Що таке мапа зміщення?
У цьому посібнику пояснюється, що таке мапи зміщення, чому вони корисні та як їх використовувати у своїх проєктах.
Межа між реальністю та віртуальними світами розмивається все більше, і реалістичний 3D-дизайн ще ніколи не був таким важливим. В іграх, фільмах чи архітектурі текстуровані 3D-об’єкти допомагають дизайнерам розповідати захопливіші та переконливіші історії.
Мапа зміщення – це техніка 3D-дизайну, за допомогою якої створюються реалістичні текстури в 3D-середовищі. Платформи, як-от Adobe Substance 3D, забезпечують можливості для створення реалістичних мап зміщення, але все ж варто розуміти, чому ця техніка важлива і як її правильно використовувати. У цьому посібнику пояснюється, що таке мапи зміщення, чому вони корисні та як їх використовувати у своїх проєктах.
Загальні відомості про створення мап зміщення.
Визначення поняття «створення мап зміщення».
Створення мап зміщення – це техніка 3D-моделювання, яка забезпечує підвищення рівня деталізації моделі завдяки зміні її геометрії на основі мапи текстур. Мапу зміщення можна уявити як топографічну мапу, де вершини й низини відповідають деталям на поверхні моделі.
Переваги використання мап зміщення в 3D-дизайні.
Підвищена реалістичність.
Зміщення реальної геометрії моделі може забезпечити реалістичніший вигляд і відчуття. У природі предмети рідко бувають гладкими або ідеальними, тому додавання різнорідної текстури додає 3D-об’єктам реалістичності.
Деталізовані текстури.
Мапи зміщення додають складні деталі, які інакше було б неможливо отримати вручну або це б забрало багато часу.
Покращена глибина та об’ємність.
На мапах зміщення містяться вершини та низини, які додають поверхневій текстурі глибини, наповнюють її світлом і тінями.
Мапа зміщення порівнянно з мапою нормалей.
Використання мап нормалей у 3D-дизайні.
У мапах нормалей увага зосереджується на тому, як світло відбивається від поверхонь. Це створює ілюзію глибини без зміни геометрії моделі. Зображуються тіні та відблиски, щоб обдурити око та змусити його побачити текстуру, якої фізично не існує.
Порівняння мап зміщення і мап нормалей.
Обидві техніки забезпечують глибину й текстуру, але мають різне виконання. Мапи зміщення змінюють фактичну сітку поверхні об’єкта, тоді як мапи нормалей впливають лише на освітлення.
Наприклад, будується 3D-модель цегляної стіни. На мапі нормалей відображатиметься світло й тінь на цеглинах для надання їм тривимірного вигляду, а от на мапі зміщення кожна цеглина фізично виштовхується з поверхні для створення динамічнішого, реалістичнішого ефекту.
Переваги від поєднання мап зміщення та мап нормалей.
Мапи зміщення і мапи нормалей відрізняються, але це не означає, що не можна використовувати обидві. Насправді поєднання цих двох методів може забезпечити неймовірні результати й ультрареалістичні зображення. Поверхні виглядатимуть як фізично, так й оптично текстурованими для створення реалістичних 3D-моделей.
Як працюють мапи зміщення.
Мапи зміщення забезпечують виявлення найдрібніших деталей моделі завдяки зміні її геометрії. Замість того щоб імітувати появу текстури, на поверхню моделі додається реальна текстура.
Вхідні дані: мапа зміщення з високою роздільною здатністю.
Мапа зміщення – це зображення у відтінках сірого, де різні відтінки сірого відображають рівень переміщення або руху, який повинна мати частина обʼєкта.
- Білі ділянки – це найвищі точки, або вершини.
- Чорні ділянки – це найнижчі точки, або низини.
- Сірі зони змінюються в спектрі. Що темніший сірий колір, то нижча ділянка, і навпаки.
Результат: докладна 3D-модель з деталями поверхні.
Коли мапа зміщення готова, її можна застосувати до моделі.
- Читання мапи. Програмне забезпечення для 3D-моделювання зчитує значення градацій сірого з мапи зміщення.
- Зміна геометрії. На основі цих значень програма виштовхує або втягує вершини на сітці моделі. Це надає моделі нової, фактурної поверхні.
