3D-моделирование притягивает взоры и мысли не только профессионалов, но и начинающих 3D художников. В чем же секрет магии хорошей анимации ? 

В 3D-моделировании готовая модель состоит  из большого количества полигонов, которые часто занимает слишком много места. Использование такой модели становится большой проблемой.

Но ни одна игра или фильм не смогут работать, если в них фигурирует полноценная высоко полигональная модель. Создание персонажей, интерьера и всех прочих необходимых в этой сфере вещей, только с небольшим количеством полигонов невозможно, ведь многие модели требуют точной детализации.

Для решения этой проблемы существуют displacement, normal и bump карты. Они создают дополнительную деформацию на геометрической поверхности. Поэтому их накладывают на низко полигональные модели, создавая детализацию, занимающую как можно меньше места. Например, накладывая одну из вышеперечисленных карт на высоко детализированную модель дерева, можно настроить карту, чтобы она отобразила все детали. При этом модель не потеряет ни в цвете, ни в форме, но весить готовый файл будет куда меньше. Чтобы фильм, игра или мультимедийный продукт работали как задумано, их нельзя перегружать. Каждый тип из всех трех карт создает на поверхности дополнительную детализацию. Но некоторые из деталей являются лишь иллюзией, в то время как другие настоящие.

Начать стоит с bump карты. Это один из самых старых типов карт, которые существуют. Эти карты создают «фейковую» детализацию, то есть её иллюзию. Видимость рельефа строится с помощью игры со светом, но никаких дополнительных эффектов это не прибавляет. Зачастую bump карты – это черно-белые восьми-битные изображения. С помощью значений черного, серого и белого цветов происходят изменения в геометрии, но только вверх или вниз, и никак иначе. Изменения в геометрии зависят от количества цвета, черного или белого. Если их содержание приблизительно по 50%, то никаких изменений на поверхности не происходит. Если изображение кажется более ярким, ближе к белому, то детали выдавливаются наверх, а если наоборот, ближе к черному, то, соответственно, они вдавливаются внутрь поверхности геометрии. Bump карты подходят, в основном, для мелкой детализации – морщины, поры, шероховатость коры и многое другое. Кроме того, их сравнительно легко можно создать в 2D-редакторе типа Adobe Photoshop, работая только с черным и белым цветами. Минус этих карт состоит как раз в их иллюзорности. Если посмотреть на объект с неверного ракурса, то объем исчезает, и весь созданный эффект теряется.

Карты нормалей или normal-карты – это, по сути, те же bump карты, только усовершенствованные. Они также создают лишь иллюзию объема, но эти иллюзии в корне отличаются от иллюзий bump карт. В этом случае работа идет не в черно-белой палитре, а с RGB-информацией, которая точно отвечает X, Y, и Z значениям в 3D-сцене. Сообщает 3D-редактору точное направление нормалей каждого полигона поверхности, и это направление указывает в какой цвет окрасить нужный полигон. Normal-карты бывают двух видов – tangent space и object space. Первый тип сочетает в себе лиловый и синий цвета. Он больше подходит для объектов, которые впоследствии будут подвергаться анимации или деформации. А второй тип содержит много различных цветов, но его лучше использовать на статичных объектах. В отличие от bump карт, карты нормалей гораздо сложнее создать в Photoshop и других, подобных ему редакторах. Кроме того, карта нормалей лучше, чем остальные вписываются в большинство пайплайнов, однако в создании мобильных игр могут возникнуть проблемы, поскольку аппаратные средства начали «понимать» эти карты только недавно.

Displacement карты можно назвать самыми функциональными и самыми эффектными. Они создают не иллюзию детализации, никак не влияющую на текстуру геометрической поверхности, а реальную, физическую деформацию. Для их создания меш необходимо тесселировать, чтобы разрешения хватило для реальной геометрии.

Эти карты можно запечь с хайпольного меша или создать вручную, что выгодно их отличает от двух остальных видов. Displacement карты работают с черно-белой палитрой, при этом можно использовать как 8-, так и 16-, и 32-битные карты, хотя лучший результат можно получить при двух последних вариантах.

Хотя этот тип карт лучше всего справляется с детализацией объекта, создание объемной деформации поверхности геометрии – это достаточно трудоемкий процесс, занимающий довольно продолжительный отрезок времени.

Таким образом, можно сказать, что bump карты больше подходят для создания мелкой детализации, например, неровностей кожи, шершавости дерева и т.д. Карты нормалей практически всегда используются при создании игр, а displacement карты наиболее всего подходят для детализации реалистичных моделей для фильмов и сериалов. Главное знать, когда использовать ту или иную карту.

Елена Тараненко