Текстурная живопись в Blender
Blender является одним из бесплатных программ, которые можно использовать для создания 3D-анимации, настройки движущейся графики и инструментов компьютерной графики и атрибутов, которые можно использовать для всех аспектов и требований проекта. Из этого сегодня существует множество атрибуции и методов работы. Мы рассмотрим детали рабочего инструмента рисования текстур, его производительность, его характеристики и его многократное использование. Инструмент рисования текстур немного похож на параметры рисования ms, и этот созданный цвет будет применен к моделям, которые уже будут иметь Lambert по умолчанию (цвет по умолчанию для моделей — серый). Рисование текстур — это традиционный метод текстурирования, доступный в Blender.
Как использовать режим рисования текстур в Blender?
Текстурное рисование аналогично инструменту рисования ms, где есть небольшая разница в использовании инструмента, поскольку этот инструмент интегрирован с анимационным программным обеспечением Blender. Мы можем использовать текстурное рисование слишком напрямую, чтобы рисовать на опции модели, а также с помощью окраски UV-окном, которую мы увидим подробно ниже. В начальном процессе мы сделаем программное обеспечение блендера доступным на наших устройствах, а затем откроем его.
Шаг 1: Создайте модель с использованием линии, многоугольника, а также вершин и фигур с помощью Blender и создайте модель, как требуется, перед использованием инструмента рисования текстуры. Создайте модель, по которой ее следует использовать. Здесь, в демоверсии, мы собираемся сделать портрет рамки с краской. И мы будем использовать инструмент рисования текстур, чтобы рисовать картинки на его лицевой стороне портрета.
Шаг 2: Создайте 2 новых окна экрана, перетаскивая углы рабочего экрана. Итак, теперь у нас будет 3 предполагаемых модели для просмотра одновременно. 1- й остается в режиме модели, 2- й — в режиме УФ, а 3- й — в режиме редактора узлов, как показано ниже.
Шаг 3: Измените механизм рендеринга, который используется по умолчанию для рендеринга Blender на рендеринг Cycles. Чтобы выполнить динамику быстрее, тогда цвет, примененный в УФ, будет отражаться на модели, и если мы применяем цвет к модели, он быстро отражается на карте текстуры UV. Скорость также отражает конфигурацию системы, поэтому используйте хорошо работающую систему. Для лучшего опыта, чтобы сделать вещи удивительными и визуально реалистичными для просмотра и опыта.
Шаг 4. Включите параметр « Использовать узлы», который доступен в инструменте редактирования на основе узлов в левом нижнем углу. Это создает базовый текстурный сток между обеими моделями и картами текстур UV. Всякий раз, когда цвет окрашен, он будет в раковине в обоих местах. Мы можем сделать еще несколько правок, используя редактор на основе Node, мы увидим их в дальнейших беседах ниже.
Шаг 5: Кроме текстуры по умолчанию Ламберта (Файл) мы можем создать наш собственный файл текстуры с основным цветом фона в качестве фона. Используйте параметры материала в правой части приложения, как показано на рисунке ниже, и создайте новый файл, нажав кнопку + на типе материала. Новый материал создается как «Material1», переименуйте его, полностью используя выделение мыши, и введите желаемое имя текстуры.
Шаг 6: Развернем модель, используя умный проект UV. Для этого перейдем к окну модели. Измените режим редактирования на объект. Всякий раз, когда мы разворачиваем модель, нам нужно изменить режим, чтобы объект полностью развернул объекты. Принимая во внимание, что если мы разворачиваем в режиме редактирования, только выбранное лицо будет развернуто, а оставшееся лицо должно быть развернуто снова, что может привести к наложению, или потребуется время, чтобы развернуть каждый раз, и это не лучший способ для разворачивания.
Установите режим для объекта и перейдите к затенению и ультрафиолетовому излучению из правого угла панели. Нажмите на раскрывающийся список UV mapping и выберите «Smart UV Project», который помогает плавно развернуть лицо и выполнить несколько основных настроек.
После нажатия на Smart UV Project мы видим, что это окно всплывает, где мы можем изменить некоторые настройки, такие как Angle Limit, Island Margin, Area Area Weight и т. Д. Теперь мы поговорим об Island Margin, который помогает поддерживать расстояние между каждой гранью. в УФ при распаковке.
После нажатия Ok мы видим, что все грани в окне UV-карты были развернуты вместе с полем, как и планировалось.
