Wenn Sie neu im 3D-Design sind, dann haben Sie wahrscheinlich schon einige Begriffe gehört, die Sie vielleicht nicht ganz verstehen. Dieser Artikel wird Klarheit über grundlegende Begrifflichkeiten aus der Welt der 3D schaffen. Der Fokus liegt hier verstärkt auf dem Prozess der 3D-Texturierung.
Das folgende Video vermittelt Grundlagen zur 3D-Texturierung mit Maya:
Wichtige Begriffe aus dem Bereich der 3D Texturierung, die Sie kennen sollten:
Um möglichst realistische Oberflächen zu erzeugen, sollten Sie sich mit dem Thema Texture Mapping stärker auseinandersetzen. Beim 3D-Mapping werden Grafiken zu einem Polygonobjekt hinzugefügt. Diese Grafiken können im Grunde alles mögliche sein von Fotografien bis hin zu Originaldesigns. Mit Texturen können Sie ihre Objekte abgenutzt und gebraucht erscheinen lassen. Auf dieser Basis erreichen Sie einen höheren Grad an Realismus in ihren Arbeiten.
Ein Shader beschreibt das gesamte Material auf einem Objekt, wie das Licht reflektiert und absorbiert wird und Bump Maps, über die Sie etwas später in diesem Beitrag erfahren werden. In der Praxis werden Shader und Textur häufig verwechselt. Allerdings handelt es sich bei einer Textur um etwas, das mit einem Shader verbunden wird, um dem 3D-Objekt ein besonderes Aussehen zu verleihen.
Ein 3D-Objekt hat viele Seiten und ein Computer ist nicht in der Lage, wie man eine 2D-Textur richtig auf ein 3D-Objekt aufträgt. Eine UV-Karte ist im Grunde genommen das 3D-Modell, dass zu einem flachen 2D-Bild ausgestreckt wird. Jede Fläche auf einem Polygonobjekt ist mit einer Fläche auf der UV-Karte verbunden. Die Platzierung einer 2D-Textur auf dieser neuen 2D-Darstellung ihres 3D-Objekts ist nun viel einfacher.
Specularity.
Specularity definiert, wie eine Oberfläche Licht reflektiert. Im Grunde handelt es um die Reflexion der Lichtquelle durch die Textur und erzeugt einen glänzenden Look. Die richtige Specularity ist wichtig, um das Material des 3D-Objekts zu definieren. Glänzendes Metallmaterial beispielsweise hat ein hohes Reflexionsvermögen, während eine flache Textur wie Zement keine hat.
Normals.
Ein Normal ist eine unsichtbare Linie, die direkt aus einer Polygonfläche oder einem NURBS-Patch heraus zeigt. Diese Normals helfen der 3D-Anwendung zu bestimmen, welche Seite einer Fläche die Vorderseite und welche die Rückseite ist. Dabei ist die richtige Orientierung der Normals von hoher Bedeutung, besonders beim Rendern, da eine Render-Engine in den meisten Fällen keine rückwärtsgerichteten Normals darstellen kann.
Bump Maps.
Eine Bump Map gibt die Illusion von Tiefe oder Ablösung auf einer Textur wieder, ohne die Renderzeit stark zu erhöhen. So kann die erhabene Fläche auf einem Penny mithilfe einer Bump Map manipuliert werden. Der Computer bestimmt, welche Bereiche auf dem Bild erhöht werden müssen, indem er die Schwarz-Weiß- und Graustufen-Daten auf der Grafik liest.
Transparency Map.
Transparency Maps sind Graustufen-Texturen, die Schwarz-Weiß-Werte verwenden, um Bereiche von Transparenz oder Opazität auf einem Objektmaterial zu kennzeichnen. So könnten Sie zum Beispiel beim Modellieren eines Zauns anstatt jedes einzelne Kettenglied zu modellieren und damit viel Zeit einzuplanen, eine schwarz-weiße Textur verwenden, um festzustellen, welche Bereiche undurchsichtig bleiben sollen und was transparent sein sollte.
Normal Maps.
Eine Normal Map erzeugt die Illusion von Details, ohne auf eine hohe Polyzahl angewiesen zu sein. So kann zum Beispiel ein Charakter in einem Sculpting-Programm wie Zbrush detailliert werden und alle Informationen können auf einer Normal Map gespeichert und auf einen niedrigen Poly-Charakter übertragen werden, so dass die Illusion von Details entsteht ohne die tatsächliche Polyzahl des Modells erhöhen zu müssen. Game Studios verwenden Normal Maps oft, weil Sie innerhalb eines engen Polygonbudgets bleiben müssen, aber trotzdem einen hohen Detaillierungsgrad benötigen.
Normal Maps vs. Bump Maps.
Normal und Bump Maps sind sich ähnlich, weil Sie sich sowohl auf die Normals ihrer Geometrie auswirken als auch die Illusion von Details erzeugen, ohne auf zusätzliche Geometrie angewiesen zu sein. Der große Unterschied besteht darin, dass Bump-Maps nur Höheninformationen mit Schwarz-Weiß-Werten kodieren, während Normal Maps RGB-Werte verwenden, um die Orientierung der Oberflächen-Normals zu bestimmen. Die Informationen in den roten, grünen und blauen Kanälen der Normal Map entsprechen der X-, Y- und Z-Orientierung der Fläche. Normal Maps können in der Regel detailliertere Informationen auf die Oberfläche bringen.
Baking.
In einer typischen 3D-Szene sollten Sie Textur und Lichtobjekte schattieren, um genau das gewünschte Aussehen zu erzeugen, welches anschließend gerendert werden soll. Um die Renderzeiten zu verkürzen, können Sie alle Materialien, Texturen und Beleuchtungsinformationen in eine Bilddatei baken. Zum Beispiel könnten Sie alle Beleuchtungsinformationen direkt auf eine bestehende Textur baken, anschließend rendern und dann die tatsächlich in der Szene verwendeten Lichter löschen. Dieses Vorgehen ist sehr vorteilhaft für Spiele, denn ein Licht müsste in jedem neuen Frame neu berechnet werden.
Damit haben Sie sich mit den grundlegenden Begriffen der 3D-Texturierung vertraut gemacht. In weiteren Beiträgen können Sie nun ihr erworbenes Wissen weiter vertiefen. So finden Sie nach einem Klick auf den folgenden Link alles Wissenswerte zum Thema „Texture Mapping“.