Die Grundlagen des Textur-Mappings

Eine Texturmap ist eine zweidimensionale Bilddatei, die auf die Oberfläche eines 3D-Modell um Farbe, Textur oder andere Oberflächendetails wie Glanz, Reflexionsvermögen oder Transparenz hinzuzufügen. Textur-Maps werden so entwickelt, dass sie direkt den UV-Koordinaten eines unverpackten 3D-Modells entsprechen und sind entweder aus echten Fotos erstellt oder in einer Grafikanwendung wie Photoshop oder Corel handgemalt Maler.

Textur-Maps werden normalerweise direkt auf das UV-Layout des Modells gemalt, das von jedem als quadratisches Bitmap-Bild exportiert werden kann 3D-Softwarepaket. Texturkünstler arbeiten normalerweise in Dateien mit mehreren Ebenen, wobei die UV-Koordinaten auf einer halbtransparenten Ebene liegen, die der Künstler als Anhaltspunkt für die Platzierung bestimmter Details verwendet.

Farbige (oder diffuse) Karten

Wie der Name schon sagt, besteht die offensichtlichste Verwendung für eine Textur-Map darin, der Oberfläche von a. Farbe oder Textur hinzuzufügen Modell. Dies kann so einfach sein wie das Anwenden einer Holzmaserungsstruktur auf eine Tischoberfläche oder so komplex wie eine Farbkarte für einen gesamten Spielcharakter (einschließlich Rüstung und Zubehör).

Allerdings ist der Begriff Texturkarte, wie es oft verwendet wird, ist ein wenig irreführend – Oberflächenkarten spielen in der Computergrafik eine große Rolle, über nur Farbe und Textur hinaus. In einer Produktionsumgebung ist die Farbkarte eines Charakters oder einer Umgebung normalerweise nur eine von drei Karten, die für fast jedes einzelne 3D-Modell verwendet werden.

Die anderen beiden "wesentlichen" Kartentypen sind Specular Maps und Bump/Displacement oder Normal Maps.

Spiegelnde Karten

Specular Maps (auch als Gloss Maps bekannt). Eine Specular Map sagt der Software, welche Teile eines Modells glänzend oder glänzend sein sollen, und auch die Stärke des Glanzes. Specular Maps sind nach der Tatsache benannt, dass glänzende Oberflächen wie Metalle, Keramik und einige Kunststoffe ein starkes Glanzlicht (eine direkte Reflexion von einer starken Lichtquelle) aufweisen. Wenn Sie sich bei spiegelnden Highlights nicht sicher sind, suchen Sie nach der weißen Reflektion am Rand Ihrer Kaffeetasse. Ein weiteres häufiges Beispiel für spiegelnde Reflexion ist der winzige weiße Schimmer im Auge einer Person direkt über der Pupille.

Eine Specular Map ist typischerweise ein Graustufenbild und ist für Oberflächen, die nicht gleichmäßig glänzend sind, unbedingt erforderlich. Ein gepanzertes Fahrzeug benötigt beispielsweise eine Spiegelkarte, damit Kratzer, Dellen und Unvollkommenheiten in der Panzerung überzeugend zur Geltung kommen. In ähnlicher Weise würde eine Spielfigur, die aus mehreren Materialien besteht, eine spiegelnde Karte benötigen, um die unterschiedlichen Glanzgrade zwischen der Haut der Figur, der Metallgürtelschnalle und dem Kleidungsmaterial zu vermitteln.

Bump-, Displacement- oder Normal Map

Etwas komplexer als die beiden vorherigen Beispiele, Bump-Maps sind eine Art Textur-Map Dies kann dazu beitragen, Unebenheiten oder Vertiefungen auf der Oberfläche eines Modells realistischer anzuzeigen.

Betrachten Sie eine Ziegelwand: Ein Bild einer Ziegelmauer könnte auf eine flache Polygonebene abgebildet und als fertig bezeichnet werden, aber es besteht die Möglichkeit, dass es im endgültigen Rendering nicht sehr überzeugend aussieht. Dies liegt daran, dass eine flache Ebene nicht so auf Licht reagiert wie eine Ziegelwand mit ihren Rissen und Grobheit.

Um den Eindruck von Realismus zu erhöhen, würde eine Bump- oder Normal Map hinzugefügt, um die grobkörnige Oberfläche von Ziegeln und verstärken die Illusion, dass die Risse zwischen den Ziegeln tatsächlich zurückgehen im Weltraum. Natürlich wäre es möglich, den gleichen Effekt zu erzielen, indem man jeden einzelnen Stein von Hand modelliert, aber eine normal abgebildete Ebene ist rechnerisch viel effizienter. Es ist unmöglich, die Bedeutung von Normal Mapping in der modernen Spieleindustrie zu überschätzen – Spiele könnten ohne Normal Maps einfach nicht so aussehen, wie sie es heute tun.

Bump-, Displacement- und Normal Maps sind eine eigenständige Diskussion und sind für die Erzielung von Fotorealismus in a. unbedingt erforderlich machen. Halten Sie Ausschau nach einem Artikel, der sie ausführlich behandelt.

Andere Kartentypen, die Sie kennen sollten

Abgesehen von diesen drei Kartentypen gibt es noch ein oder zwei andere, die Sie relativ oft sehen werden:

• Reflexionskarte: Teilt der Software mit, welche Teile des 3D-Modells reflektierend sein sollen. Wenn die gesamte Oberfläche eines Modells reflektierend ist oder das Reflexionsvermögen gleichmäßig ist, wird normalerweise auf eine Reflexionskarte verzichtet. Reflexionskarten sind Graustufenbilder, wobei Schwarz 0 % Reflektivität anzeigt und reines Weiß eine 100 % reflektierende Oberfläche anzeigt.
• Transparenzkarte: Genau wie eine Reflexionskarte, außer dass sie der Software mitteilt, welche Teile des Modells transparent sein sollen. Eine übliche Verwendung für eine Transparenzkarte wäre eine Oberfläche, die ansonsten sehr schwierig oder zu rechenaufwendig zu duplizieren wäre, wie ein Maschendrahtzaun. Die Verwendung einer Transparenz, anstatt die Links einzeln zu modellieren, kann durchaus überzeugend sein, solange das Modell nicht zu nah im Vordergrund steht und deutlich weniger Polygone verwendet.