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三维动画制作之UV贴图

UV 贴图

UV 贴图是将现有三维模型的顶点组件信息转化为二维贴图的艺术,将二维贴图存在于一个新的坐标系中,称为 UV 纹理空间。

字母 U 和 V 表示该二维空间的两个轴,因为 X、Y 和 Z 已经用于表示模型空间中三维对象的轴,而 W(除了 XYZ) 用于计算四元数旋转,这是计算机图形学中的常见操作。

 

UV 贴图的过程类似于切开牛奶盒的侧面,不同的是,UV 纹理图上的扁平表面不需要与三维模型的对应面有相同的比例和形状。

运用这个优势我们可以有的放矢地为重点表面分配更大面积的 UV,这样我们就可以更容易地对需要刻画的模型细节进行纹理处理。反之,那些通常不被摄像机看到的次要却面积较大的表面,我们可以缩小它的 UV 贴图,以减轻电脑后期渲染的压力。

 

使用良好的 UV 贴图技术可以帮助我们缓解很多在贴图阶段常见的问题,如纹理扭曲、拉伸和不一致的像素密度和接缝错位。

纹理和着色器

纹理贴图(Texture)和着色器(Shader)是三维制作流程中的一个重要阶段,在这个阶段中,三维模型被赋予不同的材质,这个过程一般是由着色器和纹理贴图共同完成的。

着色器是由一组可以体现在表面的属性组成,这些属性决定了光线与该表面的互动方式。当下主流的 PBR 流程(Physically-Based Rendering)的着色器大致包括基础色,金属度,粗糙度,法线等属性。

 

为了表现物体表面丰富的细节,我们需要创建纹理贴图,一般来说 PBR 流程的贴图大致包括:

法线贴图(Normal Map):一般为切线空间法线,利用 RGB 三种颜色在切线空间储存复杂的细节。

颜色图(Base Color Map):包括一个表面原始的、均匀照明的颜色信息。

粗糙度图(Roughness Map):描述一个表面的粗糙度。

金属度(Metallic Map):描述一个表面的金属性。