Создание материалов и текстур для трехмерных моделей. Создание текстур для трехмерной модели. Лёгкость в обучении

Знаменитые 3D-художники дают советы по текстурированию начинающим специалистам и делятся секретами с профессионалами.

Если концепт-художники могут позволить себе мечтать и летать в облаках, то текстуровщики должны быть собраны и внимательны к деталям. И этим ребятам нужно не только расставить все точки над i, но и «вылизать» каждую травинку, а также оставить пару ржавых пятен на самом новом и чистом в мире танке. Если в этих строках вы видите себя, то вам прямая дорога в гильдию текстуровщиков. Если нет, то возможно вы почерпнете для себя что-то новое и вдохновляющее.

«Необязательно детализировать объект в той же программе, в которой вы его скалптите. Очень часто, особенно для детализации одежды и всевозможных мелких деталей, я использую Photoshop» José Alves da Silva

Совет №1: Сегодня волосы, завтра деньги

«Я прорабатываю меши волос персонажей как можно тщательней, в топологии стараюсь придерживаться естественной формы волос. Таким образом, я могу легко развернуть свою модель, а затем, сузив волосы у кончиков, для которых я затем воспользуюсь текстурой шума (или фильтром Motion blur в Photoshop), создать видимость стильной прически», — говорит Andrew Hickinbottom .

Каждый волосок стоит проработки

Совет №2: Дела органические

«В Mudbox есть очень полезная кисть, Dry brush (и подобные ей кисти в других программах), которая позволяет быстро придать органической или не органической поверхности эффект пошарпанности. И, поскольку, эта кисть работает только с выступающими или впадающими участками геометрии, вы можете рисовать только по тем областям, которые наиболее подвержены воздействию окружающей среды. Вместе с картой Cavity вы можете нарисовать грязь, ржавчину или пыль на органике», — говорит Carlos Ortega Elizalde .

Игра называется «Добавить объекту грязи, ржавчины и несовершенства»

Для создания текстур Carlos Ortega Elizalde любит использовать Dry brush в Mudbox

Совет №3: PolyPaint в ZBrush

«Я раскрашиваю свои модели по простой схеме: 1 - основной цвет; 2 - второй основной цвет; 3 - светлые или темные оттенки основных цветов; 4 - теплые оттенки основного цвета, смешанные с цветом крови; 5 цвета со скрученной насыщенностью; 6 растеризованные цвета”, — говорит Luca Nemolato .

Создайте свою собственную схему работы, но всегда сохраняйте цвета и текстуры «чистыми»

Совет №4: Детализируйте с помощью Normal-карт

«Необязательно детализировать объект в той же программе, в которой вы его скалптите. Очень часто, особенно для детализации одежды и всевозможных мелких деталей, я использую Photoshop. С таким бесплатный софтом, как, например, xNormal (который устанавливает в Photoshop ряд удобных фильтров), можно легко сконвертировать Bump в Normal-карту (Height2Normals). Затем добавить эту карту новым слоем поверх существующего слоя с картой Normal, режим смешивания установить Overlay. Детализацию можно отрегулировать с помощью значения Fill», — говорит José Alves da Silva .

Детали должны быть видны на модели или на финальном ренедере?

Металлический материал очень сложно настроить, но, судя по работе José Alves da Silva, оно того стоит

Совет №5: Экспорт волос из ZBrush в 3Ds Max

«Волосы, созданные в ZBrush с помощью FiberMesh, можно воссоздать в 3Ds Max. Для этого нужно экспортировать кривые из ZBrush в 3Ds Max, чтобы использовать их как направляющие кривые. Выберите Export Curves из меню FiberMesh в ZBrush и сохраните волосы в формате OBJ. Выберите Import из меню File в 3ds Max и выберите OBJ-файл. В настройках импорта OBJ включите опцию Shapes/Lines, чтобы импортировать сплайны, также включите опцию Import as a single mesh, чтобы кривые импортировались одним файлом. Нажмите Import.

