Рішення з 3D-текстурування в Adobe Substance 3D

3D-персонажі рідко бувають сірими, пласкими й однотонними; часто їхня роль у сюжеті передається за допомогою ознак зношування одягу або кольору щік. Майстерно створений 3D-персонаж може бути прекрасним або жахливим на вигляд, але перш за все він має бути неординарним, його норов має зчитуватися з першого погляду. Текстура будь-якого з таких персонажів, тобто сповнений дрібних деталей поверхневий шар фігурки, відіграє ключову роль у передачі характеру героя.

А 3D-зображення лісу з пласкими сірими деревами –це взагалі не ліс. Реалістичність і атмосферність лісу досягається за рахунок викликання відповідних відчуттів за допомогою кольорів і, скажімо, візерунків на корі дерев або розташування соснових голок на землі в лісі. Ліс може бути негустим і яскраво освітленим або ж дрімучим і похмурим. В обох випадках текстура в сцені має вирішальне значення – це не тільки кольори та візерунки, видимі на поверхні, але й така інформація, як здатність цих поверхонь відбивати світло.

Створення 3D-матеріалів і процес текстурування, який полягає в застосуванні цих матеріалів до моделей і сцен, є ключовим етапом усього процесу роботи з 3D. Розповімо трохи більше про цей процес.

Кожен 3D-об’єкт укривається кількома шарами різних текстур. Текстура може бути як низкою повторюваних візерунків, так і унікальним зображенням, створеним спеціально для певної 3D-моделі, і вона здатна перетворити просту фігуру на виразного фотореалістичного персонажа, а просту сцену – на атмосферне середовище.

Колір 3D-матеріалів може бути суцільним або більш складним, таким, що імітує матеріал на кшталт трави, гравію чи каменю. Дані 3D-матеріалів, як правило, містять інформацію про відповідні елементи, таку як колір, чи комбінація кольорів елемента, його здатність відбивати світло, його повна непрозорість або певний рівень прозорості.

3D-текстурування – це процес додавання текстури до 3D-об’єкта. Він включає створення текстур (з фотографії або самостійно від самого початку), застосування текстур до 3D-об’єктів, освітлення сцени та додавання завершальних деталей.

Методи 3D-текстурування.

Існує три основні техніки створення текстур. Можна створити текстуру власноруч шляхом малювання; можна сканувати певний матеріал у реальному світі й перетворити отримане зображення на текстуру; або ж можна доручити створення текстури комп’ютерним алгоритмам (цей процес називається процедурною генерацією). Художники часто використовують комбінації всіх трьох методів.

Створення текстур вручну забезпечує високий рівень творчого контролю та свободу. Для цього можна використати власні дизайнерські знахідки, що мають певну текстуру, або додати елементи, такі як подряпини чи потертості. Цей метод справді дає змогу створити певний стиль; його можна використовувати, щоб створювати текстури, скажімо, для мультиплікаційної відеогри, у якій усе має характерний вигляд. Така програма, як Adobe Substance 3D Painter, ідеально підходить для цілковитого контролю над усіма текстурами унікального 3D-об’єкта.

Однак для створення текстур шляхом малювання може бути потрібно багато працювати, особливо якщо на поверхні багато деталей або якщо потрібно швидко досягти реалістичності. У такому випадку може бути корисною процедурна генерація. Техніки процедурного текстурування, застосовуючи розумні алгоритми, виконують замість вас ті етапи текстурування, на які витрачається багато часу або зусиль. Наприклад, програма для текстурування може накидати дрібного каміння в засипані тріщини або додати крихітні подряпини чи бліді кольори на спрямовані до глядача краї з урахуванням їхньої геометричної форми й орієнтації. Такі інтелектуальні техніки наявні в усіх програмах пакета Substance 3D, однак найбільше можливостей для створення власних технік із нуля надає програма Substance 3D Designer.

Але навіть можливостей процедурних технік буває недостатньо, якщо потрібно відтворити певні деталі реального світу. Щоб упоратися із цим завданням, можна «сканувати», тобто записати, зображення потрібної поверхні. Це може бути проста фотографія, яку можна зробити за допомогою телефона, або зображення, отримане з використанням високотехнологічного пристрою для вимірювання поверхонь. Це скановане зображення можна використовувати для створення цілком віртуального матеріалу для проектів текстурування. Для цього дуже добре підходить програма Substance 3D Sampler – вона може всього за кілька кроків перетворити фотографію на цифровий матеріал.

