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Grundlegendes zum UV-Mapping.

Eine UV-Map bestimmt zusammen mit Texturen das Aussehen eines Modells. Beim UV-Mapping werden jedem Punkt auf der Modelloberfläche Koordinaten zugewiesen – die sogenannten UV-Koordinaten. Anhand dieser Koordinaten lässt sich steuern, wie Texturen und Bilder auf das Modell aufgetragen werden, um es realistischer oder ansprechender zu machen.

Wie funktioniert UV-Mapping?

Mit UV-Mapping legst du das Fundament für die optische Gestaltung eines 3D-Modells. Stelle dir die UV-Map wie eine Leinwand vor: Alle Krümmungen und Flächen deines Modells werden „aufgefaltet“ und auf eine zweidimensionale Ebene gelegt. Dann werden jedem Punkt der Modellüberfläche eindeutige Koordinaten der UV-Map zugeordnet.

Zuweisung der Koordinaten: Beim UV-Unwrapping, das entweder per Software-Funktion oder manuell erfolgen kann, wird die aufgefaltete Fläche des Modells auf einer zweidimensionalen Ebene ausgebreitet.

Texturierung: Nach Fertigstellung der UV-Map werden Texturen oder Bilder auf die 2D-Darstellung des Modells ausgerichtet und angewendet. Im Optimalfall geben die UV-Koordinaten vor, wie sich die Texturen genau um die Oberfläche legen müssen, um ein möglichst nahtloses Ergebnis zu erhalten.

• Verfeinerung des Ergebnisses: Oft sind kleinere Korrekturen erforderlich, damit möglichst wenige Nahtstellen entstehen und die unvermeidbaren an einer verdeckten oder unauffälligen Stelle platziert werden. Durch Strecken, Drehen und Skalieren einzelner Teile der Map kannst du die Auflösung und Skalierung insgesamt anpassen.

Arten von UV-Mapping.

Den folgenden fünf gängigen Begriffen begegnest du möglicherweise im Zusammenhang mit UV-Mapping:

1. Automatisches UV-Mapping.

Wie bereits erwähnt, gibt es Software, die dir das Unwrapping eines 3D-Objekts abnimmt. Du sparst damit Zeit, aber das Ergebnis ist selten perfekt. In vielen Fällen musst du die UV-Map manuell nachbearbeiten, bis sie deinen Anforderungen genügt.

2. Planares Mapping.

Bei dieser Technik erfolgt das Unwrapping entlang einer bestimmten Richtung oder Achse, und die Scheitelpunkte des Modells werden auf eine Ebene projiziert. Diese Methode eignet sich am besten für relativ flache Objekte wie Wände oder Böden oder für einfache geometrische Formen.

3. Sphärisches Mapping.

Hier wird das 3D-Modell auf eine Kugel projiziert, sodass der Verzerrungsgrad möglichst gering ausfällt und Krümmungen erhalten bleiben. Die Methode ist für alle runden Formen wie Bälle, Köpfe oder Planeten geeignet.

4. Benutzerdefiniertes Mapping.

In diesem Fall werden Texturkoordinaten für Scheitelpunkte eines 3D-Modells manuell zugewiesen oder erstellt. Der Vorteil liegt in der perfekten Ausrichtung der Texturen, die Verzerrungen verhindert und für ein besonders präzises Ergebnis sorgt.

5. Textureffekte bei UV-Maps.

Oft ist eine einzige Map zum Texturieren eines 3D-Modells nicht ausreichend. In der Regel sieht das Ergebnis erst mit mehreren Spezialeffekten wie gewünscht aus. Wir nennen dir als Anregung einige gängige Textur-Maps.

Diffuse-Map.

Die Diffuse-Map gibt die Grundfarbe des Modells vor. Anhand dieser Map kann die 3D-Software auch das reflektierte Licht schattieren, wodurch eine Szene insgesamt realistischer wirkt.

Albedo-Map.

Diese Texturen ähneln Diffuse-Maps und werden je nach Software anstelle von Diffuse-Maps eingesetzt. Der wesentliche Unterschied: Schatten und Glanzlichter werden in Albedo-Maps nicht dargestellt. Diese Maps definieren nur die Grundfarbe eines Objekts bei neutraler Beleuchtung.