Шаг 7: Теперь мы будем работать на панели UV-картографирования. Нажмите на кнопку + New, чтобы создать новую текстуру по умолчанию. Если у нас уже есть текстура, мы можем добавить ее, используя опцию open рядом с ней. После нажатия + Новый открывается новое окно, показывающее детали ниже. Создайте имя для текстуры, установите ширину и высоту, как требуется, цвет можно выбрать, если мы хотим дать сплошной цвет фона, мы можем пойти с ним, выбрав черный. И нажмите Ok, чтобы отразить это на УФ-картировании.
Шаг 8: Как мы уже видели, новая созданная текстура применяется к UV, и теперь мы сохраним текстуру на нашем ПК в локальном дисковом пространстве для прямой загрузки в будущем, чтобы избежать потери файлов. Нажмите на изображение и выберите « Сохранить как изображение». Откроется окно сохранения браузера, чтобы сохранить файл в соответствии с требованиями и легко получить доступ к загрузке.
Шаг 9: Мы можем использовать инструмент рисования текстур, чтобы напрямую рисовать на модели, изменив режим Объект на режим Текстурной краски, как показано ниже.
Шаг 10: Мы видим, что вся модель превращается в пурпурный, поскольку ей не назначена текстура, поэтому она прозрачна. Чтобы добавить текстуру, сохраненную ранее. Откройте окно узлов, нажмите «Добавить», нажмите «Текстура» и выберите «Текстура изображения». Новое окно текстуры изображения загружается в панель узлов.
Шаг 11: Нажмите на open и загрузите текстуру в узел и синхронизируйте, присоединившись к ним.
Шаг 12: Установите UV-карту также в режим рисования из нижнего угла, как показано. Теперь мы можем рисовать по области текстуры UV-карты, а также напрямую, рисуя модель, которая будет в приемнике, когда мы отобразили те, которые использовали узлы. Используйте различные цвета и параметры обводки, радиус кисти и т. Д., Чтобы сделать текстуру более привлекательной и привлекательной.
Мы можем даже вращать ультрафиолетовые лучи, основываясь на привычках и практиках, для демонстрационной картины, которую мы сделали.
Вывод — рисование текстур в Blender
Это помогает сделать наши собственные творческие вещи привлекательными и продемонстрировать в резюме, чтобы использовать возможности интервью. Эта техника больше используется при создании игр, небольших обучающих анимационных видеороликов, рассказывании историй и т. Д., Так как они выглядят более ручными и привлекают клиентов, и мы можем использовать нестандартные идеи, чтобы добавить творчества в практику.
Рекомендуемые статьи
Это руководство по рисованию текстур в Blender. Здесь мы обсуждаем Введение и как использовать режим рисования текстур в Blender вместе с его шагами. Вы также можете посмотреть следующие статьи, чтобы узнать больше
Блендер — Как правильно текстурировать (PBR)
Гайды
Гайд по правильному текстурированию текстур PBR в Blender. А также объяснение каждого материала.
Объяснение каждого материала и того, как его использовать
(Самый Используемые)
Базовый цвет
Карта базового цвета определяет цвет поверхности. Он должен быть подключен к входу Base Color в Principled BSDF. Также убедитесь, что цветовое пространство файла изображения установлено на sRGB, поскольку для текстуры нужен цвет sRGB. Этот материал будет у каждой текстуры PBR.
Шероховатость
Карта шероховатости определяет степень шероховатости поверхности. Его следует подключить к входу Roughness в Principled BSDF. И убедитесь, что цветовое пространство файла изображения установлено на Non-Color. Узел гамма — это необязательный узел, вы можете добавить его, если хотите. Обычно я часто использую его, чтобы сделать карту шероховатости темнее или ярче. Каждая текстура PBR будет иметь этот материал.
Карта высот
Карту высот можно использовать для создания подробных теней и светов на материале или для фактического смещения геометрии объекта.
Если вы хотите использовать его для создания подробных теней и светов, его следует подключить к входу «Высота» узла «Рельеф», который следует подключить к входу «Нормальный» в Principled BSDF. Также убедитесь, что цветовое пространство файла изображения установлено на Non-Color. Используя ползунок Strength узла Bump, вы можете контролировать силу эффекта, что действительно полезно для игры с деталями/молнией.
