UV Mapping & Teksturering i Photoshop

At skabe overbevisende 3D-modeller handler ikke kun om selve modelleringen; det kræver også, at overfladerne ser realistiske og detaljerede ud. Dette opnås gennem teksturering, processen med at påføre 2D-billeder (teksturer) på en 3D-models overflade. Men hvordan forbinder man en flad 2D-tekstur med en kompleks 3D-form? Svaret ligger i en fundamental teknik kaldet UV-mapping.

Hvad er UV-Mapping?

Forestil dig din 3D-model som en kompleks papirfigur. UV-mapping er processen med at 'folde' eller 'pakke' denne 3D-form ud til et fladt 2D-layout. Dette layout, ofte kaldet et UV-kort eller UV-layout, repræsenterer overfladen af din 3D-model i et 2D-rum. Koordinaterne på dette 2D-layout kaldes U og V (i stedet for X, Y, Z i 3D eller X, Y i 2D), deraf navnet UV-mapping.

Hvert punkt på din 3D-model svarer til et punkt på UV-kortet. Når du maler en tekstur i 2D på dette UV-kort, ved 3D-softwaren præcist, hvor på den 3D-model denne farve eller detalje skal placeres. Uden korrekt UV-mapping vil teksturerne fremstå forvrængede, strakt eller forkert placeret på din model.

Nødvendigheden af et Godt UV-Layout

Et godt UV-layout er afgørende for effektiv teksturering. Det skal minimere forvrængning, undgå overlappende områder (medmindre det er tilsigtet for flisebelægning), og give tilstrækkelig plads til detaljer, især på områder der vil være fremtrædende i den endelige rendering. Layoutet er i bund og grund din 'skabelon' for alt dit teksturarbejde i programmer som Photoshop.

Processen for UV-Mapping

UV-mapping udføres typisk i 3D-modelleringssoftware. Selvom trinene kan variere lidt mellem programmer, er de grundlæggende principper de samme:

1. Forbered Modellen: Sørg for, at din 3D-model er klar. For komplekse objekter bestående af flere dele, kan det være nødvendigt at forbinde dem til et enkelt mesh for nemmere håndtering af UV'erne. Nogle gange skal primitive objekter gøres redigerbare for at kunne manipulere deres geometri og UV'er frit.
2. Generer et Grundlæggende UV-Layout: De fleste 3D-programmer kan automatisk generere et indledende UV-layout baseret på forskellige projektionsmetoder. Disse metoder omfatter:
• Frontal Projektion: Projicerer UV'erne baseret på den aktuelle visning i 3D-vinduet. God til flade overflader eller når du maler noget, der kun ses fra én vinkel.
• Kubisk Projektion: Projicerer modellen fra seks sider (som en terning). Nyttig for firkantede eller kasseformede objekter.
• Boks Projektion: Ligner kubisk, men kan være mere fleksibel.
• Sfære Projektion: Projicerer UV'erne, som om modellen var pakket ind i en sfære. Ideel til runde objekter.
• Cylindrisk Projektion: Projicerer UV'erne omkring en cylinder. God til søjler, træstammer osv.
3. Opdel Modellen (Skab 'Sømme'): Sjældent kan en kompleks 3D-model foldes helt fladt i ét stykke uden forvrængning (tænk på at folde en globus flad). Derfor skal modellen 'klippes' op langs visse kanter, ligesom sømmene på tøj eller samlingerne på en papirmodel. Disse 'sømme' definerer grænserne for UV-øer (UV Islands) – de separate, flade stykker af din models overflade på UV-kortet.
4. Afvikl UV-Øerne (Unwrap/Relax): Når sømmene er defineret, skal UV-øerne afvikles og gøres så flade og ensartede som muligt. Funktioner som 'Relax UV' i 3D-software hjælper med at sprede UV-punkterne jævnt for at minimere forvrængning.
5. Arranger UV-Øerne: De afviklede UV-øer skal nu arrangeres inden for det standardiserede 2D UV-rum (typisk et kvadrat fra 0 til 1 på både U- og V-aksen). Dette er ofte en 'Tetris'-lignende proces, hvor du roterer, skalerer og flytter øerne for at maksimere pladsen og minimere tomme områder. Større øer får mere pixelplads på teksturbilledet og dermed højere detaljegrad. Prøv at holde relaterede øer tæt på hinanden for nemmere maling.
6. Eksportér UV-Layoutet: Når layoutet er tilfredsstillende, kan du eksportere det som et billede (f.eks. en PNG eller TIFF). Dette billede indeholder konturerne af dine UV-øer og fungerer som din guide i Photoshop. Det kaldes ofte et UV-snapshot eller UV-mesh-lag.

