen under forskellige lysforhold og i forskellige miljøer. Denne fase er afgørende for at identificere eventuelle nødvendige visuelle justeringer og sikre modellens realisme og overholdelse af designspecifikationerne.
En proceduremæssig tekstur er konstrueret ved hjælp af en matematisk beskrivelse, f.eks. en algoritme, i stedet for direkte indsamlede data. Fordelene ved denne tilgang er billige lageromkostninger, ubegrænset teksturopløsning og enkel teksturmapping. Disse teksturer bruges ofte til at skabe overflader eller volumetriske repræsentationer af naturlige elementer, herunder træ, marmor, sten, metal, granit og andre.
Physically Based Rendering (PBR) omfatter en række teknikker, der samlet kaldes Physically Based Shading (PBS), og som har til formål at simulere lysets interaktion med overflader på en måde, der afspejler fysikken i den virkelige verden. PBR er afgørende for at opnå realistiske visuelle resultater i digitalt indhold ved at modellere, hvordan lys reflekteres, absorberes eller spredes på tværs af forskellige materialer.
Inden for 3D-grafik henviser »teksturering« til anvendelsen af billedkort (som farve-, normal- eller forskydningskort), der giver visuelle detaljer til en model, mens »skygge« involverer beregning af, hvordan disse teksturer interagerer med lys baseret på materialeegenskaber, der er defineret i shaderen. En shader er et sæt matematiske instruktioner, der bruges af gengivelsessoftwaren til at afbilde et objekts overfladeegenskaber under forskellige lysforhold.
I PBR handler en metaltekstur f.eks. ikke kun om dens visuelle udseende, men også om dens fysiske egenskaber, såsom glathed, ruhed og refleksionsevne. Disse egenskaber bestemmer, hvordan lyset interagerer med overfladen, hvilket sikrer, at metallet ser realistisk ud under forskellige belysningsscenarier ved at reflektere lys på samme måde som dets modstykke i den virkelige verden.
Denne trofasthed over for adfærd i den virkelige verden, f.eks. hvordan en ru metaloverflade kan sprede lys mere end en poleret, er det, der gør PBR særligt effektiv til materialer, der skal opføre sig ensartet under forskellige lysforhold, og som sikrer, at lyset reflekteres.
Made by Gabriel Bachmann (CADA Alumni)
Mens de grundlæggende principper for 3D-teksturering gælder bredt for animation, visuelle effekter (VFX) og videospil, er det inden for spilindustrien, at disse teknikker er unikt tilpasset på grund af platformspecifikke begrænsninger.
Realtidsmotorer (RT), der driver videospil, opererer under strenge begrænsninger med hensyn til regnekraft og datalagringskapacitet. Disse begrænsninger har stor indflydelse på tekstureringsworkflowet og kræver optimeringer, der afbalancerer visuel troværdighed med ydeevne.
Tilsvarende står Extended Reality (XR)-oplevelser, som omfatter virtual og augmented reality, over for endnu strengere begrænsninger, der påvirker, hvordan teksturer designes og implementeres. Omvendt er prioriteten i VFX og animationsfilm at opnå en præcis visuel stil som dikteret af kunstafdelingen, hvilket ofte giver mulighed for højere detaljeringsniveauer og mindre bekymring for beregningseffektivitet.
Inden for generel 3D-teksturering er fokus på at skabe detaljerede og realistiske overfladeteksturer til enhver type 3D-model uden nødvendigvis at tage hensyn til begrænsninger i ydeevnen. Det kan omfatte alt fra produktdesign til arkitektonisk visualisering, hvor teksturerne typisk er i høj opløsning og designet til at opfylde visuelle og funktionelle behov.
I videospil skal teksturerne dog optimeres til gengivelse i realtid. Det betyder, at teksturer ofte er komprimerede, har begrænset størrelse og er afhængige af teknikker som normal mapping og teksturatlas for at maksimere detaljerne uden at overbelaste systemet.
Selv om det måske lyder udfordrende i starten, kan man lære det hele. Al 3D-teksturering i videospil og animation kan læres på Academy of Digital Arts Cada. Hele uddannelsen består af 7 semestre, mens teksturering læres på første semester.
Semestret dækker al den grundlæggende viden, du skal have, herunder teksturering, modellering, belysning, simpel rendering og andre ting. Du vil lære at håndtere udfordringer og få færdigheder i problemløsning med en reflekterende tilgang. Med Cada kan du nemt blive digital 3d-kunstner!