Если вы хотите использовать его для фактического смещения геометрии вашего объекта, его следует подключить к входу «Высота», если узел «Смещение», который затем следует подключить к входу «Смещение» узла «Вывод материала». Убедитесь, что цветовое пространство файла изображения также установлено на Non-Color. С помощью ползунка «Масштаб» узла «Рельеф» вы можете контролировать степень смещения геометрии.
Если по какой-то причине ничего не происходит, убедитесь, что метод Displacement в настройках материала установлен на « Displacement & # 8221; только или « Displacement and Bump ». Я всегда использую « Displacement and Bump & # 8221; если вам интересно.
И если по какой-то причине вы не видите вкладку «Смещение». Убедитесь, что у вас есть циклы в качестве движка рендеринга, чтобы в настройках материала появлялась вкладка смещения.
Карта нормалей
Карта нормалей определяет, в каком направлении обращена часть поверхности, что используется для создания детальных теней и светов.
Обычно он должен быть подключен к входу Color узла карты нормалей, который должен быть подключен к входу Normal в Principled BSDF. Однако некоторые карты нормалей « DirectX & # 8221; карты нормалей, но блендер использует « OpenGL », что означает, что мы должны инвертировать зеленый канал карты нормалей. Вы можете сделать это, добавив узел кривых RGB между узлом изображения и нормальным узлом, а затем изменив кривую в « G & # 8221; канал, чтобы он соответствовал кривой на скриншоте ниже. Убедитесь, что цветовое пространство файла изображения установлено на Non-Color. Этот материал присутствует в каждой используемой вами PBR-текстуре.
Теоретически вы можете использовать комбинацию карты нормалей с картой высот. Я рекомендую использовать только один из них, поскольку в большинстве случаев эффекты, которые они создают, почти одинаковы или очень похожи.
Металлическая карта
Карта Metallic определяет, какие части материала являются металлическими, а какие нет. Он должен быть подключен к металлическому входу Principled BSDF. Убедитесь, что цветовое пространство файла изображения установлено на Non-Color. Эта карта доступна только для металлических и неметаллических материалов. Если металлический материал не имеет этой карты, измените значение металла в Principled BSDF на 1. Металлические материалы очень часто встречаются в металлических текстурах PBR.
Окклюзия окружающей среды или также называемая АО
Карта Ambient Occlusion (AO) может использоваться для имитации мягкого затемнения неровностей поверхности. На самом деле нет необходимости создавать реалистичные материалы в Blender (особенно с Cycles), но вы все равно можете использовать его, чтобы затемнить крошечные тени на поверхности и сделать их более детализированными.
Если вы хотите использовать Для этой карты ее следует перемножить с карты Base Color с помощью узла MixRGB, при этом карта Ambient Occlusion является вторым входом цвета, поэтому вы можете легко контролировать интенсивность его с помощью ползунка узла MixRGB. Этот материал присутствует в каждой используемой вами PBR-текстуре.
Заключительная часть/Подключение всего
Если вы прочитали и выполнили все руководство, вы можете просто подключить все и увидеть потрясающие результаты. Я положу свой сюда, вы можете увидеть, как это выглядит.
Как вы можете видеть слева, у меня есть 2 дополнительных узла. Причина появления этих узлов в том, чтобы иметь возможность делать текстуру больше, меньше или перемещать ее. Все, что вам нужно добавить, это & # 8220; Узел координат текстуры & # 8221; и добавьте «узел сопоставления», соедините UV с вектором узла сопоставления, затем подключите вектор к каждому материалу, держите в голове, только материалы. Убедитесь, что каждый материал подключен. Вы можете масштабировать его с помощью шкалы, а параметр « Location & # 8221; и « Поворот & # 8221; предназначен для его перемещения и поворота.
Работа с материалами в Blender часть 1
Привет, меня зовут Сергей Мингулин, я — 3D-художник. Это — первая статья из цикла о визуализации в Blender.
Сегодня поговорим о том, как настраивать материалы, и какие дополнительные программы и расширения облегчат работу. А ближе к финалу я дам небольшой туториал по созданию интересного эффекта свечения на примере иллициев мутанта — выростов на голове для приманивания добычи.
Дополнительные программы для удобства
Substance Painter — программа для текстурирования 3D-моделей или создания текстур/текстурных карт для них. По ходу работы мы будем импортировать текстуры отсюда.
