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有一個鮮為人知的主題是紋理對映。這始終是 3D 建模師想要處理的最後一部份，但它會讓紋理藝術家發瘋。
想象一下，你剛剛完成了你的最新作品：一個奇妙的、多肢的生物，裏面有層層的網狀細節。現在是時候建立 UV 了。但是，盡管它很漂亮，但你卻創造了一個噩夢：沒有一個基本的修飾詞是有效的。完成紋理對映是一項全面的自訂工作。您必須為每個表面提供自己獨特的對映，以消除任何扭曲。這意味著沒有拉伸或剪下，並在整個角色上保持一致的像素密度。在執行此操作時，您還必須想出一個紋理藝術家可以理解的紋理貼圖。當然，您需要及時完成所有這些工作才能趕上最後期限。歡迎來到紋理貼圖的世界。
這篇論文的主要目標是為您提供書中關於UV對映的所有技巧，並提供在每種情況下使用的技巧和方法。此外，除了方法和技巧，我們還可以借助一些簡便工具來幫助我們快速的實作UV貼圖，如：GLTF 編輯器 -NSDT
基礎知識
對映類別及其用途
平面的
平面對映是套用於物件的最基本的對映修飾詞。它的工作原理是將紋理從一個方向投影到模型上。因此，它對墻壁和基本地形等物體很有用。但它不能有效地用於具有許多重疊表面的復雜物件，因為它通常會拉伸不直接面向投影地圖的多邊形。有幾種方法可以解決這些問題，我們稍後將介紹這些方法。
箱
盒子對映的工作原理是從六個側面將所需的紋理投影到模型上。這在處理技術或建築物件時非常方便，當您只需要快速對映物件中不太重要的部份時。不幸的是，它對於需要精確對映的有機物件不是很有用。箱子對映有用的情況的一個例子是貨物貨櫃上的小螺絲，或者工廠中的某些金屬棒或格柵。當您開始處理需要特定對映的更復雜的物件時，它變得不那麽有用。
球形
球面對映將球形圖案中的紋理投影到物件上。太空迷喜歡使用這種技術來繪制小行星和行星，但它引起的一個副作用是球體對映的兩極處的像素密度非常高。這會導致在繪制紋理時難以抵消的捏合效果。它有助於阻擋人頭上的對映，但之後仍然需要進行重大調整。它開始在具有許多重疊部件的模型上失去用處。
圓柱
圓柱形對映比任何其他類別的對映使用更廣泛。將紋理以徑向圖案向內投影，使其對於對映樹幹、手臂、軀幹和腿部等物件非常有用。它對於阻止各種類別網格上的對映非常方便。但是之後仍然需要在UV編輯器中進行大量調整。與其他對映選項一樣，它並非在所有情況下都有效。
收縮包裝
我還沒有看到有人使用此修飾詞來對映物件。我還沒有弄清楚它的目的或它到底是如何工作的，因為它似乎創造了一些任何技術中最無用的對映解決方案。我不建議將這種技術用於任何物件，如果有人確實發現了它的用途，請告訴我。我很好奇它如何才能付諸實踐。
像素密度和拉伸
請務必確保貼圖中像素大小的長寬比保持一致 - 沒有什麽比扭曲貼圖更讓紋理藝術家煩惱的了。留意紋理被拉伸或歪斜的區域。紋理藝術家需要擔心的最後一件事是校正他的紋理以對抗任何扭曲的對映。當您使用的像素面積超過要求時，這也被認為是浪費。
對映接縫
接縫是由於網格形狀而在對映中切割產生的偽影。你無法避免接縫，但你可以盡量減少它們的影響以及紋理藝術家修復它們所花費的精力。只需將接縫的頂點與紋理座標的水平面或垂直平面上的對映中的相應連線對齊即可。這樣，當紋理藝術家修復和隱藏接縫時，像素會在其中一個軸上對齊。對於技術物件，更容易擺脫接縫，因為它們往往非常零散，而且物件的性質允許這樣做。但是對於有機網格，您應該透過使用準確、連續的對映來盡可能減少接縫的數量（我將在本文後面介紹）。另一種解決方案是使用一個好的 3D 繪畫程式，例如 DeepPaint 3D。
對稱對映和重疊
有時你會遇到模型 - 通常的角色模型 - 兩邊都相同（也稱為雙邊對稱）。在這種情況下，您可以透過對映模型的一側，然後將其映像到另一半，將對映時間縮短一半。
您可以使用的另一項最佳化是重疊對映座標。例如，假設你有一個角色，他的背部有很多尖刺突出。您可以使用相同的紋理將所有這些尖峰全部重疊到同一區域，從而將它們對映到同一區域。對於即時角色，這為您節省了大量不必要的紋理分辨率，這些分辨率可以更好地用於其他地方，而不是單獨對映每個尖峰。