"Измените режим выделения объекта и выберите все сплайны. Общее количество сплайнов будет показано в меню модификатора (внизу Selection menu). Запомните это число. Примените модификатор Hair and Fur (WSM) к сплайнам. Значением Hair count будет число сплайнов. Выключите опцию Interpolate. Включите Rand. Отмасштабируйте до 0, а в настройках Frizz установите Frizz Root и Frizz Tip 0, чтобы исключить любую рандомность. Готово!”, — говорит José Alves da Silva.

Работать с волосами сложно, но возможно

Совет №6: Идеальные текстуры

«Текстуры я создаю в BodyPaint 3D, импортируя в программу геометрию из 3Ds Max с помощью специального плагина. В BodyPaint 3D я могу разрисовывать модель в режиме реального времени, а также легко получать такие карты как Diffuse, Reflection, Bump и Normal. Таким образом, я могу быстро детализировать 3D-модели и добавить им различных эффектов», — говорит Sérgio Merêces .

С помощью плагинов удобно получать различные текстуры

Совет №7: Все внимание на камеру

«Сложные сцены иногда состоят из сотен объектов, на то, чтобы создать для них UV-развертку и затекстурить, может уйти вечность. Поэтому я хорошо прорабатываю только те объекты, которые видны из камеры. Если объект попадает в фокус, его прекрасно видно, я создаю идеальную UV-развертку, детально раскрашиваю текстуры и создаю детальные материалы. В противном случае я использую сочетание из тайловых текстур, процедурных шумов и пары разных текстур для различных объектов. BerconMaps помогают отлично разнообразить текстуры объектов. Рисование по вертексам в 3Ds Max также дает неплохой результат для создания грязи или ржавчины. При этом наличие хороших UV-разверток необязательно», — Toni Bratincevic .

Неплохой подход - различная степень детализации объектов в сцене, в зависимости от их близости к камере

По-настоящему хорошие текстуры могут перевернуть мир. Toni Bratincevic

Toni Bratincevic - настоящий про во всем, что касается Dirt-карт. Toni Bratincevic

VertexPaint - еще один способ детализировать картинку и добавить ей реалистичности. Toni Bratincevic

Совет №8: Не мешайте свету «работать»

«Без корректно настроенных материалов очень тяжело «вытянуть» картинку. В таком случае даже хорошо поставленный свет не спасет ситуацию. Корректно настроенный материал и тщательно подобранные текстуры добавят шоту визуального разнообразия, а правильно поставленный свет завершит начатое», — говорит Francesco Giroldini .

Хорошие текстуры - самое важное в любой работе

Совет №9: Добавьте блеска

«Отражения - одна из важнейших и незаменимых составляющих реалистичной картинки. Их отсутствие может испортить весь шот», — говорит Francesco Giroldini.

Отражения - одна из самых сложнейших штуковин

Совет №10: Балансирование на грани

«При настройке шейдеров очень важно всегда найти золотую середину между тем, должен ли материал быть скорее диффузным или отражающим. Материалы с накрученной диффузностью дают более темные и размытые отражения, в то время, как сильно отражающие материалы, скорее всего, не будут отражать рассеянный свет или отразят его многократно», — говорит Francesco Giroldini.

При работе с текстурами берите за образец реальный мир

Не торопитесь

В моделировании, как и в текстурировании, очень важно помнить, что все детали могут использоваться по нескольку раз. Не жалейте времени и тщательно прорабатывайте текстуры, поскольку внушительный банк текстур всегда пригодится. Кроме того, практика ведет к совершенству, чем больше вы работаете над текстурами, тем лучше они будут.

«Без корректно настроенных материалов очень тяжело «вытянуть» картинку. В таком случае даже хорошо поставленный свет не спасет ситуацию», — говорит Francesco Giroldini.

