ما هو تصميم خرائط الإزاحة؟
في هذا الدليل، سنشرح ما هي خرائط الإزاحة، وسبب فائدتها، وكيفية استخدامها في تصميماتك.
أصبح الخط الفاصل بين الواقع والعوالم الافتراضية غير واضح بشكل متزايد ولم يكن التصميم ثلاثي الأبعاد الواقعي بهذه الأهمية من قبل. سواء كان الأمر يتعلق بالألعاب أو الأفلام أو الهندسة المعمارية، تساعد العناصر ثلاثية الأبعاد ذات الملمس المصممين على سرد قصص أعمق وأكثر إقناعًا.
يعد تصميم خرائط الإزاحة (Displacement mapping) بمثابة تقنية تصميم ثلاثي الأبعاد تعمل على تصميم ملمس نابض بالحياة في بيئات ثلاثية الأبعاد. تتيح الأنظمة الأساسية مثل Adobe Substance 3D تصميم خرائط إزاحة واقعية، ولكن لا يزال من الجيد فهم سبب أهمية هذه التقنية وكيفية استخدامها بشكل صحيح. في هذا الدليل، سنشرح ما هي خرائط الإزاحة (Displacement mapping)، وسبب فائدتها، وكيفية استخدامها في تصميماتك.
فهم خرائط الإزاحة (Displacement maps).
تعريف خرائط الإزاحة (Displacement maps).
تصميم خرائط الإزاحة (Displacement maps) عبارة عن تقنية تصميم نماذج ثلاثية الأبعاد تضيف تفاصيل إلى النموذج عن طريق معالجة هندسته بناءً على خريطة الملمس. فكر في خريطة الإزاحة (Displacement map) كخريطة طبوغرافية، حيث تتوافق القمم والوديان مع التفاصيل الموجودة على سطح النموذج.
فوائد استخدام تصميم خرائط الإزاحة (Displacement maps) في التصميم ثلاثي الأبعاد.
الواقعية المعززة (Enhanced realism).
يمكن أن يؤدي إزاحة الشكل الهندسي الفعلي للنموذج إلى تصميم مظهر وشعور أكثر واقعية. نادرًا ما تكون العناصر في الطبيعة سلسة أو مثالية، لذا فإن إضافة ملمس متغير يجعل العناصر ثلاثية الأبعاد تبدو أكثر واقعية.
الملمس التفصيلي.
تضيف خرائط الإزاحة تفاصيل معقدة قد يكون من المستحيل - أو تستغرق وقتًا طويلاً - تحقيقها يدويًا.
تحسين العمق والأبعاد.
تحتوي خرائط الإزاحة على قمم ووديان تضيف العمق والضوء والظل إلى ملمس السطح.
خريطة الإزاحة مقابل خريطة النواظم.
استخدام خريطة النواظم في التصميم ثلاثي الأبعاد.
تركز خرائط النواظم على كيفية ارتداد الضوء عن الأسطح. وهذا يعطي وهم العمق دون تغيير هندسة النموذج. إنها ترسم الظلال والإبرازات لخداع العين لرؤية ملمس غير موجود فعليًا.
مقارنة بين خرائط الإزاحة (Displacement maps) وخرائط النواظم (Normal maps).
توفر كلا التقنيتين العمق والملمس، لكن يتم تنفيذهما بشكل مختلف. تعمل خرائط الإزاحة (Displacement maps) على تغيير الشبكة الفعلية لسطح العنصر، بينما تؤثر خرائط النواظم على الإضاءة فقط.
على سبيل المثال، لنفترض أنك تقوم ببناء نموذج ثلاثي الأبعاد لجدار من الطوب. ستعرض خريطة النواظم (Normal maps) الضوء والظل على الطوب لإضفاء مظهر ثلاثي الأبعاد عليه، لكن خريطة الإزاحة (Displacement maps) ستدفع كل طوبة فعليًا من السطح لتصميم تأثير أكثر ديناميكية وواقعية.
