## UV-развёртка, текстуры и материалы ![Видео-4](bucket-video/3д-моделирование-04.mp4) UV-развёртка — это процесс «распаковки» 3D-модели в 2D-пространство, чтобы наложить на неё текстуры. Это как выкройка одежды: 3D-объект «разрезают» по швам и разворачивают на плоскость. U и V — координаты на 2D-плоскости (аналог X и Y, чтобы не путать с 3D-координатами XYZ). - Каждая вершина меша получает UV-координаты, указывающие, какой участок текстуры на неё «падает». - Развёртка состоит из островов (UV islands) — отдельных фрагментов поверхности модели. ✅ **Хорошая развёртка:** - Минимизирует искажения. - Позволяет ровно наложить текстуру. - Удобна для художника (например, надписи читаются нормально). - Учитывает особенности освещения и анимации. ❌ **Плохая развёртка:** - Растягивает текстуры. - Создаёт заметные швы. - Приводит к артефактам при запекании карт. **Texel Density** — соотношение между размером объекта в 3D и количеством пикселей (текселей) на текстуре. - Измеряется в пикселях на сантиметр (px/cm) или на метр (px/m). - Важно **соблюдать единый уровень плотности** в рамках проекта: - Если у одного объекта 10 px/cm, а у другого — 40 px/cm, они будут выглядеть как из разных игр. Однако, иногда можно чуть нарушить правила: - Экономия ресурсов: у фоновых объектов — ниже плотность. Например, в игре [«Смута»](https://smuta.games/) ![Скриншот из игры «Смута»](bucket/smuta-church.png) - Подстройка под ракурсы: если объект редко в фокусе, можно сэкономить. ⚠️ **Учтите масштаб движка:** - Unity: 1 unit = 1 метр. - Unreal: 1 unit = 1 сантиметр. При нарушение масштаба точно произойдут ошибки в плотности. ### **Атласы и UDIM** | Термин | Описание | |-------------------------|--------------------------------------------------------------------------| | **Атлас (Texture Atlas)** | Объединение нескольких UV-островов разных объектов в одну текстуру. | | | ✅ Экономия памяти, меньше переключений шейдеров. | | | ❌ Подходит только для мелких, не детализированных объектов. | | **UDIM** | Система, при которой UV-развёртка распределяется по нескольким тайлам (квадратам 1×1). | | | Например: 0–1 → тайл 1001, 1–2 → тайл 1002 и т.д. | | | ✅ Позволяет использовать огромные текстуры, разделять зоны, подгружать нужные куски по мере необходимости. | | | ❌ Поддерживается не всеми игровыми движками (чаще в кино, VFX). | ### **Самопересечения UV — когда можно и нужно** Самопересечение — наложение UV-островов друг на друга. - Можно и нужно, если участки визуально идентичны: - Левая и правая перчатка (если они одинаковы). - Симметричные детали (колёса, заклёпки, оконные рамы). - Это позволяет экономить место, меньше текстур, проще рисовать. ⚠️ **Нельзя применять самопересечение**, если есть различия: - Одна рука поцарапана, другая — нет. - Разный узор, цвет, повреждения. В случае различий объектов острова должны быть раздельными. ### **Текстурные карты: виды и назначение** | Карта | Назначение | |-------|------------| | **Base Color / Diffuse / Albedo** | Чистый цвет без теней и бликов.

  - *Diffuse* — старое название, использовалось в до-PBR-материалах, часто включает микротени и AO.
  - *Albedo* — «чистый» цвет, без теней, бликов и отражений (стандартизировано в PBR).
  - *Base Color* — чаще всего синоним albedo в современных движках.

На этих картах не должно быть ничего, что симулирует свет. Только чистый цвет. | | **Normal Map** | Имитирует микрорельеф (царапины, швы). Цвета кодируют направление нормалей. Не меняет геометрию, но добавляет объём. | | **Roughness / Glossiness** | Показывает, **как рассеивается отражение**:

- белое на карте roughness означает матовую поверхность
- черное — идеально глянцевую

Иногда используют не roughness, а **glossiness** — это просто инвертированное значение (глянец вместо шероховатости). | | **Metalness (Metallic)** | Показывает, **какие части поверхности ведут себя как металл**, а какие — как диэлектрик (неметалл):

- белый = металл (например, медь, железо)
- черный = все остальное (пластик, дерево, ткань)

**Важно**: металл не имеет собственного цвета в base color — его цвет отражается. Поэтому у металлических участков base color часто серый или черный. | | **Ambient Occlusion (AO)** | Тени в углублениях, стыках, складках. Умножается на Albedo для глубины. Например, в игре «Atomic Heart» можно посмотреть, как появляется углубление листвы ![Скриншот из игры «Atomic Heart»](bucket/atomic-heart-leaves.png) | | **Specular** | Это альтернатива metalness в старых или гибридных рендерах. Определяет, насколько ярким и цветным будет отражение. В PBR почти не используется. | | **Emissive** | Самосвечение: белые участки светятся. Пример: глаза робота, кнопки на панели. | | **Subsurface Scattering / Translucency** | Используются для симуляции полупрозрачных материалов, таких как кожа, воск или лепестки. | | **Opacity (Alpha)** | Карта прозрачности. | ### **Способы создания текстур.** | Метод | Описание | |---------------------------|--------------------------------------------------------------------------| | **Запекание (Bake)** | Перенос деталей с high-poly модели на low-poly. | | **Рисование (Hand-painting)** | Художник рисует вручную (в Substance Painter, Photoshop). | | **Фототекстурирование** | Использование фото реальных материалов (с удалением света и теней). | | **Процедурная генерация** | Автоматическое создание шума, паттернов, масок. | 💬 **Совет:** - Генерируйте технические карты. - Рисуйте художественные. - Всё можно править вручную (что-то просто очень сложно). ### **Что такое PBR и зачем он нужен?** PBR (Physically Based Rendering) — физически корректный рендеринг. Стандарт, при котором материалы ведут себя, как в реальном мире. **Ключевые принципы:** 1. **Микрограни.** → Даже гладкая поверхность рассеивает свет. Управляется через Roughness. 2. **Все отражают свет.** → Даже бетон и ткань дают блики (размытые, но есть). 3. **Физическая логика, а не визуальный костыль.** → В идеале материалы ведут себя так же, как и в реальности. Но в игре это достигается не прямым симулированием физики, а через приближенные модели: соотношения яркости, цвета, уровня отражения, поведения света. Это компромисс между реализмом, производительностью и контролем. **Преимущества PBR:** - Материалы предсказуемо ведут себя при любом освещении. - Объекты легко вписываются в любую сцену. - Упрощает обмен ресурсами между художниками. - PBR де-факто стандарт в современных играх.