Node Wrangler — аддон, который содержит разнообразные инструменты для улучшения и ускорения воркфлоу, основанного на нодах (node-based workflow).
Активируется он следующим образом:
Переходим во вкладку «Edit», заходим в настройки «Preferences» и в «Add-ons» ставим галочку на соответствующей вкладке. Для удобства ищем аддон через поисковую строку.
Как работать в Material Editor
После того как портировали нужную модель в Blender, находим вверху вкладку Editor Type и выбираем Shader Editor. Нас перебрасывает в меню.
Material Editor имеет 2 режима:
1.Редактирование «мира» сцены.
Здесь есть две настройки:
Surface (поверхность) — сюда можем подключить обычный background (включен по умолчанию) и поменять его цвет или же добавить HDRI текстуру (удалить нод background и добавить Environment texture через Shift+A ). Я остановился на обычном бэкграунде.
Volume (объём) — здесь я добавил шейдер principled volume, который отвечает за «туман» или условную прозрачность атмосферы вокруг объекта.
2. Редактирование объектов, с которым мы и будем сегодня работать.
Чтобы создать нод, нажимаем Shift-A — этот хоткей вызывает панель с вкладками настроек. Мы можем как вручную искать во вкладках интересующую нас, так и ввести название в строку «search», после чего нод появится в меню.
Пример создания пустого материала
Чтобы создать новый материал без названия и настроек, нажимаем вкладку Material Properties и щёлкаем «+».
Здесь же нажимаем «new», и у нас появляются базовые ноды: Material Output и Principled BSDF, с помощью которых мы будем проводить изменения.
Важно: не забываем активировать Node Wrangler.
Выделяем базовый шейдер и нажимаем Shift+Control+T. Комбинация откроет нам меню выбора файлов. Выделяем нужные нам текстуры и подгружаем.
Если по умолчанию в названии файла текстуры есть приписка с её назначением, прога сама привязывает соответствующие файлы к параметрам.
Редактировать эти приписки (или суффиксы/тэги) можно в меню:
Если значение определилось неверно, изменить привязку можно самостоятельно, соединив мышкой output нода и input шейдера.
Кроме того, текстуру можно так же вручную перетянуть из окна в программу и прилинковать.
Назначить материал для модели можно, снова перейдя в 3D Viewport. Выделяем нужный объект, и пакет назначается автоматически. Если нам нужен другой, жмём крестик, а затем вкладку «new» или выбираем из уже имеющихся сохранённых.
Настройка материала высокополигональной модели
Стоит оговориться, что речь пойдёт о модели хайполи с высокой плотностью сетки, которая призвана проиллюстрировать навык дизайнера в рамках портфолио.
В связи с этим, геометрия позволяет нам не использовать отдельную карту под Subsurface scattering, а просто выставить реальное значение рассеивания в соответствующем параметре, исходя из габаритов модели.
Metallic, Transmission и Transmission Roughness мы не используем на теле вообще.
Дальнейший процесс можно разделить условно на 2 этапа: работу над материалами для тела и зубов и настройку иллициев.
Тело и зубы
Для настройки материала тела мы используем обычный PBR-материал с Metal-Rough workflow или пайплайном. Карты экспортируем из упомянутого в начале статьи Substance Painter.
Наш материал состоит из следующих нодов: Albedo или Base Color, Roughness и Normal Map. Последний используется для мелкой детализации.
Что нужно знать при работе с материалом?
Текстурные карты, которые не передают цвет материала, должны быть в линейном пространстве. Поэтому в Color Space текстур мы ставим:
sRGB — для Albedo
Non color, либо Liner — для Roughness, Normal и т.д. в зависимости от вашей сборки
Также, в зависимости от того, в каком пайплайне мы работали в Substance Painter и какой там пресет на экспорт текстур (под OpenGL или DirectX), может потребоваться «флипнуть» зелёный канал в Normal Map.
Для этого нажимаем Shift-A, находим Separate RGB и подключаем к нему output Color. Как понятно из названия, этот нод даёт нам провести необходимую манипуляцию с одним из каналов (Red, Green, Blue). Теперь, чтобы инвертировать зелёный канал (G), добавляем нод Invert со значением Fac «1.000» и подключаем обратно через Combine RGB.
Эту конструкцию мы затем подключаем к Normal в Principled BSDF. Roughness (чёрно-белая карта, не требует манипуляций с каналами) подключается в соответствующий слот шейдера, так же как и Albedo (Base Color).