مزايا الجمع بين خرائط الإزاحة (Displacement maps) وخرائط النواظم (Normal maps).
تختلف خرائط الإزاحة (Displacement maps) عن خرائط النواظم (Normal maps)، لكن هذا لا يعني أنه لا يمكنك استخدام كليهما. في الواقع، الجمع بين الاثنين يمكن أن يؤدي إلى نتائج مذهلة ويمنحك مخرجات واقعية للغاية. ستبدو الأسطح ذات ملمس ماديًا وبصريًا لتصميم نماذج ثلاثية الأبعاد نابضة بالحياة.
كيف يعمل تصميم خريطة الإزاحة (Displacement map).
يُبرز تصميم خرائط الإزاحة (Displacement maps) التفاصيل الدقيقة للنموذج عن طريق تغيير هندسته. فبدلاً من محاكاة مظهر الملمس، فإنه يضيف ملمسًا حقيقيًا إلى سطح النموذج.
الإدخال: خريطة إزاحة (Displacement maps) عالية الدقة.
خريطة الإزاحة هي صورة ذات تدرج رمادي حيث تمثل الظلال المختلفة للون الرمادي مستوى الإزاحة أو الحركة التي يجب أن يتمتع بها جزء العنصر.
- المناطق البيضاء هي أعلى النقاط، أو القمم.
- المناطق السوداء هي أدنى النقاط، أو الوديان.
- تختلف المناطق الرمادية على نطاق واسع. كلما كان اللون الرمادي أغمق، كلما كان منخفض المستوى، والعكس صحيح.
الإخراج: نموذج ثلاثي الأبعاد مع تفاصيل السطح.
بمجرد حصولك على خريطة الإزاحة (Displacement map)، فقد حان الوقت لتطبيقها على النموذج الخاص بك.
- اقرأ الخريطة. سيقرأ برنامج تصميم النماذج ثلاثية الأبعاد قيم التدرج الرمادي لخريطة الإزاحة (Displacement map).
- غيِّر الهندسة. بناءً على هذه القيم، يقوم البرنامج بدفع أو سحب الرؤوس الموجودة على شبكة النموذج. وهذا يعطي النموذج سطحًا جديدًا وذا ملمس.
- تمكن من العرض. بمجرد ضبط الشكل الهندسي، قم بعرض النموذج. شاهد كيف يتفاعل الضوء مع تفاصيل السطح الجديدة لتعقب الضوء والظلال الواقعية.
دليل خطوة بخطوة حول تنفيذ تصميم خرائط الإزاحة (Displacement maps).
الأدوات البرمجية المطلوبة.
- برنامج تصميم النماذج ثلاثية الأبعاد. لتصميم نموذج ثلاثي الأبعاد أساسي أو استيراده، ستحتاج إلى برامج مثل Blender أو Maya أو 3ds Max.
- برنامج رسم الملمس. يمكنك بعد ذلك استخدام Adobe Substance 3D لتصميم خرائط إزاحة عالية الجودة لنموذجك.
- برنامج العرض. تأتي أي أدوات لتصميم النماذج ثلاثية الأبعاد مزودة ببرامج عرض مدمجة، ولكن يمكنك دائمًا استخدام البرامج المتخصصة مثل V-Ray أو Render Man.
إعداد النموذج ثلاثي الأبعاد الخاص بك.
اختر نموذجًا يستفيد من الملمس الإضافي. يجب أن يحتوي النموذج أيضًا على عدد مضلعات مرتفع حتى تعمل خريطة الإزاحة (Displacement map) بشكل صحيح. استخدم فك النموذج ثنائي الأبعاد لتحديد كيفية التفاف خريطة الإزاحة (Displacement map) حول النموذج ثلاثي الأبعاد.
استيراد وتطبيق خريطة الإزاحة (Displacement map).
