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UVマッピングについて理解する

UVマッピングとテクスチャリングは、モデルがどのように表示されるかを左右します。このプロセスでは、モデルのサーフェス上のすべてのポイントに、UV座標と呼ばれる特定の座標を割り当てるマップを作成します。これらの座標は、テクスチャと画像がモデルにどのように適用されるかを決定するものです。これにより、モデルをシームレスかつ正確にラッピングし、詳細なビジュアル、リアリズム、スタイルでモデルに命を吹き込むことができます。

UVマッピングの仕組み

UVマッピングは、3Dモデルとそのビジュアルの魅力をつなぐ重要な架け橋です。UVマップはキャンバスのようなものだと思ってください。デザイナーは、モデルの複雑な曲線とサーフェスのデータを取得し、それを2Dの平面上に展開します。これをきれいに仕上げれば、モデルのサーフェス上の各ポイントに固有の座標が割り当てられ、可能な限り正確なマップが完成します。

座標の割り当て: UVのラップ解除は、展開されたモデルサーフェスを2D平面上にレイアウトするプロセスです。これは、一部のソフトウェアでは自律的に、または手動でおこなうことができます。

テクスチャの適用: UVマップが作成されると、テクスチャまたは画像が位置合わせされ、2D状態のモデルに適用されます。これを適切におこなうと、サーフェスをテクスチャでどうラッピングするかがUV座標によって正確に指示され、可能な限りシームレスなビジュアルに仕上がります。

• 調整: 多くの場合、継ぎ目をなるべく目立たなくするために、微調整が必要になります。調整ステップでは必要に応じて、継ぎ目を見えない場所や目立たない場所にうまく配置します。適切な解像度とスケーリングを確保するために、マップの一部を引き伸ばしたり、回転させたり、拡大縮小したりすることもできます。

UVマップテクスチャの種類

以下に、一般的なUVマッピング用語を5つご紹介します。

1. 自動UVマッピング

前述したように、一部の3Dソフトウェアでは3Dオブジェクトが自動的にラップ解除されます。これは時間を節約するすばらしい方法ですが、多くのアーティストはこれを作業の開始点としてのみ使用します。多くの場合は、最良の結果を導き、テクスチャの作成とマップへの適用をできる限り簡単にするために、UVマップを手動で調整する必要があります。

2. 平面UVマッピング

この手法では、3D平面を単一の方向または軸に沿ってラップ解除した後、モデルの頂点を平面上に投影します。この方法は、壁、床、または単純なジオメトリシェイプなどの平らなオブジェクトに最適です。

3. 球状UVマッピング

球状UVマッピングは、その名前が示すように、歪みを最小限に抑え、曲率を維持しながら3Dモデルのサーフェスを球体に投影する手法です。この方法は、地球儀、頭部、惑星など、あらゆる丸い形状に効果的です。

4. ユーザー定義のUVマッピング

ユーザー定義のUVマッピングとは、3Dモデルの頂点にカスタムのテクスチャ座標を手動で割り当てたり、作成したりするプロセスを指します。アーティストやデザイナーは、テクスチャをモデルにぴったりと合わせ、歪みを回避し、正確な結果を得るために、これらのタスクを手動で実行することがよくあります。

5. UVマップのテクスチャ効果

3Dモデルのテクスチャリングでは、通常、1つのマップだけで事足りることはありません。最良の結果を得るには、通常、複数の特殊効果が必要になります。以下は、アーティストが最終的なテクスチャモデルを仕上げるために使用する一般的なテクスチャマップです。

拡散マップ

拡散マップでは、モデルに基本カラーを適用します。また、このマップは、設定時に反射光をシェーディングする目的で3Dソフトウェアによっても使用されます。これにより、シーン内の光の全体的なリアリズムが向上します。

アルベドマップ

これらのテクスチャは拡散マップに似たもので、一部のソフトウェアでは拡散マップの代わりに使用されます。主な違いは、アルベドマップには影やグレアが表示されないということです。その意味で、アルベドマップは、ニュートラルなライティング条件下でのオブジェクトのベースカラーを定義するものだと言えます。

