Jak začít s VFX #14: Jak na UV mapping?

3 years ago by in Jak začít s VFX Tagged: , , , , , , , , , , , , , ,

Dobře si vzpomínám, jak matoucí pro mě bylo všechno okolo záhadných UV, když jsem poprvé vstoupil do oblasti 3D grafiky. Šlo o jakousi obskurní oblast, která nikdy nefungovala jak měla, vůbec jsem nerozuměl tomu, co se v ní vlastně vytváří a ačkoliv jsem ji hned na začátku proklínal, bylo mi jasné, že se bez ní v procesu tvorby 3D modelu neobejdu. Ne pokud chci na vytvořené objekty nasadit dobře vypadající texturu.

Jaké pak bylo mé překvapení, když jsem ve výsledku zjistil, že ty “JůVí” vlastně vůbec nejsou tak obskurní vědou a že (s trochou praxe) se dají poměrně snadno pochopit. No a abych vám ten proces pochopení usnadnil, sepisuji tento článek.

VYSVĚTLENÍ

Vysvětlení pár slovy:

UV mapovací proces umožňuje přesné promítnutí textury na 3D objekt, pomocí vytvoření plošné reprezentace tohoto 3D modelu. (Pokud nepotřebujete vědět víc, přeskočte na Nástroje UV mappingu).

image

Laické vysvětlení:

Představte si, že chcete ušít dejme tomu tričko a na jeho hruď vyšít nějaký vzor. I ten, kdo nikdy nic nešil, zákonitě ví, že oblečení se nešije přímo na člověku, ale musí se z velké části ušít někde na rovné (2D) ploše. Tričko se skláda z různých částí, které reprezentují rozdílné části lidského těla (torzo, ruce…). Tyto části jsou nejprve rozloženy na stole a teprve po sešití příslušných okrajů „obalí“ tělo člověka tak, aby výsledné dílo přesně přiléhalo.

Abychom mohli na hruď trička vyšít nějaký vzor, musíme vědět, na jakém kusu látky, která je před námi rozložena, se hruď nachází. Na to místo pak vzor vložíme a po sešití třička se tento (s trochou štěstí) bude nacházet přesně na hrudi nositele.

Původní nesešitá látka je tedy taková mapa výsledného 3D objektu (v tomto případě lidského těla), rozložená do 2D prostoru.  Každá oblast na této 2D mapě (např šev levého ramene) odpovídá konkrétní oblasti na 3D modelu (levé rameno lidského těla). Tato analogie se dá krásně převést na 3D modely a jejich 2D UV mapy. Chcete-li na modelu lidského torza namalovat v konkrétním bodě nějaký vzor, musíte nejdříve vytvořit mapu modelu ve 2D prostoru, v podstatě ji rozložit na rovnou plochu (např do Photoshopového dokumentu) a teprve poté do ní malovat.

Důvod, proč to celé musíme podstupovat, je ten, že 3D programy dneška nejsou schopny vygenerovat samy o sobě logickou a použitelnou 2D mapu nějakého komplexního 3D objektu, který jste vytvořili. O to se vždy musí postarat 3D tvůrce, který má za tímto účelem k dispozici množství manuálních i automatizovaných nástrojů.

image

Techničtější vysvětlení:

UV mapa je množina bodů ve 2D prostoru (texture image space), které odpovídají každému vertexu 3D modelu. Když UV mapě dodáme texturu, tato se promítne na 3D model. Tato projekce se děje po jednotlivých trojúhelnících přítomných v modelu – trojúhelníkový tvar texture mapy se zkopíruje na příslušný trojúhelníkový tvar 3d modelu. Mapa se nazývá „UV“ protože zatímco 3D prostor používá koordináxy X,Y,Z, dvoudimenzionální UV mapa používá koordináty U,V (prostě proto, že XY už je zabráno), aby určila, jak se má textura promítnout v 3D prostoru.