حمّل خريطة الإزاحة (Displacement map) في برنامجك ثلاثي الأبعاد. عيّن مادة لخريطة الإزاحة (Displacement map) وقم بإجراء عرض سريع لترى كيف ستبدو خريطة الإزاحة (Displacement map). لن تكون هذه هي النظرة النهائية، ولكن يجب أن تعطيك فكرة عامة قبل المضي قدمًا.
ضبط الإعدادات للحصول على النتائج المرجوة.
- قوة الإزاحة أو الارتفاع. يتحكم هذا في مدى وضوح تأثير الإزاحة.
- مستويات التقسيم الفرعي. إذا كان برنامجك يسمح بالتقسيم الفرعي، فاستخدم هذه الميزة لتحسين الشبكة في المناطق التي تحتاج إلى مزيد من التفاصيل.
- التجانس. امنع التحولات الحادة بشكل مفرط باستخدام خيارات التجانس التي تمزج الإزاحة بسلاسة مع النموذج.
الأمثلة وحالات الاستخدام.
يعد تصميم خرائط الإزاحة (Displacement mapping) تقنية قوية ومتعددة الاستخدامات تُستخدم في العديد من الصناعات.
التصور المرئي الهندسي المعماري.
يستخدم المهندسون المعماريون تصميم خرائط الإزاحة (Displacement maps) لإضافة ملمس إلى جدران الطوب والممرات الحجرية وبلاط السقف في نماذجهم.
تصميم خرائط الشخصيات.
يستخدم رسامي الرسوم المتحركة والفنانون في الأفلام خرائط الإزاحة (Displacement maps) لإضافة الخطوط الدقيقة والتجاعيد والندوب والمسام إلى وجه الشخصية. تعد هذه التقنية أيضًا رائعة لصنع ملابس أو دروع أو جلود مخلوقات واقعية.
تصميم الألعاب.
يقوم مصممو ألعاب الفيديو ببناء بيئات ثلاثية الأبعاد غامرة تتضمن الجبال والوديان والحفر باستخدام خرائط الإزاحة (Displacement maps). إنها تضفي الحيوية على لحاء الأشجار والمسارات المرصوفة بالحصى والأسلحة والمزيد لخلق تجارب رقمية غامرة.
النصائح وأفضل الممارسات.
- حافظ على إضاءة ثابتة. تأكد من وصول الإضاءة إلى خريطة الإزاحة (Displacement map) بشكل موحد. يمكن للظلال والإبرازات أن تشوه الإزاحة، لذا تحقق جيدًا من الإضاءة قبل الانتهاء من تصميمك.
- استخدم الدقة العالية. كلما كانت خريطة الإزاحة (Displacement map) الخاصة بك أكثر تفصيلاً، كانت النتائج أفضل. ومع ذلك، ضع في اعتبارك حالة الاستخدام - قد تكون النماذج عالية الدقة مبالغ فيها أو تستغرق وقتًا طويلاً للتحميل في بعض الحالات.
- تذكر كثافة المضلعات. الإزاحة تغير الهندسة فيزيائيًا. إذا لم يكن النموذج يحتوي على مضلعات كافية، فستبدو النتيجة ممتلئة أو مشوهة.
رفع مستوى الواقعية: إطلاق العنان لتصميم خرائط الإزاحة (Displacement maps) في Adobe Substance.
يعد تصميم خرائط الإزاحة (Displacement maps) تقنية يجب تجربتها والتي تبث الحياة في النماذج ثلاثية الأبعاد عن طريق إضافة تفاصيل معقدة وعمق. تعمل أدوات مثل Adobe Substance 3D على تبسيط خرائط الإزاحة (Displacement maps)، وبالتالي فإن الحد الوحيد هو خيالك. تتيح واجهة Substance 3D سهلة الاستخدام لكل من المبتدئين والمحترفين تطبيق خرائط الإزاحة (Displacement maps) عالية الجودة بدقة.
اجلب الحياة إلى التصاميم الخاصة بك. استفد من قوة تصميم خرائط الإزاحة (Displacement mapping) في برنامج Adobe Substance 3D.