Det er vigtigt at bruge en UV Grid Texture under mapping-processen. Dette er et specielt skakternet eller numreret billede, som du midlertidigt påfører din 3D-model. Ved at observere, hvordan ternene eller numrene forvrænges på modellen, kan du identificere områder, der kræver justering i UV-layoutet. Ideelt set skal ternene se kvadratiske ud og have ensartet størrelse over hele modellen.

Teksturmaling i Photoshop

Med dit UV-snapshot i hånden er du nu klar til at skabe de faktiske teksturbilleder i Photoshop. Her er processen for at male de mest almindelige korttyper: Farve, Bump og Spejl.

Forbered Opsætningen

1. Åbn UV-Snapshot: Åbn dit eksporterede UV-snapshot-billede i Photoshop.
2. Opret Lag: Dupliker baggrundslaget og kald det 'UVs'. Opret derefter et nyt lag under 'UVs' og kald det 'FARVE'. Det er på dette lag, du vil male dit primære farvekort. Du kan slette det originale baggrundslag.
3. Indstil UV-Lagets Blending Mode: Vælg 'UVs'-laget. Hvis dine UV-linjer er sorte på hvid baggrund, sæt lagets blending mode til 'Multiply'. Hvis de er hvide på sort baggrund, brug 'Screen'. Dette gør UV-linjerne gennemsigtige, så du kan se dem, mens du maler på laget nedenunder. Du kan justere lagets opacitet eller skjule det helt efter behov.

Maling af Farvekortet (Albedo/Diffuse Map)

Farvekortet er den mest lige-til af teksturerne. Det definerer modellens grundfarve og mønstre, men uden information om lys, skygge eller dybde (som håndteres af andre kort).

4. Start Malingen: Vælg 'FARVE'-laget. Det er ofte en god idé at starte med en basefarve for hele eller store dele af modellen ved hjælp af malingsspanden (Paint Bucket Tool). Dette hjælper med at sikre en ensartet startværdi langs kanterne af UV-øerne.
5. Tilføj Detaljer: Undgå ensfarvede områder, medmindre det er tilsigtet. Brug pensler, teksturer og andre værktøjer til at male de detaljer, din model skal have. Tænk hele tiden på, hvordan det, du maler på det flade 2D-layout, vil se ud på den 3D-model. Områder der er små på UV-kortet, vil have lav opløsning på modellen, så undgå for små detaljer der.
6. Håndter Sømme: En af de største udfordringer er at få farveovergange over sømmene til at passe perfekt sammen. Clone Stamp Tool er yderst nyttig her. Du kan 'klone' pixels fra den ene side af en søm og male dem på den anden for at skabe en sømløs overgang. Vælg Clone Stamp Tool, Alt+klik for at definere kilden, og mal derefter på destinationen.
7. Brug Lag: Udnyt Photoshops lag til at organisere dit arbejde. Opret nye lag for forskellige elementer (f.eks. snavs, rust, logoer), så du nemt kan redigere eller fjerne dem. Men undgå at have alt for mange lag, da det hurtigt kan blive uoverskueligt.
8. Penselindstillinger: Eksperimenter med penselindstillinger (Brushes tab) for at tilføje tekstur, spredning eller andre effekter. Du kan endda oprette dine egne pensler ud fra gråtonebilleder (Rediger > Definer penselforvalg) for at anvende gentagne mønstre eller detaljer.
9. Juster Farver og Værdier: Når den primære maling er færdig, kan du bruge Photoshops justeringsværktøjer (Billede > Justeringer > ...) til at finjustere farver og værdier. Værktøjer som Lysstyrke/Kontrast, Niveauer (Levels), Kurver (Curves), Nuance/Mætning (Hue/Saturation) og Farvebalance er nyttige til dette.
10. Eksperimenter: Vær ikke bange for at lege med filtre og andre justeringer, men dit primære fokus skal være at male et godt grundlag.

Oprettelse af Bump- og Spejlkort

Udover farve har de fleste materialer også information om overfladens ujævnheder (Bump/Normal) og hvordan lys reflekteres (Spejl/Specular/Glossiness). Disse kort tilføjer realisme ved at simulere overfladedetaljer og glans uden at ændre modellens geometri.

