Для чего нужны текстурные карты в 3D

Текстурные карты — важный инструмент при работе с 3D-графикой, который позволяют детализировать различные объекты с повторяющимися текстурами. Это значительно экономит время и делает объект интереснее в визуальном плане.

В гайде ниже рассмотрим, что именно такое текстурные карты и зачем они нужны в 3D.

Что такое high-poly, low-poly и ретопология

Чтобы понять, для чего нужны текстурные карты, сначала разберемся, что такое high-poly, low-poly и ретопология.

High-poly или высокополигональная модель — это детализированный скульпт, который обычно создается в программе ZBrush. Если включить сетку (mesh) такой модели, то будет видно, что она состоит из множества мельчайших полигонов, так как содержит много деталей.

High-poly модель очень тяжелая — ее не экспортировать в игровой движок в таком виде. Чтобы она стала легче, производится ретопология — создание новой сетки с меньшим количеством полигонов поверх детальной модели. В результате получается низкополигональная, low-poly модель.

Зачем нужны текстурные карты

Чтобы перенести детализацию high-poly модели на low-poly, в 3D используется «запекание» карт (от англ. baking) — сохранение свойств поверхности high-poly модели в виде 2D-текстур, текстурных карт.

Карты сохраняют данные о детализированной модели в виде «обертки», которая потом накладывается на низкополигональную модель. Если проводить аналогию, то текстурная карта — это обертка от шоколадного деда мороза, а шоколадный дед мороз —- это низкополигональная модель.

Перед тем, как запекать карты, создается UV-развертка — плоская схема элементов low-poly модели наподобие сборных фигурок из бумаги. Этот этап выполняется в Maya.

Когда развертка готова, мы переходим к запеканию карт, которые помогут передать разные свойства поверхности high-poly, в Marmoset Toolbag. 

На курсе «ЗD для игр. Основы» в Smirnov School мы используем следующие:

Normal Map — сохраняет информацию об углах наклона поверхности, за счет чего передает рельеф. Это как если бы на световом шоу на плоскую стену проецировали поверхность с выступами.

Ambient Occlusion — карта рассеянного освещения. Позволяет наложить мягкие тени с учетом геометрии модели.

Curvature Map — обозначает выпуклые и вогнутые места поверхности. Показывает, какие части модели больше изнашиваются (выпуклые), а в каких скапливается грязь (вогнутые).

Position Map — сохраняет координаты точек 3D-модели по осям X, Y, Z в виде каналов RGB. Помогает верно расположить текстуру.

ID map — карта, которая разделяет модель на участки и обозначает их цветом. Нужна для подготовки к текстурированию. Каждый цвет соответствует одному материалу.

Затем все запеченные текстурные карты, «обертки», накладываются на low-poly и получается детализированная 3D-модель, которая потребляет меньше ресурсов и готова к текстурированию.

За цвет модели и материал отвечает Diffuse map. Она не запекается на основе high-poly, как предыдущие, а создается в программе Substance Painter с помощью Smart-материалов.

Smart-материал — это сложный материал, который состоит из нескольких слоев. С его помощью можно изображать комплексные поверхности, например, текстуру заросшего камня.

Каждый слой содержит заливку цветом или детализацию, которую можно самому нарисовать кисточкой или процедурно сгенерировать с помощью инструментов Substance Painter.

Подводя итог, текстурные карты — это «обертки» 3D-модели. Они помогают перенести детализацию и фактуру с high-poly модели на low-poly. А еще нужны для текстурирования модели: назначения цвета, материала и свойств поверхности.

На нашем курсе «ЗD для игр. Основы» мы обучаем пайплайну создания 3D-модели, а также рассказываем про специфику создания объемных игровых объектов и персонажей. На курсе ты изучишь 4 программы для моделирования и научишься всем этапам разработки 3D-модели: от скульптурирования до создания финального рендера.