Вот так выгладит готовая сборка материала:
Фиолетовое поле — это наш Normal Map. Не обращаем внимания на неприлинкованные окна.
В случае с зубами настройки всё те же. Также флипаем при необходимости зелёный канал в нормалке.
CGI Media
2.2K постов 5.6K подписчиков
Правила сообщества
• Посты должны соответствовать тематике cообщества.
• Не допускается спам и нарушение правил сайта pikabu.
Правильный замер температуры
3D принтер: ANYCUBIC Photon Mono X
Высота слоя 35 мкм.
Фотополимер Harzlabs, INDUSTRIAL ABS.
3D скульптинг, печать и роспись: Amforma
Модель персонажа по референсу в Blender
Недавно я сделала этот 3D фанарт.
Девочка — главный персонаж комикса "Four Leaf" (на Webtoons). Автор комикса @luzcolumaga.
Так она выглядит в самом комиксе:
А вот и моя модель в полный рост:
Если кого интересует, здесь процесс с нуля (timelapse):
Ответ на пост «О игрушках и осторожности»
А договаривались мужиками посидим
Меня часто ругают, что моделирую много женщин, да еще и фигуристых. Мол не бывает таких.
Ну, вот получайте. Брутальный мужик из серии «Андреевские бани, мужской день». Сама серия готовится к выходу и будет состоять из шести мужчин, в основном среднего возраста, разного телосложения и комплекции, но объединенная тематикой из названия.
Второй персонаж уже увидел свет, пока не воплоти: ссылка. На мой взгляд, тоже довольно таки колоритный.
Моделировался товарищ в программе zbrush, печатался на принтере Anycubic Photon Mono X с высотой слоя 35 мкм полимером Harzlabs, INDUSTRIAL ABS.
Грунт праймерами от The Army Painter и Vallejo телесных цветов. Непосредственно росписи самый минимум: лицо, тапки и тазик, остальное взял на себя аэрограф.
Масштаб (1:12) для 3D печати я выбрал исходя из удобства росписи лично для меня, и так как фигурка выполнена не на заказ, ограничений в этом никаких нет.
В печать и литьё серия пойдёт уже в масштабе 1:43.
Ps. Если персонаж на кого-то похож, то прошу прощения. Моделировался он как условный, без привязки к реальным референсам.
Звуковая карта Behringer U-Phoria UMC404HD — переделываем гнездо наушников
Обратился один из постоянных клиентов с вопросом: а звуковые карты Вы делаете? Я редко беру в ремонт что-то, кроме ноутбуков, компьютеров и видеокарт, но в данном случае задача была простой и в то же время интересной. Итак, ситуация следующая: стало плохо контачить гнездо наушников, которое используется для мониторинга в звуковой карте Behringer U-Phoria UMC404HD (клиент занимается написанием музыки и ее сведением). На фото гнездо уже выпаяно:
Оно и не могло не повредиться, так как впаяно в плату всего тремя выводами и держится на них. Выводы достаточно хлипкие, а гнездо массивное, да еще и не лежит на плате, а находится в воздухе. Довольно странное решение с учетом того, что остальные гнезда под Jack 6.3 мм другой конструкции и закреплены нормально.
Естественное желание закупиться на Али несколько поутихло, когда выяснилось, что единственный лот с гнездами этой конструкции — аж на 50 штук стоимостью 1200+ рублей, да еще и платной доставкой:
А ведь еще и ждать… К тому же выяснилось, что клиент использует наушники со штеккером 3,5 мм через переходник. Отсюда и родилась идея сделать 3D-печатный вставыш, который позволит использовать простое гнездо (для FrontAudio-панели компьютера) и не потребует никаких переделок конструкции, что позволит в случае необходимости вернуться к стоковому гнезду. Так что берем штангенциркуль, включаем SolidWorks, и вскоре рождаем вот это:
Это изображение конечного варианта, а сначала была ошибка в замерах, потом еще кое что придумалсь, потом гнездо не входило, потом уже не помню что, в итоге напечатана правильная деталь была только с пятой попытки. И да, мне было не лень. :))))) На фото первый вариант:
В окончательном варианте вставыш установился, как родной:
Соединения сделаны проводом МГТФ. Вставыш заменил также и латунную стойку, которая служит опорой для субплаты с кнопочными выключателями:
Ну и всё это дело в собранном виде:
Осталась также кучка неудачных образцов:
На днях придется эту приблуду, однако, разбирать. Я сразу предупредил клиента, что каналы могут быть перепутаны, и только что от него пришло сообщение, что таки да, опасения подтвердились. Что ж, откроем, перепаяем проводки.