- Візуалізація. Після налаштування геометрії візуалізуйте модель. Оцініть, як світло взаємодіє з новими деталями поверхні, створюючи реалістичні відблиски та тіні.
Покрокова інструкція з упровадження мап зміщення.
Потрібні програмні засоби.
- Програмне забезпечення для 3D-моделювання. Щоб створити або імпортувати базову 3D-модель, знадобиться програмне забезпечення, як-от Blender, Maya або 3ds Max.
- Програмне забезпечення для створення текстур. У подальшому можна використовувати Adobe Substance 3D, щоб створити високоякісні мапи зміщення для моделі.
- Програмне забезпечення для візуалізації. будь-які інструменти для 3D-моделювання мають вбудовані рендерери, але завжди можна скористатися спеціалізованим програмним забезпеченням, як-от V-Ray або Render Man.
Підготовка 3D-моделі.
Виберіть модель, якій додавання текстури піде на користь. Щоб мапа зміщення працювала належним чином, модель також має складатися з великої кількості багатокутників. Застосуйте UV-розгортання, щоб указати, як мапа зміщення буде обертатися навколо 3D-моделі.
Імпортування та застосування мапи зміщення.
Завантажте мапу зміщення в програму для 3D-моделювання. Призначте матеріал для мапи зміщення й виконайте швидку візуалізацію, щоб побачити, як виглядатиме мапа зміщення. Це не остаточний варіант, але він має забезпечити загальне уявлення перед подальшими діями.
Зміна налаштувань для отримання потрібного результату.
- Величина або висота переміщення. Вона визначає, наскільки виражений ефект витіснення.
- Рівні розділення. Якщо програмне забезпечення має можливість поділу, скористайтеся цією функцією, щоб уточнити сітку в ділянках, які потребують більшої деталізації.
- Згладжування. Використовуйте можливості згладжування, які плавно зливають зміщення з моделлю, щоб уникнути надто різких переходів.
Приклади та випадки використання.
Створення мап зміщення – це потужна, універсальна методика, яка використовується в багатьох галузях промисловості.
Візуалізація в архітектурі.
Архітектори використовують мапи зміщення, щоб додати текстури цегляним стінам, кам’яним доріжкам і черепиці на даху у своїх моделях.
Моделювання персонажів.
Кіноаніматори та художники використовують мапи зміщення, щоб додати на обличчі персонажа тонкі лінії, зморшки, шрами та пори. Ця техніка також чудово придатна для виготовлення реалістичного одягу, обладунків і шкур тварин.
Дизайн ігор.
Дизайнери відеоігор за допомогою мап зміщення створюють захопливі 3D-середовища з горами, долинами та кратерами. Вони оживляють кору дерев, бруковані доріжки, зброю та багато іншого для створення захопливих цифрових вражень.
Поради та найкращі практики.
- Підтримуйте постійне освітлення. Переконайтеся, що освітлення потрапляє на мапу зміщення рівномірно. Тіні та світло можуть спотворювати зміщення, тому перед завершенням роботи над дизайном потрібно перевірити освітлення.
- Установіть високу роздільну здатність. Що детальніша мапа зміщення, то кращі результати. Однак враховуйте особливості використання – моделі з високою роздільною здатністю можуть бути надмірними або в деяких випадках завантажуватися надто довго.
- Пам’ятайте про щільність багатокутників. Зміщення фізично змінює геометрію. Якщо в моделі недостатньо багатокутників, результат буде виглядати строкатим або спотвореним.
Підвищуємо реалістичність: Adobe Substance надає весь інструментарій для роботи з мапами зміщення.
Мапи зміщення – це техніка, яку обовʼязково варто спробувати, щоб вдихнути життя в 3D-моделі додаванням складних деталей і глибини. Інструменти, як-от Adobe Substance 3D, спрощують роботу з мапами зміщення, тому єдиним обмеженням є ваша уява. Інтуїтивно зрозумілий інтерфейс Substance 3D забезпечує можливість точно застосовувати високоякісні мапи зміщення як початківцям, так і професіоналам.
Втілюйте свої задуми в життя. Скористайтеся можливостями мап зміщення в Adobe Substance 3D.