平鋪紋理
長期以來，平鋪圖形一直是節省記憶體和對映空間的最快方法之一。例如，可以在橡膠軟管或油箱的胎面上使用重復圖案。平鋪紋理允許您使用較小的紋理區域並重復它，從而在實作逼真效果的同時保持像素密度。地形藝術家廣泛使用平鋪紋理，但他們使用混合貼圖透過將其他平鋪紋理相互混合來隱藏平鋪圖案。我們稍後將對此進行更深入的介紹。
高深
最佳化的UV布局
最佳化的UV布局與即時角色特別相關。簡而言之，不要在紋理對映中浪費任何空間。由於整個紋理被載入到記憶體中，因此應盡可能多地使用紋理區域。為此，您應該縮放、旋轉和移動那些 UV 對映的頂點位，直到您無法再節省一盎司的空間。把它想象成一個巨大的拼圖，沒有圖片可以使用。您的工作是最大限度地提高像素分辨率，並盡可能少地留下未使用的空間。一個好的UV貼圖模型可以使用高達90%的最終圖片。如果模型的某些部份很少被看到，請將 UV 對映空間縮小到其原始大小的 50%，並將其塞入某個位置。
連續對映
連續紋理對映通常僅用於有機生物。使用這種方法，您可以嘗試連結所有相關身體部位的對映，以減少接縫的數量。這通常涉及巧妙地變形和排列您嘗試對映的網格的 UV 對映位。在下圖中，您可以看到身體、腿和頭部由一個對映區域組成。我還使用了對稱性來節省紋理空間。這為紋理藝術家提供了更少的接縫，使他的生活更輕松。簡而言之，您可以連結在一起的部件越多越好。然而，嘗試用機械部件做到這一點幾乎是不可能的：它通常會扭曲紋理。
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在某些方面，為有機模型建立紋理貼圖很容易，但它確實有其自身的缺陷。首先，在繪制有機生物地圖時，您一定會遇到一些瘋狂的形狀。但幸運的是，由於模型的彎曲性質，您可以在對映中避免更多的翹曲。連續對映絕對是對映有機形狀時應該使用的關鍵技術。密切關註你的接縫數量，並尋找將所有內容統一到一個連續的貼圖中的方法，同時盡可能多地利用紋理空間——這本身就是一門藝術。
技術模型對映
技術物件實際上很容易繪制。困難的部份是為糟糕的紋理藝術家組織和最佳化布局。紋理藝術家得到的只是一個巨大的彩色拼圖，他會花幾個小時試圖弄清楚每個部份的去向。
在對映技術形狀時，需要遵循一些簡單的規則：
對映不應失真。這是一個技術形狀，因此請盡可能保持對映與原始多邊形的真實性。
像素長寬比非常重要。沒有人願意塗上大量的小鉚釘和螺栓，然後註意到它們在最終的網格上被壓扁或拉伸。
方向至關重要。如果紋理藝術家需要將徽標放置在物件上某個位置的多個多邊形上，請確保使這些多邊形彼此成 90 度角。藝術家最不想做的就是將徽標旋轉成奇怪的角度，使它們垂直或水平顯示在最終網格上。
讓它很容易弄清楚。它必須是一個功能圖。因此，它必須有效地利用其空間，同時對於紋理藝術家來說仍然是可理解的。這確實是一種平衡行為。
考慮著色器效果的UV貼圖
著色器是遊戲世界中一個受歡迎的變化。約翰·卡馬克（John Carmack）真正引入了這個概念，他的藝術家充分利用了它。【雷神之錘 3】的角色和環境從著色器的使用中受益匪淺。從層疊的瀑布等作弊效果，到【末影地帶】中貫穿機甲裝甲外層的能量模式，著色器為世界各地的藝術家開辟了一系列新的視覺可能性。要實作這些效果，您所要做的就是遵循一些基本的對映規則。
例如，你想建立一條流動的河流，包裹著擋路的物體。您所要做的就是確定水流向哪個方向，然後定向和扭曲您的地圖以幫助實作這一目標。下圖說明了效果的對映和最終外觀。我所做的只是拉直了更彎曲的區域，這樣當套用著色器時，它看起來就像是在障礙物周圍流動。
同樣的規則也適用於坦克履帶和滾滾濃煙等東西，這些東西是在【自由戰士】中用多邊形而不是粒子建立的。遊戲只是使用了一個簡單的捲動紋理，模型的對映是以利用它。
將細節紋理與分層材料混合在一起