Давно у меня была идея создать список полезных программ которые могут помочь вам в разработке. Некоторые из них просто незаменимы для создателя игр , а некоторые лишь дополняют и упрощают жизнь.
В интернете я не нашел универсального списка, так что прошу:

P.S. Версии программ я не записывал, уж как-то сами разберетесь какая версия вам больше нравится.
Ссылки не всегда ведут на скачивание файлов.

Для начала : Список игровых движков

Zbrush - программа для трёхмерного моделирования с имитацией "лепки" 3d-модели
Mudbox - как Zbrush, только от Autodesk. И тот и тот хорошо по своему.
Autodesk 3ds Max - тут всё понятно. Создание трёхмерной графики, анимация и т.д.
Maya - идеален для создании анимации. Также содержит всё как для моделлинга, так и даже для некоторых симуляции (жидкости, дымы, пламя, ну и т.д.)
Blender - хороший плюс в том, что бесплатный, в отличие от Maya и 3ds Max. Так же развивается как самостоятельный игровой(!) движок.
TopoGun - программа ретопологии, предназначена для построения низко полигональной модели по поверхности высоко полигональной, отсканированной с помощью 3D сканера или созданной в среде Zbrush, Mudbox, и запекания текстур.
Keyshot - средство интерактивной визуализации 3D сцен и моделей
Headus UVLayout - программа для быстрого и качественного наложения UV развертки на 3D модели (используется многими профессионалами (например Gnomon) в индустрии игр и визуальных эффектов)
Unfold3D - самостоятельная программа для автоматического создания текстурных координат для криволинейных поверхностей
World machine - хороший генератор природных ландшафтов. На выходе даёт меш, текстуру, карту высот,
Terragen - генератор ландшафта.Создает фотореалистичные пейзажи.
Vue — программа трехмерного моделирования и рендеринга
Speed tree modeler - генератор разнообразных деревьев. Полезно всем
Makehuman - программа для генерации гуманоидных 3d-моделей
Marmoset Toolbag - небольшой, удобный и полноценный редактор материалов и инструмент для быстрого представления трехмерных моделей в реальном времени.
Marvelous designer - программа для моделирования и дизайна одежды. Предлагает встроенные механизмы симуляции ткани и рендера в режиме реального времени, функцию экспорта в распространенных форматах (Collada, OBJ/MTL).

Adobe Photoshop - лично я рисую в фотошопе, мне там намного комфортнее, но это дело вкуса.
Pixplant - инструмент для создания бесшовных текстур из фотографий
CorelDraw - графический редактор, как по мне, так больше подходит для художественного арта. Смешивание цветов - это хорошо.
nDo2 - плагин для Photoshop. Позволяет создавать карты смещения и теней (ambient occlusion) в программе Photoshop с помощью инструментов ручного рисования. Кроме этого возможен просмотр 3D-превью получаемых карт.
Alchemy - очень хорошая программка для создания скетчей. Есть возможность включить симметрию как горизонтальную, так и вертикальную.
ArtRage Studio - так же интересная прога для рисования. Для скетчей/концептов самое то.
Sketchbook pro (так же есть для планшетов) - рисовалка от Autodesk. Хорош для создания всяких эскизов
Substance Designer - мощная программа, которая предназначена для создания, редактирования и обработки сложных текстур
Filter forge - программа и высококачественный плагин для Photoshop с 4100 визуальными эффектами, 4400 текстурами. Позволяет так же создавать свои фильтры, текстуры, эффекты, искажения.
xNormal - создание карт нормалей из Color Map.
CrazyBump - генератор текстур (displacement, normal, occlusion, и specmaps, основанные на 2D изображениях)
Knald - аналог CrazyBump
Paint.NET - бесплатный растровый графический редактор
Gimp - растровый графический редактор, программа для создания и обработки растровой графики и частичной поддержкой работы с векторной графикой.
Inkscape - векторный графический редактор, удобен для создания как художественных, так и технических иллюстраций
GraphicsGale - бесплатная программа, ориентированная на создания пиксель-арта, в том числе, и анимированного
Adobe Flash - мультимедийная платформа компании Adobe для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций

Воксельные редакторы | Voxel editors

Звук | Sound

- свободный многоплатформенный аудиоредактор звуковых файлов, ориентированный на работу с несколькими дорожками.
GoldWave - довольно мощный редактор аудио. По своей функциональности может поспорить с такими общеизвестными программами, как Adobe Audition, Sound Forge и т.п.
FL Studio - отлично подойдет для написания музыки, есть много плагинов и разных паков со звуками
Steinberg WaveLab - программа для записи и редактирования аудио профессионального уровня.
Steinberg Cubase - программное обеспечение для создания, записи и микширования музыки
Rosegarden - свободный MIDI-секвенсор, нотный редактор для Linux, использующий ALSA и JACK, программа для создания и редактирования музыки наподобие Apple Logic Pro, Cakewalk Sonar и Steinberg Cubase.
Sound Forge - это профессиональный программный набор продукции цифровой звукозаписи включающий все, что вам необходимо на пути от необработанного звука до законченного продукта.
Adobe Audition - выполняет все необходимые функции редактирования и сведения аудио. Обладает очень удобной навигацией и интерфейсом.
sfxr - утилита для генерации "восьмибитных" звуков

Видео | Video

Текстовые редакторы | Text editors

Notepad++ - свободный текстовый редактор с подсветкой синтаксиса большого количества языков программирования и разметки.
JuffEd - текстовый редактор для Linux и Windows
PSPad — бесплатный текстовый редактор и редактор исходных текстов программ, может работать даже с файлами на удаленном компьютере, по ftp, облакам
jEdit - текстовый редактор, имеет открытый исходный код и поддержку синтаксиса множества языков программирования и разметки.
ConText - хорошая альтернатива Notepad++
Sublime Text - быстрый кроссплатформенный редактор исходных текстов программ.

Среда разработки | IDE

Microsoft Visual Studio - набор инструментов призванный помочь разработчикам программного обеспечения, как новичкам, так и профессионалам + GhostDoc - плагин для Visual Studio, автодокументация Resharper - дополнение для повышения продуктивности работы в Microsoft Visual Studio
IntelliJ IDEA — коммерческая интегрированная среда разработки программного обеспечения на многих языках программирования, в частности Java, JavaScript, Python
Eclipse - свободная интегрированная среда разработки модульных кроссплатформенных приложений.
NetBeans - свободная интегрированная среда разработки приложений на языках программирования Java, Python, PHP, JavaScript, C, C++, Ада и ряда других.
Adobe Flash Builder - программный продукт компании Adobe, представляет собой IDE на основе Eclipse для создания многофункциональных межплатформенных интернет-приложений (RIA) с помощью Flex
FlashDevelop - бесплатный аналог билдера с более скромными возможностями
Olly Debugger - Win32 отладчик с огромным количеством необходимых функций, плагинов и настроек.
Adobe Flash Professional - предоставляет среду для разработки анимированного и мультимедийного содержимого, позволяя графическим дизайнерам компоновать интерактивные интерфейсы, которые одинаково работают на настольных компьютерах и мобильных устройствах. Включена собственная поддержка HTML5.
Xcode — интегрированная среда разработки программного обеспечения под OS X и iOS

Декомпилятор | Decompiler

IDA - интерактивный дизассемблер, который широко используется для реверс-инжиниринга (исследование некоторого устройства или программы, а также документации на него с целью понять принцип его работы)\

Текстурирование - неотъемлемый этап 3d моделирования и визуализации трехмерного объекта. Создание текструры и ее наложение на 3д модель определяют ее качество, реалистичность и точность.

Применение профессиональных компьютерных программ, для работы с графикой дают неограниченные возможности работы с 3д-объектами, независимо от сложности конфигурации объекта, вида материалов и прочего.