Есть у меня подозрения, что у этих звуковых карт гнездо наушников — типовая болячка, шибко уж оно неумно сделано. Поэтому для желающих оставлю STL-модель для печати в своем магазинчике — ЗДЕСЬ.
Это копия статьи в моем блоге. Вот ее оригинал.
Если хотите отправить мне на ремонт ваше устройство — внимательно читать.
Карты детализации: зачем они нужны и как их использовать
Создание 3D-персонажа начинается с этапа скульптинга — это процесс, когда художник лепит в ZBrush высокодетализированную модель. Такие модели могут содержать миллионы полигонов, поэтому с ними крайне сложно проводить какие-либо операции — например, создавать риг и анимацию.
Для решения этой проблемы был придуман способ, как перенести детализацию с высокополигональной модели (Highpoly) на низкополигональную (Lowpoly). Это делается с помощью особых текстурных карт, которые позволяют сократить многомиллионный полигонаж до нескольких сотен тысяч для кино и нескольких десятков тысяч для игр. А о том, какими бывают карты детализации и как они работают, рассказывает художник по персонажам и преподаватель курса XYZ School Movie Man Артём Гансиор.
Карты детализации
Карты детализации бывают четырёх видов — displacement, vector displacement, bump и normal. По принципу работы их можно разделить на две группы. Карты displacement и vector displacement честно меняют геометрию модели, добавляя ей необходимые рельефы и детали. Карты bump и normal, в свою очередь, никак не влияют на геометрию и вместо этого имитируют наличие деталей путём смещения нормалей, то есть просто изменяют поведение света на поверхности модели.
Давайте рассмотрим каждую карту по отдельности.
Карта displacement
Displacement — это чёрно-белая текстура, каждый пиксель на которой имеет значение от 0 до 255. Когда вы накладываете её на модель, эти значения используются для определения высоты каждой точки на поверхности объекта. Высота может быть нулевой (когда точка остаётся на своём месте), положительной (когда точка выдавливается из объекта) и отрицательной (когда точка вдавливается в объект).
Карта displacement детализирует модель на этапе рендеринга. Сначала запускается процесс тесселяции — каждый полигон модели делится на четыре равных полигона, а затем ещё раз и ещё, в зависимости от заданного количества сабдивов. После этого рендер-движок берёт информацию о значении пикселя с displacement-текстуры и выдавливает или вдавливает реальные полигоны на объекте.
Главное преимущество такой системы — она даёт возможность усложнять геометрию во время рендеринга и при этом не повышать полигонаж в сцене во время работы с мэшем.
Результат наложения карты displacement на лоуполи
Другое преимущество — это возможность работать с SSS-эффектом (подповерхностное рассеивание света как у кожи, молока, гранита, воска и т.д.). Эффект SSS опирается на расстояния между полигонами, поэтому displacement дает наиболее реалистичный результат, полученный без «фейков».
Карты displacement используются преимущественно в VFX-индустрии. В VFX главная цель — это наивысшее качество и достоверность картинки. Displacement-текстуры позволяют легко этого добиться, поскольку они честно детализируют модели и меняют их силуэт. В игровой индустрии displacement встречается редко, так как тесселяция и расчёт смещения — это довольно ресурсоёмкий процесс, и оптимизировать его для игровых движков пока очень проблематично. Но это вопрос времени.
Важно понимать, что в карте displacement смещение происходит только по одной оси — вдоль нормали каждого полигона (другими словами, перпендикулярно каждому полигону). Это может стать проблемой, если вы захотите запечь какую-то деталь, которая смещается не только вверх, но и в сторону. Для таких случаев понадобится карта vector displacement.
Карта vector displacement
Vector displacement — это тот же displacement, только он позволяет смещать полигоны не по одной оси, а по всем трём. Это значит, что формы типа гриба, уха или рога можно запечь в текстуру и не моделить их на лоуполи. Как и displacement, эта карта взаимодействует с реальной геометрией, то есть по-честному добавляет детали в процессе рендеринга. Это даёт более реалистичный расчёт освещения и трассировки лучей.