Specular-Map.

Eine Specular-Map steuert die Intensität und Platzierung von Lichtspiegelungen bei direktem Auftreffen des Lichts auf einer Oberfläche. Im Einzelnen werden Stärke, Farbe und Grob- oder Feinheit der Spiegelungen festgelegt.

Ambient-Occlusion-Map (AO-Map).

„Ambient Occlusion“ heißt so viel wie Umgebungsverdeckung. Es handelt sich um spezielle Texturen, die Schatten auf den gewölbten Bereichen eines Modells simulieren. Du kannst damit 3D-Objekte auf kostengünstige Weise realistischer aussehen lassen, ohne dass die Geometrie detaillierter wird.

Normal-Map.

Eine Normal-Map ist ein RGB-Bild, das verwendet wird, um ein Bild entlang drei Achsen so zu verzerren, dass der Eindruck von Tiefe auf der Oberfläche entsteht und das Objekt echter wirkt. Die Geometrie wird dadurch nicht komplexer.

applying UV map textures to a 3D model of a dragon using Adobe Substance 3D Painter
Bild von Damien Guimoneau.

Einsatzmöglichkeiten für UV-Mapping.

Durch die Erstellung und Kombination mehrerer UV-Maps werden 3D-Modelle besser und realistischer. Du kannst damit die kleinen Details in deiner Szene gezielt steuern und beispielsweise Kratzer, Logos, Schmutz oder Spiegelungen einfügen. Die Texturen können dabei so einfach, raffiniert oder realistisch sein, wie du möchtest. UV-Mapping ist ein wesentlicher Schritt bei der 3D-Modellierung und -Texturierung. Wenn du es gut beherrschst, kannst du kreativer und gleichzeitig effizienter und effektiver arbeiten.

Erstelle hochwertige UV-Maps mit Adobe Substance 3D Painter.

In Adobe Substance 3D Painter kann das UV-Mapping beim Importieren eines 3D-Modells automatisch erfolgen. Substance 3D Painter generiert UV-Inseln, sodass du auch auf 3D-Modellen malen kannst, für die bisher keine UV-Map vorhanden war. Mit den parametrischen Pinseln und Smart-Materialien von Substance 3D Painter gestaltest du individuelle Texturen für deine Modelle.

Häufig gestellte Fragen.

WOHER KOMMT DIE BEZEICHNUNG „UV-MAPPING“?

„UV-Mapping“ bezieht sich auf das Koordinatensystem, das für die Anwendung von 2D-Texturen auf 3D-Modelle genutzt wird. Die verwendeten Koordinaten heißen U und V. Im dreidimensionalen Raum sind drei Koordinaten erforderlich (X, Y, Z), bei Texturen dagegen nur zwei. Die beiden Achsen werden als U-Achse und V-Achse bezeichnet.

WIE WERDEN UV-MAPS GESPEICHERT?

In UV-Maps werden Koordinatendaten erfasst, die den Scheitelpunkten eines 3D-Modells die entsprechenden Positionen auf einer 2D-Textur zuordnen. Das Speicherformat hängt von der verwendeten Software und vom Exportformat des Modells ab. Bei Mesh-Dateiformaten wie OBJ und FBX lassen sich UV-Mapping-Informationen zusammen mit der Mesh-Geometrie speichern. Die Texturen für eine UV-Map sind oft einfache Bilddateien. Sie enthalten keine Koordinatendaten, sondern werden anhand von UV-Koordinaten auf 3D-Modelle aufgetragen. Beim Anwenden der Texturen wird dann auf die UV-Informationen Bezug genommen.

IST UV-MAPPING EIN ERFORDERLICHER SCHRITT?

Bei den meisten 3D-Modellierungsprojekten ist UV-Mapping unverzichtbar. Es gibt jedoch immer mehr Technologien, die dir komplizierte, aufwendige Aufgaben abnehmen können. Adobe Substance 3D beispielsweise entlastet dich durch Automatisierung, damit dir mehr Zeit für die eigentliche Kreativarbeit bleibt. Das heißt, zur Texturierung eines 3D-Modells ist zwar UV-Mapping weiterhin erforderlich, doch du musst diesen Schritt nicht unbedingt manuell ausführen.

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