3Dテクスチャの概要と作成方法

デフォルトでは、ほとんどの3Dモデルはプログラム指定のフラットなグレー色で表示されるため、多数ある方法のいずれかを使用してモデルの表面に2D写真をマッピングする必要があります。3Dテクスチャリングとは、3Dオブジェクトにテクスチャを追加するプロセスです。モデルの表面に画像を巻きつけ、マテリアルのプロパティを設定して照明の影響を指定するといったプロセスがこれに含まれます。このアプローチは物理ベースレンダリング（PBR）と呼ばれます。PBRマテリアルは、モデルをすばやくテクスチャリングするためによく使用される手法です。このプロセスへのアプローチはソフトウェアによって異なりますが、Adobe Substance 3D Painterは業界を代表するソリューションです。

3Dモデルのニーズに応じて、表面に2D画像を適用する方法か、マテリアルを使用する方法かを選択できます。3Dテクスチャリングプロセスで使用されるツールを理解しやすいように、よく使われる用語をいくつか解説します。

マテリアルには様々なものがあります。知っておく必要があるものを挙げておきます。

通常は、レンダリングされた3D空間での表示（奥行き、シャドウ、光の反射率など）に影響する様々なカテゴリーのデータを含む正方形の画像です。

コンピューターのRAMの強化に伴い、PBRマテリアルを使用して、より複雑なアルゴリズム計算に対応できるようになりました。PBRマテリアルにはパラメーターセットがあり、アーティストはそれを変更することで実物の表面を正確に再現できます。PBRマテリアルは、ライティングの構成に関係なく、任意のシーンに移動でき、シーンに合わせて表示されます。

PBRで使用されるマップは以下の10種類です。

1. アルベド

2. 法線

3. 粗さ

4. メタルネス

5. 鏡面

6. 高さ

7. 不透明度

8. アンビエントオクルージョン

9. 屈折

10. エミッシブカラー

非PBRマテリアルが使われることは珍しくありませんが、標準化されているわけではないので、非PBRマテリアルを使用するプログラムはそれぞれアプローチが大きく異なることがあります。

マテリアル作成の業界標準について少し詳しくわかったところで、3Dモデルのテクスチャリング方法を具体的に説明しましょう。

3Dモデリングソフトウェアでは、テクスチャとマテリアルをモデルの表面にどのように適用するかを設定する必要があります。従来、これをおこなうには、まずモデルをUVアンラップします。3Dメッシュは多数の2Dポリゴンで構成されているため、つなぎ目を適切な場所で意図的に「切断」すれば、メッシュ全体を平らに広げることができます。こうすることで、モデルを解体して、テクスチャを簡単に適用できる2D空間にすべてのポリゴンを表示できます。

テクスチャとマテリアルを追加して、実物の表面の特性を最大限に再現するようパラメーターを設定します。人間の肌、毛皮、布、金属のいずれの表面を表現する場合も、それらが光をリアルに反映して適切に表示されるように、微妙に変化をつける必要があります。革を例にとると、新しくて光沢があるものは光を反射し、キメが粗く使い古されたものは反射しません。

Adobe Substance 3Dは、3Dアーティストの成功に役立つ5つの強力なアプリを提供します。それらのアプリを使用して3D作成の技術的側面の多くを自動化し処理することで、アーティストはクリエイティブな作業により集中できます。エキスパートによる3つのヒントに沿って、3Dモデルのテクスチャを作成する方法を詳しく説明します。

トポロジーが適切でないモデルは、UVアンラップとテクスチャリングが非常に困難です。マテリアルとテクスチャリングは通常タイリングするため、多くの場合シームができ、適切に管理しないとテクスチャの表示に問題が生じることがあります。例えば、物理的に存在する意味がない場所ではシームが目立つことがあるため、2つのテクスチャが継ぎ目なく接していないと、テクスチャに線が表示されてしまいます。

モデリングにSubstance 3D Modelerを使用すれば、ポリゴンやUVアンラップについて心配する必要はありません。Modelerはボクセルベースのアプローチを用いているため、粘土を扱うようにモデルを造形できます。完成したモデルはModelerによってメッシュに変換され、さらにメッシュがUVアンラップされます。

Adobe Substance 3D Painterはパワフルな3Dテクスチャリングツールです。 Painterを使用すれば、個々のテクスチャマップやUVマップ管理についてあまり気にかける必要がありません。オブジェクトを直接ペイントすることも、マテリアルを適用してカスタマイズすることも、すべてリアルタイムでおこなえます。完成したマテリアルマップとテクスチャマップはPainterによって書き出され、ゲームエンジンなどですぐに使用できます。

リアルなマテリアルをすばやく作成するには、Adobe Substance 3D Samplerなどの3Dキャプチャソフトウェアで自作のマテリアルをキャプチャするという便利な方法もあります。SamplerはAIと自動化機能を使用して、現実世界の写真や画像からシームレスなマテリアルを作成します。スマートフォンを使用しても高性能カメラを使用しても、自由にカスタマイズが可能なPBRマテリアルが数分で出来上がります。

テクスチャリングは、あらゆる3Dパイプラインにおいて重要なステップです。創作と表現のための便利な手段でもあります。テクスチャを手描きする場合も、リアルなマテリアルを作成する場合も、テクスチャリングがプロジェクトの成功を左右します。

Substance 3Dで質の高いテクスチャを作成する方法について詳しくは、このガイドをご覧ください。