Kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển là gì?

Tìm hiểu về kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển.

Định nghĩa về kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển.

Ánh xạ dịch chuyển là kỹ thuật tạo mô hình 3D hỗ trợ bạn thêm chi tiết cho mô hình bằng cách thao tác đối với hình học của mô hình dựa trên bản đồ kết cấu. Hãy tưởng tượng bản đồ dịch chuyển giống như tấm bản đồ địa hình, trong đó các đỉnh và thung lũng tương ứng với các chi tiết trên bề mặt của mô hình.

Những lợi ích khi sử dụng kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển trong thiết kế 3D.

Tăng cường tính chân thực.

Hành động dịch chuyển hình dạng thực tế của mô hình có thể tạo ra hình thức chân thực hơn. Vật thể trong thế giới tự nhiên hiếm khi có hình thức mượt mà hoặc hoàn hảo. Do đó, khi bạn bổ sung kết cấu biến thể, bạn sẽ giúp vật thể 3D có hình thức chân thực hơn.

Kết cấu chi tiết.

Kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển giúp bạn bổ sung các chi tiết tinh xảo mà nếu thực hiện theo cách thủ công thì bạn sẽ không thể làm được, hoặc sẽ tốn thời gian để thực hiện.

Cải thiện độ sâu và chiều không gian.

Bản đồ dịch chuyển có các đỉnh và thung lũng nhằm hỗ trợ tăng cường độ sâu, ánh sáng và bóng đổ cho kết cấu của bề mặt.

Bản đồ dịch chuyển so với bản đồ pháp tuyến.

Sử dụng bản đồ pháp tuyến trong thiết kế 3D.

Bản đồ pháp tuyến chú trọng vào cách thức ánh sáng phản chiếu khỏi bề mặt. Kỹ thuật này tạo ảo giác về chiều sâu mà không làm thay đổi hình học của mô hình. Loại bản đồ này vẽ bóng và vùng sáng để đánh lừa mắt, khiến mắt nhìn thấy một kết cấu không có thật tại vị trí đó.

So sánh bản đồ dịch chuyển với bản đồ pháp tuyến.

Cả hai kỹ thuật này đều tạo chiều sâu và kết cấu cho mô hình, nhưng lại có cách triển khai khác nhau. Bản đồ dịch chuyển điều chỉnh lưới thực tế của bề mặt vật thể, còn bản đồ pháp tuyến chỉ tác động đến ánh sáng.

Ví dụ: giả sử bạn tạo mô hình 3D của một bức tường gạch. Bản đồ pháp tuyến sẽ hiển thị ánh sáng và bóng đổ trên các viên gạch để tạo cho bức tường có hình thức dạng 3D. Tuy nhiên, bản đồ dịch chuyển sẽ đẩy từng viên gạch ra khỏi bề mặt để tạo ra hiệu ứng sống động, chân thực hơn.

Những lợi ích khi kết hợp bản đồ dịch chuyển với bản đồ pháp tuyến.

Bản đồ dịch chuyển và bản đồ pháp tuyến có những điểm khác nhau. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là bạn không thể sử dụng kết hợp cả hai kỹ thuật này. Trên thực tế, khi kết hợp cả hai kỹ thuật này, bạn có thể thu được kết quả ấn tượng và sản phẩm đầu ra siêu chân thực. Hình thức của bề mặt sẽ có cả kết cấu về mặt vật lý và quang học, từ đó đem lại những mô hình 3D sống động như thật.

Kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển hoạt động như thế nào.

Kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển làm nổi bật các chi tiết nhỏ của mô hình bằng cách thay đổi hình học của mô hình đó. Thay vì mô phỏng hình thức của kết cấu, kỹ thuật này thêm kết cấu thực tế vào bề mặt của mô hình.

Dữ liệu đầu vào: bản đồ dịch chuyển có độ phân giải cao.

Bản đồ dịch chuyển là hình ảnh theo thước xám, trong đó các sắc thái khác nhau của màu xám biểu thị mức độ dịch chuyển hoặc chuyển động mà một phần của vật thể cần có.

• Vùng màu trắng biểu thị điểm cao nhất, còn gọi là đỉnh.
• Vùng màu đen biểu thị điểm thấp nhất, còn gọi là thung lũng.
• Các vùng màu xám biến đổi trên một dải màu. Màu xám càng đậm thì biểu thị điểm càng thấp và ngược lại.

Dữ liệu đầu ra: mô hình 3D chi tiết, có các chi tiết bề mặt.

Sau khi có trong tay bản đồ dịch chuyển, bạn có thể áp dụng bản đồ đó cho mô hình của mình.

1. Đọc bản đồ. Phần mềm tạo mô hình 3D sẽ đọc các giá trị trên thước xám của bản đồ dịch chuyển.
2. Điều chỉnh hình học. Dựa trên các giá trị này, phần mềm sẽ đẩy hoặc kéo các đỉnh trên lưới của mô hình. Nhờ đó, mô hình sẽ có một bề mặt mới, có kết cấu.
3. Kết xuất. Sau khi bạn điều chỉnh hình học, hãy kết xuất mô hình. Hãy quan sát cách thức ánh sáng tương tác với các chi tiết trên bề mặt mới để tạo ra các điểm sáng và đổ bóng chân thực.

Hướng dẫn từng bước về cách tiến hành quy trình ánh xạ dịch chuyển.