Текстурирование

Текстура - это изображение (растровый формат), применяемое к полигональной модели путем наложения, с целью придания модели фактурности, рельефности и нужной цветовой окраски.

Текстурирование - важный этап в процессе создания и визуализации 3д модели изделия, позволяющий придать поверхности объемного объекта определенных параметров и свойств, для придания ее максимальной реалистичности и сходства с реальным объектом.

Качество текстурирования объекта определяется такими единицами как тексиль. Тексиль - это совокупность пикселей, приходящихся на 1 единицу текстуры. Формат и разрешение картинки используемой текстуры напрямую определяют качество итоговых результатов.

Создание текстуры - основные методы

Выделяют следующие основные методы создания текстур :

отрисовка в графическом 2d редакторе, например, Photoshop;
создание текстуры в 3D пакете для рисования, например, Mudbox, ZBrush, Mari или 3D-Coat;
построение на основе процедурных карт;
комплексным применением процедурных техник различного рода, 2d и 3d-формата.

К примеру, если необходимо создать текстуру кирпичной стены, то необходимо выполнить следующую последовательность действий:

cоздание плоскости, поиск и доработка текстуры кирпичной стены. Создание бесшовной текстуры стены из кирпича в 2D программах;
для придания текстуре кирпичной стены легкого реалистичного блеска создается карта блеска;
шероховатость поверхности получается за счет создания карты неровностей;
отражающая способность кирпичной стены создается при помощи карты отражений.

Пройдя последовательность данных этапов, смоделированная плоскость превратиться в реалистичную натуральную кирпичную стену.

Выделяют следующие основные виды текстурирования

рельефное текстурирование;
MIP-текстурирование.

Технология работы с 3д графикой, позволяющая создать поверхность моделируемого объекта в насыщенном и реалистичном исполнении.

Виды рельефного текстурирования

Bump mapping — технология, позволяющая придать поверхности моделируемого объекта эффект рельефа и тщательно ее детализировать. Создается данный эффект путем виртуального смещения пикселей, с помощью одноканальной карты высот и источника света. В результате можно получить участники с различной степенью освещенности. Bump mapping применяется при создании непростых бугристых поверхностей, выступов и впадин.
Normal mapping — метод изменения нормали пикселя на базе цветной карты нормалей. При этом изменения сохраняются в текселях. Данный метод самый точный, благодаря применению 3 каналов текстур в карте нормалей.
Parallax occlusion mapping - метод локальной трассировки лучей, используемый с целью определения высот и видимости текселя. Благодаря этому методу создаются более сильные глубины рельефа. Однако он не дает возмжности тщательной детализации объектов.

MIP-текстурирование - метод, при котором при наложении текстур применяются копии одной и той же иллюстрации текстуры, с разной степенью прорисовки деталей.

Применение текстурирования

Текстурирование применяется в следующих целях :

демонстрация материала объекта;
наглядное представление физических свойств 3д-объекта;
моделирование световых эффектов и эффекта отражения, для придания реалистичности трехмерным объектам;
моздание мелких деталей на поверхности моделируемого объекта;
объемов.

Наиболее распространенными ошибками текстурирования являются :

неверное масштабирование текстуры становиться причиной искажения изображения на поверхности моделируемого объекта;
выбор некачественных текстур низкого разрешения;
текстурирование сложных объектов с помощью инструмента UVW map, вместо UNWRAP UVW, что становиться причиной неверной настройки параметров;
неверная настройка прозрачности текстур, параметров отражения и преломления;
многократное дублирование изображения текстуры на одной поверхности снижает ее реалистичность.

Текстуринг – это создание текстур (фактуры, рисунка, мелкого объёма, цвета) на виртуальной 3D модели. Шейдинг – процесс, осуществляемый с помощью с шейдера – программы, применяемой в трёхмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения. Шейдер может включать описание поглощения и рассеивания света произвольной сложности, наложения текстуры, отражение и преломление, затемнение, смещение поверхности и эффекты пост-обработки. Программируемые шейдеры очень эффективны и позволяют при помощи простых геометрических форм визуализировать сложные с виду поверхности.