Результат наложения карты vector displacement на объект
Для сравнения — попытка добиться той же детализации с помощью карты displacement
Так выглядит карта vector displacement для уха. Источник
Vector displacement — это довольно специфическая текстура. Её редко используют в продакшене даже несмотря на то, что она невероятно мощная и открывает поле для экспериментов. Дело в том, что она требует огромных вычислительных мощностей. Чаще всего это нецелесообразно — такого же результата, который даёт vector displacement, можно добиться менее энергозатратными способами.
Bump — это чёрно-белая карта со значениями пикселей от 0 до 255. Эти значения, как и в случае с displacement, задают смещение высоты на объекте. Разница в том, что bump не меняет геометрию, а просто имитирует изменение направления нормалей. Луч света, сталкиваясь с поверхностью объекта, берёт информацию о направлении нормали из текстуры и меняет свое направление. Это изменение фиксируется относительно камеры, и таким образом создаётся иллюзия рельефа.
Результат её наложения на объект
В целом эта система работает неплохо, но есть две проблемы. Во-первых, эта текстура работает только по одной оси и не может корректно отображать более сложные рельефы.
И, во-вторых, она никак не влияет на геометрию, а значит, на силуэт. Если мы посмотрим на поверхность модели под углом, то станет очевидно, что это лишь имитация детализации.
Главное преимущество карты bump — это низкий вес текстуры и возможность комбинировать её с другими чёрно-белыми картами (metalness, roughness, ambient occlusion и т.д.). Bump можно с успехом использовать для создания микрорельефов или для ассетов заднего плана, но с более сложными задачами она уже не справится.
Результат её наложения на объект
Карта нормалей (normal map)
Normal map — это карта, у которой во всех трёх RGB-каналах хранится информация о направлении нормали каждого пикселя. В процессе рендеринга эта информация используется для коррекции поведения света. То есть карта нормалей никак не влияет на геометрию объекта — вместо этого она имитирует неровности на его поверхности, заставляя свет вести себя так, как будто он взаимодействует с реально существующими деталями.
Результат её наложения на объект
Карта нормалей не увеличивает полигонаж модели, но при этом создаёт вполне реалистичный эффект рельефа. Также она позволяет избежать сильной нагрузки на CPU и GPU при просчёте финальной картинки, что сильно оптимизирует процесс и позволяет смотреть на результат в реальном времени.
Главный недостаток карты нормалей в том, что она не влияет на силуэт — по этой причине она никогда не сможет заменить карту displacement для VFX, где требуется максимальная правдоподобность. Но именно эту карту чаще всего используют в играх — в геймдеве она является стандартом индустрии.
Форматы текстур
Отдельно стоит поговорить про битность и форматы карт детализации.
Битность в картинках — это количество уникальных оттенков в палитре изображения, которые используются для представления каждого цвета. Основная масса текстур использует значение 8 бит, то есть 256 цветов (8 для R, 8 для G и 4 для B — синий обделили из-за слабой чувствительности человека к синим оттенкам). Карты diffuse, bump, reflection, roughness и другие текстуры могут использовать 8-битную систему безо всякой потери качества.
16 бит используют для карт displacement, vector displacement, normal map и вообще любых текстур, где нужна очень крутая градация цветов. Ведь 16 бит — это аж 65 536 возможных вариаций цветов, так что качество displacement напрямую зависит от битности. Также 16 бит используются для карт diffuse + alpha, когда нужен отдельный канал с прозрачностью.
32 бита используются только для карты displacement и для композитинга финальных изображений. Такое огромное количество цветов позволяет тоньше настраивать оттенки во время сборки рендерпассов. Также 32 бита используют в текстурах освещения — так называемых HDRI-картах.
В общем, 32 бита пригождается везде, где нужен огромный диапазон информации. Хороший пример — HDRI-карта с ярким солнцем. Если мы снижаем экспозицию, то всё равно видим яркую точку, а градиенты меняются. Если попробовать провести этот опыт с 8-битной текстурой, то вы получите вот это:
Каждая из вышеописанных карт детализации имеет свои преимущества и недостатки, поэтому часто их используют вместе. В real-time движках displacement используют для придания фактуры средним формам, а normal map — для мелкой детализации. В VFX вся детализация чаще всего создается за счёт displacement, хотя для мелкой детализации bump и normal тоже используются.
Поиск правильного решения и подхода — всегда творческий процесс, поэтому удачи!