Yêu cầu về công cụ phần mềm.

1. Phần mềm tạo mô hình 3D. Để tạo hoặc nhập mô hình 3D cơ sở, bạn cần có phần mềm như Blender, Maya hoặc 3ds Max.
2. Phần mềm vẽ kết cấu. Sau đó, bạn có thể dùng Adobe Substance 3D để tạo bản đồ dịch chuyển chất lượng cao cho mô hình.
3. Phần mềm kết xuất. tất cả các công cụ tạo mô hình 3D đều có tích hợp sẵn trình kết xuất. Tuy nhiên, bạn luôn có thể sử dụng phần mềm chuyên dụng như V-Ray hoặc Render Man.

Chuẩn bị mô hình 3D.

Chọn một mô hình sẽ được hưởng lợi từ kết cấu bổ sung. Mô hình này cũng phải có nhiều đa giác để giúp bản đồ dịch chuyển hoạt động bình thường. Hãy dùng kỹ thuật mở lưới của mô hình để xác định cách thức bản đồ dịch chuyển sẽ bao quanh mô hình 3D.

Nhập và áp dụng bản đồ dịch chuyển.

Tải bản đồ dịch chuyển vào phần mềm 3D. Chỉ định vật liệu cho bản đồ dịch chuyển và tiến hành kết xuất nhanh để xem hình thức của bản đồ dịch chuyển sẽ ra sao. Đó không phải là hình thức cuối cùng, nhưng sẽ giúp bạn nắm được ý tưởng tổng thể trước khi thực hiện tiếp.

Điều chỉnh cài đặt để đạt được kết quả mong muốn.

• Sức mạnh hoặc chiều cao của bản đồ dịch chuyển. Tính năng này kiểm soát mức độ rõ rệt của hiệu ứng dịch chuyển.
• Các cấp độ chia nhỏ. Nếu phần mềm của bạn cho phép chia nhỏ, hãy sử dụng tính năng này để điều chỉnh lưới ở những khu vực cần nhiều chi tiết hơn.
• Tạo độ mượt mà. Tránh để xảy ra hiệu ứng chuyển tiếp quá đột ngột bằng cách sử dụng các tùy chọn tạo độ mượt mà, giúp kết hợp sự dịch chuyển một cách liền mạch với mô hình.

Ví dụ và trường hợp sử dụng.

Ánh xạ dịch chuyển là một kỹ thuật ưu việt, linh hoạt, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Trực quan hóa kiến trúc.

Kiến trúc sư áp dụng kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển để bổ sung kết cấu cho tường gạch, lối đi bằng đá và mái ngói trong mô hình của họ.

Tạo mô hình nhân vật.

Các nhà làm phim hoạt hình và nghệ sĩ áp dụng bản đồ dịch chuyển để bổ sung các đường nhăn quanh khoé mắt, nếp nhăn, vết sẹo và lỗ chân lông trên khuôn mặt của nhân vật. Đây cũng là kỹ thuật rất phù hợp để tạo ra quần áo, áo giáp hoặc làn da sinh vật trông vô cùng chân thực.

Thiết kế trò chơi.

Các nhà thiết kế trò chơi điện tử dùng bản đồ dịch chuyển để xây dựng môi trường 3D sống động có núi, thung lũng và miệng núi lửa. Họ biến vỏ cây, con đường lát đá cuội, vũ khí, v.v. trở nên sống động, để từ đó đem đến trải nghiệm kỹ thuật số lôi cuốn.

Mẹo hay và phương pháp tốt nhất.

• Duy trì ánh sáng nhất quán. Đảm bảo rằng ánh sáng chiếu vào bản đồ dịch chuyển một cách đồng đều. Bóng đổ và vùng sáng có thể làm biến dạng bản đồ dịch chuyển, do đó, bạn hãy nhớ kiểm tra kỹ ánh sáng trước khi hoàn thiện bản thiết kế.
• Lựa chọn độ phân giải cao. Bản đồ dịch chuyển càng chi tiết thì kết quả càng có chất lượng cao. Tuy nhiên, hãy cân nhắc trường hợp sử dụng – trong một số tình huống, mô hình có độ phân giải cao có thể vượt quá mức cần thiết hoặc có thời gian tải quá lâu.
• Ghi nhớ mật độ đa giác. Ánh xạ dịch chuyển thay đổi hình học về mặt vật lý. Nếu mô hình không có đủ đa giác, kết quả sẽ ở dạng khối hoặc bị bóp méo.

Tăng cường tính chân thực: Ra mắt kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển Adobe Substance.

Ánh xạ dịch chuyển là kỹ thuật bạn không nên bỏ lỡ, nhằm đem đến vẻ sống động cho mô hình 3D bằng cách bổ sung các chi tiết tinh xảo và chiều sâu. Các công cụ như Adobe Substance 3D giúp bản đồ dịch chuyển trở nên đơn giản. Do đó, giới hạn duy nhất là trí tưởng tượng của bạn. Nhờ có giao diện trực quan của Substance 3D, cả người mới bắt đầu và chuyên gia đều có thể áp dụng bản đồ dịch chuyển chất lượng cao một cách chính xác.

Giúp thiết kế trở nên sống động. Nắm trọn sức mạnh của kỹ thuật ánh xạ dịch chuyển trong Adobe Substance 3D.