スペキュラマップ

スペキュラマップテクスチャは、スペキュラライトの強度と位置を決定するものです。スペキュラハイライトは、光源がサーフェスに直接反射したときにサーフェス上に見られる明るい反射光です。したがって、このタイプのマップは、サーフェスハイライトの強度、カラー、粗さ、滑らかさを制御するのに役立ちます。

アンビエントオクルージョン(AO)マップ

アンビエントオクルージョンマップは、モデルの凹面領域の影をシミュレートする特殊なテクスチャです。これは、ジオメトリにディテールを追加することなく、3Dオブジェクトにリアリズムを追加するための低コストな方法です。

法線マップ

法線マップは、3軸上のポイントに沿って画像を歪めるために使用されるRGB画像です。これにより、オブジェクトのジオメトリの複雑さを増すことなく、サーフェスに奥行きとリアリティを持たせることができます。

applying UV map textures to a 3D model of a dragon using Adobe Substance 3D Painter
画像提供元:Damien Guimoneau

UVマッピングによって何ができるのか?

複数のUVマップを一緒に使用すると、より優れたリアルな3Dモデルを作成できます。これにより、アーティストとしてよりクリエイティブな制御が可能になり、シーンに複雑なディテールを追加できるようになります。傷、ロゴ、汚れ、反射を追加するなどして、シンプルでスタイリッシュなものからリアルなものまで、様々なテクスチャを作成できます。UVマッピングは、3Dモデリングとテクスチャリングにおける基本的な作業の1つです。UVマッピングの技術を習得すると、創造の自由度が高まるだけでなく、作業の効率と効果も高まります。

Adobe Substance 3D Painterを使用して、すばらしいUVマップを作成しましょう

Adobe Substance 3D Painterには、3Dモデルの読み込み時に自動でUVラップ解除を実行できるオプションがあります。PainterがUVアイランドを生成してくれるので、既存のUVがない場合でも、3Dモデルにペイントを施すことができます。Painterは、パラメトリックブラシでペイントしたり、スマートマテリアルを適用したり、独自のマテリアルを作成してモデル用のすばらしいテクスチャを作成したりできる、強力で柔軟なソリューションです。

よくある質問

なぜUVマッピングと呼ばれるのですか?

UVマッピングという用語は、3Dモデルに2Dテクスチャを適用するために使用される座標系に由来しています。UとVの文字は、テクスチャをマッピングするために使用される2つの座標を表しています。3D空間ではX、Y、Zが使用されますが、テクスチャを扱う際に必要なのは2つの座標のみです。これらの軸を、U軸およびV軸と呼びます。

UVマップはどのように保存されますか?

UVマップには、3Dモデルの特定の頂点を2Dテクスチャ上の対応する位置と関連付ける座標データが保存されます。このデータは、3Dモデルの書き出し時に使用されるソフトウェアとファイルの種類に応じて様々な形式で保存されます。OBJやFBXなどのメッシュファイル形式では、メッシュジオメトリとともにUVマッピング情報を保存できます。多くの場合、UVマップで使用されるテクスチャ自体は、単純に画像ファイルとして保存されます。これらの画像ファイルは、それ自体には座標情報はありませんが、UV座標を使用して3Dモデルにマッピングされます。UV情報はテクスチャの適用時に参照されます。

UVマッピングを削除するにはどうすればよいですか?

ほとんどのパイプラインでは、UVマッピングは3Dモデリングパイプラインにおける重要なプロセスです。ただし、テクノロジーが進歩するにつれて、難しいタスクや面倒なタスクを自動化する技術が向上しています。アドビでは、Adobe Substance 3Dアプリを通じてクリエイターの技術的な負担を軽減し、ソフトウェアがバックグラウンドでタスクを自動処理している間にクリエイターが最もやりたい作業に集中できるよう、様々な方法を常に模索しています。3Dモデルにテクスチャを適用するにはやはりUVマッピングが必要ですが、場合によっては、その作業を完全に回避できる可能性もあります。

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