細節紋理是混合在另一個紋理上的紋理，其程度取決於您與物件的距離。這樣做的好處是，你可以欺騙很多微觀細節，而實際上不必使用大量影像。例如，假設您有一面大小為 256x256 像素的磚墻，另一面大小為 128x128 的磚墻。較小的一個將用於細節紋理。通常，當你開始真正靠近墻壁時，它開始看起來模糊不清，但是當較大的紋理與較小的細節紋理結合使用時，當你靠近時會逐漸淡出，它會給人一種更詳細的錯覺。
細節紋理還有另一個用途，它需要一些編程來為遊戲引擎建立像素著色器。使用著色器，您可以在模型上同時使用最多三個不同的細節紋理，使用頂點顏色或額外的紋理來定義混合。您可以使用圖片中的 RGB 顏色值來定義混合，並且每個顏色值都與您在遊戲材質系統中定義的一個細節紋理一致。這允許從一個細節紋理平滑混合到另一個細節紋理，因為它檢查了 RGB 級別。（當然，黑色根本不會出現。下圖顯示了將細節紋理與顏色對映表結合使用時的顏色範例和最終結果。
而臉部本身的最後彎曲：
Renier 的紋理對映過程
不，我將解釋我在 3ds max 中為 UV 對映物件開發的方法。習慣它需要一些工作，但一旦你習慣了它，你可能再也不會以同樣的方式對映物件了。
把它想象成給動物剝皮，然後剝皮，把它放在地上，然後塗漆。為了開始這個過程，我複制了物件，然後在3ds max中手動將其拆開。然後我組織它並對其套用對映，將其保存到一個單獨的檔中。最後，我選擇原始物件並從複制版本載入對映數據。這是對該過程的概述，現在讓我更詳細地解釋一下。
要跟蹤的事情
保持相同的多邊形計數。 物件的多邊形計數需要與複制物件的原始物件相同。進行最終焊接時，請確保不會意外刪除或合並任何多邊形。否則，您的對映將無法載入，您需要重新執行。定期保存，並在每次保存之前密切關註該多邊形計數。
分離到同一物件。 將模型分解為要對映的所需部份時，請確保將其分離到同一物件。否則，您將刪除多邊形，並且物件的對映將變得無效，並且您將無法將其載入回原始網格。
複制物件
複制物件。 第一步是從原始物件建立複制。記下其多邊形計數並將其放在一邊以備後用。接下來，隱藏原始網格，因為你不想編輯它 - 你將把複制的網格拆開，你不想改變原始網格。
對物件進行碎片化。 由於這是一個對稱網格，因此沒有理由同時對映兩側。因此，在複制網格之前，請刪除頭部的右側。只需對映一側並將其對映映像到另一側即可。
現在，網格已準備好進行對映。隱藏原始網格，開始拆解複制。在下面的圖片中，你可以看到我已經隔離了耳朵、嘴巴內側和帽子的前部區域，這是第一個要切割的區域。
這個過程的美妙之處在於，在拆解模型時，您可以使用所有建模工具。只需選擇一個您希望多邊形面對的視口，然後開始拆開網格，將多邊形排列成所需方向，如下圖所示。
正如你所看到的，我開始分離多邊形，並使它們盡可能地面向視口。這確保了我繪制的所有物件的準確像素密度。確保您在此過程中沒有刪除任何多邊形。
接下來我們轉到臉部。在下圖中，我突出顯示了我計劃拆分的部份：
我開始將它們彼此分離，以最佳角度將它們朝向視口。我只是密切關註我的多邊形計數，以確保我沒有刪除任何內容，然後保存場景以防我的電腦崩潰。
如下圖所示，網格非常碎片化。不過，這不是問題——我最終會處理好這件事。
現在一切都已分離並布局良好，我們可以開始組織它了。我保持 1x1 的布局長寬比，因為該模型將用於即時遊戲圖形。在移動一些多邊形後，最終結果是：
重新組裝拼圖。 現在它已經組織好了，是時候再次將多邊形焊接在一起了。這個過程很簡單，不需要太多時間。只需在合並頂點時註意多邊形計數即可。經過一些焊接後，這是最終結果。現在是時候將對映轉移到最終物件了。
傳輸對映。 選擇網格並將平面貼圖套用於模型。現在它已具有對映，請套用 UNWRAP 修飾詞。這是我用來載入和保存模型對映的修改器。單擊並保存網格的對映。
保存和載入對映。 接下來，取消隱藏原始模型並對其套用另一個 UNWRAP 修改器。單擊「載入」，然後將複制模型中的對映套用到最終網格上。單擊「編輯對映」以檢查對映是否正確載入。
如果一切順利，您就擁有了一個具有精確對映的模型。
享受您新對映的模型！
轉載：UV對映技巧和竅門