 


 

NÁSTROJE UV MAPPINGU

1. Manuální projekce

Manuální projekci nabízí každý pořádný 3D software a umožňuje vám s ní udělat přesně to, co slibuje už název – vytvořit všechny UV mapy ručně. V praxi to znamená, že musíte přijít, manuálně označit všechny jednotlivé stěny svého modelu, projekcí určit jejich polohu a poté je sestavit do smysluplných 2D UV map, které budou reprezentovat váš 3D objekt. K tomu vám slouží celý zástup různých typů projekcí, od nejjednoduší plošné (Planar), přes kulové (Spherical), válcovité (Cylindrical), či projekce promítnuté z pohledu kamery (Camera projection). Ve všech případech jde však o mechanickou práci, kterou zpříjemní jen dobře zvolená hudba a hektolitry kafe.

image

2. Automatická projekce

Většina softwaru dneška nabízí i automatickou formu projekce, která vpodstatě označí a promítne všechny stěny za vás. Jediný problém s touto metodou je, že výsledná UV mapa je po automatické projekci ve stavu chaosu, který nakonec stejně musíte pospojovat do smysluplných celků. Především v případě komplexních hard-surface modelů se však jedná asi o nejlepší variantu.

3. Unwrapping software

Existují nicméně nástroje, které dokáží UV mapping nesmírně zjednodušit. Je jich poměrně mnoho, v čele s všemožnými pluginy pro kterýkoliv dostupný 3D software. Z vlastní zkušenosti však mohu doporučit především dva softwary, po jejichž použití už nikdy nebudete chtít UV mapping provádět jinak.

Jedná se o nástroj Headus UV Layout a plugin UV Master pro Zbrush. Oba dva pracují na stejném principu – v podstatě jen označíte oblast, kde chcete vytvořit šev UV mapy a o zbytek se postará software. V obou případech zvládnete velice rychle “rozbalit” (unwrap) spolehlivé UV mapy, které budou jen málokdy vyžadovat vaše manuální zásahy. Pokud vlastníte Zbrush, není o čem uvažovat, protože UV Master je ke stažení zdarma, v druhém případě bych doporučoval Headus UV Layout, jenž koupíte v průměru za 200 dolarů.

P.S. Dobré nástroje nabízí i 3D Coat, 3D Unfold, Mudbox a další, jelikož jsem s nimi bohužel nepracoval, nemohu doporučit…


 

TUTORIÁLY

I tentokrát platí to, co jsem napsal již v předchozích dílech tématu – pokud máte zaplacenou subscription u Digital Tutors, najdete u nich veliké množství kvalitních návodů na to, jak se s UV mappingem poprat (hledejte pod názvem UV Mapping a vyberte si pro jakou aplikaci návod chcete, k dispozici je 3Ds Max, Maya). Pokud nicméně pracujete v Maye, rozhodně mohu doporučit kurz UV Mapping 101 od Gnomon Workshop, který – jak už to tak u DVD z jejich série bývá – je k nezaplacení.

No a nechcete-li platit, stačí do Youtube napsat “Introduction to UV mapping” nebo zajít třeba na 3D Total, do sekce Free tutorials…


 

ZÁVĚR

Pochybuji, že jsem tímto článkem někoho inspiroval k tomu, aby se stal specializovaným UV tvůrcem. Doufám však, že jsem srozumitelným způsobem představil tuto oblast tvorby, která může být pro nováčky poměrně matoucí. Berte to tak, že pokud chcete dělat 3D modely s pěknými texturami, bez dobrého UV mappingu se neobejdete. V podstatě je to taková daň, kterou platíte za všechny tu úžasné věci, které se s 3D softwarem dají vytvořit. No a pokud zamýšlíte být texture artist, pak se bez znalosti této disciplíny neobejdete, protože většinou padne právě na vás…

Jako bonus pak zde přikládám UV texturu, kterou já osobně používám při každém unwrappovacím procesu…


Další díl o tom, jak na sculpting, najdete zde.

Předchozí díl o 3D texturingu hledejte zde.

Celý seriál pak najdete zde.

 

Podobné články

Freelance filmař, trikař a grafik. Cinematic Director ve Warhorse Studios. Redaktor bývalého časopisu Pixel a tvůrce VFXcz.