11. Start Bumpkortet: Bumpkort er typisk gråtonebilleder, hvor lysstyrken repræsenterer 'højden' af overfladedetaljer. En hurtig måde at starte på er at konvertere dit færdige Farvekort til gråtoner (Billede > Tilstand > Gråtoner). Konverter det derefter tilbage til RGB-tilstand (Billede > Tilstand > RGB), så du kan arbejde med farvejusteringer og værktøjer, selvom billedet forbliver i gråtoner. Gem dette som en separat fil.
12. Definer 'Højder' for Bump: I mange 3D-programmer (inklusive Maya, som nævnt i kildeteksten) fortolkes et bumpkort således: hvide områder omgivet af sort 'buler indad', mens sorte områder omgivet af hvid 'buler udad'. Grå fungerer som neutralt niveau. Du skal male eller justere gråtonebilledet, så lysere områder repræsenterer fordybninger, og mørkere områder repræsenterer forhøjninger, i henhold til hvordan dit 3D-program fortolker bumpkort. Værktøjer som Dodge (lysner) og Burn (mørkner) kan være nyttige til at male disse 'højder' direkte. For mere præcis kontrol kan du male sorte og hvide former på et gråt baggrundslag.
13. Opret Spejlkortet: Spejlkortet styrer, hvor skinnende forskellige dele af overfladen er. Ligesom bumpkortet er det ofte et gråtonebillede. Du kan igen starte med at konvertere dit Farvekort til gråtoner. I spejlkortet repræsenterer lyse områder overflader, der skinner meget, mens mørke områder repræsenterer matte overflader. Mal eller juster billedet, så det afspejler de ønskede glansniveauer.
14. Gem Teksturerne: Gem dine færdige Farve-, Bump- og Spejlkort som separate billedfiler. Formatet TIFF er ofte anbefalet, da det understøtter høj kvalitet og kan gemmes uden lag ('Flatten Image' eller gem som 'Image Copy' uden lag), hvilket er bedst for ydeevne i 3D-software. Sørg for at dit UV-lag er skjult, når du gemmer de endelige teksturfiler.

Anvendelse i 3D-Software

Det sidste skridt er at påføre disse teksturer på din model i dit 3D-program. Dette gøres typisk ved at:

1. Oprette et nyt materiale (shader) og tildele det til din 3D-model.
2. Linke dine teksturfiler (Farve, Bump, Spejl) til de korresponderende 'slots' eller 'nodes' i materialets indstillinger. Farvekortet går i 'Color' eller 'Diffuse' slot'et. Bumpkortet går i 'Bump' eller 'Normal' slot'et (nogle gange kræver det en specifik 'Bump node'). Spejlkortet går i 'Specular' eller 'Glossiness' slot'et.
3. Finjustere materialets indstillinger efter behov.
4. Rendering: Se hvordan dine teksturer bringer modellen til live i den endelige rendering.

Sammenligning af Teksturkort

Her er en hurtig oversigt over de diskussioner kort:

Ofte Stillede Spørgsmål

Hvad er UV-øer (UV Islands)?
UV-øer er de separate, afklippede stykker af din 3D-models overflade, når den er foldet ud i 2D på UV-kortet. Hver ø repræsenterer et sammenhængende stykke geometri på modellen.

Hvorfor skal Bump- og Spejlkort være gråtoner?
Disse kort bruger typisk lysstyrke til at repræsentere en enkelt værdi over overfladen (højde for bump, glans for spejl). Gråtoner er den mest effektive måde at gemme denne enkle værdikanal på. Selvom nogle systemer bruger farvede kort (f.eks. Normal Maps, som er en avanceret form for bump mapping), er gråtone bump/specular kort meget almindelige.

Hvilken opløsning skal mine teksturer have?
Opløsningen (f.eks. 1024x1024, 2048x2048, 4096x4096) afhænger af, hvor tæt kameraet vil komme på modellen, og hvor mange detaljer du har brug for. Højere opløsning giver skarpere detaljer, men kræver mere hukommelse og processorkraft. Sørg for, at dine vigtigste UV-øer er skaleret op, så de får en passende mængde pixelplads på teksturbilledet.

Hvorfor gemme teksturer som u-lagrede TIFFs?
3D-software har kun brug for det flade billeddata, ikke de separate lag fra Photoshop. At gemme som en flad (u-lagret) fil reducerer filstørrelsen og forbedrer indlæsningstiden og ydeevnen i 3D-programmet. TIFF er et godt format, da det er tabsfri kompression og bevarer billedkvaliteten.

Kan jeg bruge andre programmer end Photoshop til teksturmaling?
Ja, absolut. Programmer som Substance Painter, Mari eller endda 3D-malingsfunktioner i modelleringssoftwaren selv (som BodyPaint 3D i Cinema 4D, nævnt i kildeteksten) er specialiseret til teksturering direkte på 3D-modellen. Photoshop er dog stadig et meget populært og alsidigt valg, især for at male flade teksturer baseret på UV-layoutet.

At mestre UV Mapping og teksturering er en fundamental færdighed for enhver 3D-artist. Ved at kombinere præcis UV-udpakning med kreativ maling i Photoshop kan du transformere simple modeller til fotorealistiske eller stiliseret kunstværker, der virkelig fanger øjet. Øvelse gør mester, så eksperimenter med forskellige modeller og teknikker for at finde din egen arbejdsgang.

Hvis du vil læse andre artikler, der ligner UV Mapping & Teksturering i Photoshop, kan du besøge kategorien Grafik.