Існують два основні типи текстур: мозаїчні та унікальні текстури. Унікальна текстура створюється для однієї конкретної моделі чи поверхні; фактично це текстура для певної форми, яку не можна використати більше ніде. Мозаїчна текстура, навпаки, створюється для покриття будь-якої площини. За необхідності, доклавши трохи зусиль, краї такого матеріалу можна приховати, що дозволить 3D-художнику застеляти поверхню потрібною текстурою, ніби мозаїкою, тож відносно дрібною текстурою можна вкрити дуже великі поверхні.

Так само, як для створення дизайну інтер’єру наносять фарбу чи наклеюють шпалери на гіпсокартон, для створення 3D-об’єкта потрібно додати деталі на основу. Substance 3D – це пакет із трьох різних комп’ютерних програм для текстурування, кожна з яких має певне призначення.

Одним із найкращих способів створення фотореалістичних 3D-текстур є використання фотографій об’єктів із реального життя та їх подальший імпорт до Substance 3D Sampler. За допомогою розробленої компанією Adobe технології Adobe Sensei на основі штучного інтелекту програма Sampler перетворює фотографії на готові для використання 3D-матеріали. Потім за необхідності ці матеріали можна легко застосувати до текстур.

Коли активується функція перетворення зображення на матеріал, програма Sampler досліджує зображення текстури поверхні та знаходить у матеріалі виступи, згини, гладкі ділянки та відбите світло. Штучний інтелект створює зображення з урахуванням зовнішніх ознак цієї поверхні й оцінює, яким чином його можна застосувати до поверхні більшої площі.

Можна також імпортувати власні фотографії з Adobe Photoshop чи Photoshop Lightroom і перетворити їх на 3D-текстури. Фотографії, відредаговані та вдосконалені вами в Lightroom або отримані з Adobe Stock, теж можна легко імпортувати до Sampler і перетворити їх на придатний для використання 3D-матеріал. Таким чином, фотографія реальної трави може стати вкритою травою поверхнею в 3D-сцені, а знімок шкіри справжньої ящірки може стати поверхнею багатогранної 3D-ящірки.

Створені таким чином матеріали не обов’язково використовувати саме в такому вигляді; їх також можна змінювати відповідно до своїх потреб. Наприклад, можна змінити колір тканини або додати такі деталі, як тріщини чи дрібне каміння, на бруківку тротуару.

Програма Designer надає 3D-художникам, графічним дизайнерам і скульпторам усе, що необхідно для створення 3D-матеріалів із нуля. У цьому випадку автор не використовує дані з фотографій, а із самого початку створює свої власні дані. Таким чином можна створювати мозаїчні текстури, візерунки та матеріали, цілковито контролюючи процес у побудованому за вузловим принципом середовищі, що розбиває складні процеси на прості завдання.

Програма Painter дозволяє застосовувати свої матеріали до 3D-ресурсів: персонажів, інших моделей чи цілих середовищ. Використовуючи знайому всім, хто працював у Photoshop, систему шарів, текстури можна комбінувати, змінювати та застосовувати під час малювання. У програмі Painter є такі функції, як розумні матеріали та розумні маски. Якщо ви хочете створити, наприклад, об’єкт, який викинуло морем на берег, за допомогою цих функцій можна швидко нанести ознаки стирання по краях або характерні виїмки з певного боку, що утворюються під дією вітру. 

Робочі процеси програми Painter вирізняються інтелектуальними функціями та ефективністю. Тому представники різних творчих галузей обирають саме цю програму як інструмент для текстурування (і це лише одна з багатьох причин).

Зауважте, що вам зовсім не обов’язково створювати власні текстури під час роботи з 3D. Кілька онлайн-ресурсів надають готові матеріали для використання в 3D-проектах. Серед таких джерел, зокрема, й бібліотека 3D-ресурсів Adobe, що містить тисячі 3D-матеріалів, які можна просто використовувати або змінити, щоб надати їм більш індивідуального вигляду.

Однак тим, хто хоче створювати свої власні текстури, набір інструментів Substance 3D надає все необхідне, незалежно від того, якому способу створення автор надає перевагу.

Незалежно від походження 3D-матеріалів, вони повинні мати динамічний і реалістичний вигляд, коли застосовуються до 3D-об’єктів чи використовуються в графічному середовищі. Матеріали, створені за допомогою набору інструментів Substance, відповідають принципам фізично коректного рендерингу (PBR), завдяки чому вони належним чином відбивають світло, і тому за будь-яких обставин мають реалістичний вигляд.

Програму Painter створено спеціально для того, щоб забезпечити художникам простоту та ефективність робочого процесу, що дозволить вам приділяти більше часу незвичайним проектам. Крім того, Painter надає можливість експорту матеріалів до Substance 3D Stager і Photoshop одним натисканням і навіть підтримує створення власних шаблонів експорту (цю просту у використанні функцію розроблено, щоб додатково підвищити ефективність вашої роботи).