Qu'est-ce que le mapping UV ? Comment il donne vie aux modèles 3D

En tant qu'artiste, vous pourriez esquisser un dessin au crayon avant de décider de peindre.

Vous utilisez le même processus lors de la création d'un objet avec un logiciel de modélisation 3D. Vous concevez d'abord un objet, puis une fois le concept terminé, vous ajoutez des détails, des couleurs, des ombres et d'autres éléments de design par mappage UV.

Une carte UV est une disposition 2D de la surface d'un modèle 3D qui aide à appliquer des textures au modèle. Les "U" et "V" représentent les coordonnées horizontales et verticales de la texture. Cela fonctionne comme le dépliage d'un objet 3D (comme une boîte) sur une surface plane pour pouvoir y placer précisément une image 2D.

Les lettres U et V sont utilisées pour définir le mappage UV car elles signifient l'axe de la texture 2D sur la grille UV. X, Y et Z sont utilisés pour les axes de l'objet 3D.

Les concepteurs travaillant avec ce type de logiciel cherchent toujours à créer de nouvelles textures différentes à appliquer à leurs modèles 3D. Une grande variété de textures donne des modèles plus réalistes. De plus, les artistes n'ont pas à rendre un objet entièrement nouveau chaque fois qu'ils créent quelque chose de nouveau.

Dans l'ensemble, le mappage UV fait gagner du temps aux artistes 3D et facilite et accélère le mappage de texture sur les objets 3D.

Éléments du mappage UV

Le mappage UV fonctionne en dépliant ou en déroulant le modèle 3D aux coutures et en le posant à plat sur un espace 2D, similaire à la façon dont vous feriez un patron en cousant un nouveau pantalon ou un pull. C'est une étape cruciale dans la modélisation 3D car il n'existe pas de texture 3D puisqu'elles sont basées sur une image 2D.

Lorsque le mappage est terminé, le concepteur peut produire une image personnalisée basée sur le patron et l'appliquer ensuite au modèle 3D.

Un dépliage UV de base
Source : Autodesk 3DS Max

En 3D, l'axe horizontal x sera le U dans l'espace 2D, où l'axe vertical y est le Y. Le mappage UV donne aux modèles 3D des couleurs et des détails améliorés avec moins de limitations que d'autres processus.

Une bonne façon de comprendre le mappage UV est de penser que vous fabriquez un cube à partir d'une feuille de papier. C'est le même concept, mais fait à l'envers. Bien que cela semble difficile, les logiciels de modélisation 3D ont des fonctionnalités intégrées, des modes d'édition et des modes d'objet qui rendent le mappage UV aussi facile et simple que possible.

La plupart des plateformes logicielles 3D ont également des blogs dédiés à aider les utilisateurs à faire fonctionner le mappage UV, avec un flux de travail étape par étape basé sur les fonctionnalités et la fonctionnalité uniques du logiciel.

Par exemple, Maya a des instructions ici. Blender a également son propre Wiki pour aider les concepteurs avec le mappage UV avec divers tutoriels et informations dans son éditeur UV.

Les instructions étape par étape pour le mappage UV dépendront du logiciel utilisé, il est donc conseillé de consulter le blog de votre outil préféré.

Il y a quelques composants du mappage UV dont les concepteurs 3D devraient être conscients, y compris les textures, les coutures, les UV superposés et les canaux UV.

Textures

Une carte UV aura des textures visibles qui "colorent" votre modèle 3D. Vous pouvez avoir différents types de textures, selon ce que vous cherchez à créer. Bien qu'il y en ait beaucoup, certaines des textures les plus courantes sont :

• Carte diffuse : Donne à un modèle 3D une couleur de base. Le logiciel de modélisation 3D l'utilise pour refléter l'ombre et la lumière.

• Carte albédo : Similaire à une carte diffuse mais pourrait ne pas contenir de contraste d'éclairage. Elle montrera la couleur de base d'un objet sans ombres ni reflets.

• Carte spéculaire : Contrôle la quantité de couleur et de lumière réfléchie par l'objet sur les autres objets environnants.
• Carte d'occlusion ambiante (AO) : Utilisée pour améliorer le réalisme d'un objet 3D en simulant les ombres générées par l'environnement de l'objet.

Une île UV est un groupe de points UV connectés par des arêtes et séparés des autres points UV du modèle par des coupures d'arêtes. L'ombre et la lumière dans un modèle 3D peuvent dépendre du nombre d'îles UV utilisées.

Coutures

Les coutures sont un élément crucial du processus de mappage UV et sont inévitables lorsque vous aplatissez un objet 3D. Une couture est la partie de la texture ou du design du maillage polygonal qui doit être divisée pour que le design convertisse le maillage 3D en une carte UV 2D.

Ces coutures sont similaires à celles de nos vêtements, mais avec le mappage UV, les coutures sont supprimées.

Une distorsion signifie que la texture de l'image et divers pixels semblent étirés ou pincés lorsqu'ils sont appliqués au modèle. Beaucoup de distorsion affecte l'apparence des détails sur la version finale 3D du modèle lors de l'utilisation d'un logiciel de conception 3D.

UV superposés

Les UV superposés se produisent lorsque deux ou plusieurs des polygones de votre carte UV se superposent. Cela signifie que ces deux parties du modèle afficheront la même zone de la texture ou du design, car elles occupent les mêmes coordonnées UV.

En général, les artistes 3D évitent les UV superposés, afin que la texture de la carte UV semble variée et consiste en la disposition préférée. Cependant, il y a des moments où les concepteurs choisissent intentionnellement d'avoir des UV superposés.

Lorsqu'une texture est basique ou générique, un concepteur peut choisir plusieurs parties du maillage polygonal sur le même espace UV pour répéter la texture.

Canaux UV

Les canaux UV permettent au même objet d'avoir plusieurs cartes UV. Il ne peut y avoir de cartes UV superposées avec les canaux UV, car cela afficherait des informations d'ombre dans les mauvaises zones du modèle 3D. Si les concepteurs tentent cela dans un logiciel 3D, ils recevront un message d'erreur dans le programme.

Étant donné qu'ils ne peuvent pas se chevaucher, la solution est deux canaux UV. Un UV contient des informations concernant les textures, les couleurs et d'autres détails, tandis que l'autre canal UV contient des informations pour l'éclairage. Les canaux UV permettent aux objets 3D, en particulier les objets comme les animaux et les humains, de paraître plus réalistes avec une combinaison de texture, d'ombres et de lumière.

Mettez votre modèle 3D sur la carte !

Bien que cela semble être une partie compliquée de la création d'un modèle 3D, le mappage UV devient plus facile avec la pratique et le bon logiciel. Une fois que vous avez trouvé l'outil qui vous convient, il est temps de faire preuve de créativité et de donner vie à votre modèle 3D.

Une des prochaines étapes à maîtriser une fois que vous avez pris le coup du mappage UV est de l'incorporer dans votre prochain design de produit pour vous assurer qu'il prenne vie de toutes les bonnes manières.