Сборка шейдера без текстур средствами Maya

С чего начать «оживление» предмета

Предположим, выдан объект. К нему, если работа предстоит на студии, обычно предоставляется эскиз или скетч. В зависимости от задания, модель затекстурить можно разными способами, например – полностью «раскрасить» в одной из программ для текстуринга (Autodesk Mudbox,The Foundry MARI, ZBrush, CINEMA 4D Studio,3d coat), используя различные инструменты из палитры.

После этого необходимо выгрузить текстурные карты (картинки).

Нарисовать, склеить и смонтировать карты можно и в сторонней программе, например в 2D программе Photoshop.

Программа Photoshop

Зашейдить объект и без использования текстур можно, полностью заменив все карты процедурными шейдерами уже в Autodesk Maya или Max.

Маппинг

На следующем этапе необходимо «размапить» объект. Маппинг – это создание виртуальной выкройки объекта текстурирования. Делать его можно разными способами и в разных программах, например – headus UVLayout.

Основной принцип маппинга – делать разрезы в максимально невидимых для зрителя местах (за ушами, волосами, под кантом). При «раскрашивании» кистями вручную, по большому счету, неважно, где находится шов – он закрасится. Однако на швах могут быть баги, «потянутости», поэтому лучше швы прятать, тогда в итоге будет меньше мороки. Вообще, качественные выкройки – залог наилучшего результата.

Для раскрашивания объектов можно использовать и карты, созданные в 2D программе или фото, которые будут проецироваться на модель в 3D пространстве и обрисовываться по форме.

Впрочем, такие текстуры можно использовать и не рисуя ими по объекту. Тогда они будут смешиваться сразу в шейдере. Для этого создается тайловая карта, которая может повторяться любое количество раз, состыковываясь сама с собой с любой стороны. Важно помнить, что в данном случае маппинг должен быть идеальным, все швы в нужных местах должны быть скрыты. Иначе тайл сразу выдаст несостыковку, и направления текстур не совпадут.

Существуют способы автоматического маппинга. В данном случае программа выбирает на свое усмотрение, где делать рез, из-за чего есть вероятность, что будут заметны стыки карт в нежелательных местах. Однако в ряде шейдеров с однородным материалом, где не обязательны карты (например, в чистом стекле или пластмассе), швы не будут видны. В таких случаях маппинг может и вовсе не пригодится.

Для создания шейдера может понадобиться несколько карт для разных параметров. Карты могут быть как в градациях серого, так и цветные, в зависимости от назначения: карта цвета (diffuse, color), рельеф (bump, displacement), карты отражения, преломления, поглощения света (reflection, refraction, specular) и многие другие – зависит от сложности задачи.

Когда готовы карты, можно собирать шейдер-материал объекта и рендерить, то есть считывать картинку.

Рендерить можно в разных программах: RenderMan,V-Ray, Arnold Renderer или mental ray. По сути своей все рендеры схожи, но у каждого есть свои особенности. Есть ряд параметров, на которые можно цеплять карты или настраивать сами по себе. Существуют параметры константные, которые настраиваются в определенном интервале без карт цифровыми значениями (например, от 0 до 1), и вариативные, имеющие несколько критериев, которые в том числе могут быть взяты из карты. Для того чтобы увидеть итоговый результат при рендеринге наиболее точно, нужно всегда помнить про источники света.

Сейчас в интернете можно найти много уроков по вариантам и способам маппинга , текстуринга , шейдинга , ведь существует множество сочетаний использования функций программ. По настройкам материалов существуют как уроки, так и таблицы с известными точными цифровыми значениями физически корректных параметров.

Учиться и углубляться в эту область можно постоянно – сфера компьютерной графики постоянно развивается, придумываются все более совершенные способы реализации самых безумных идей. Главное – не терять желание!