O que é mapeamento UV? Como ele dá vida aos modelos 3D

Como artista, você pode esboçar um desenho a lápis antes de decidir pintar.

Você usa o mesmo processo ao criar um objeto com software de modelagem 3D. Primeiro, você projeta um objeto e, depois que o conceito está completo, adiciona detalhes, cor, sombras e outros elementos de design por meio do mapeamento UV.

Um mapa UV é um layout 2D da superfície de um modelo 3D que ajuda a aplicar texturas ao modelo. O "U" e o "V" representam as coordenadas horizontais e verticais da textura. Funciona como desdobrar um objeto 3D (como uma caixa) em uma superfície plana para que você possa colocar com precisão uma imagem 2D sobre ele.

As letras U e V são usadas para definir o mapeamento UV porque significam o eixo da textura 2D na grade UV. X, Y e Z são usados para os eixos no objeto 3D.

Os designers que trabalham com esse tipo de software estão sempre procurando criar texturas novas e diferentes para aplicar aos seus modelos 3D. Uma grande variedade de texturas resulta em modelos mais realistas. Além disso, os artistas não precisam renderizar um objeto totalmente novo cada vez que criam algo novo.

No geral, o mapeamento UV economiza tempo dos artistas 3D e facilita e acelera o mapeamento de textura em objetos 3D.

Elementos do mapeamento UV

O mapeamento UV funciona desdobrando ou desenrolando o modelo 3D nas costuras e colocando-o plano em um espaço 2D, semelhante a como você faria um padrão ao costurar uma nova calça ou um suéter. Este é um passo crucial na modelagem 3D porque não existe tal coisa como uma textura 3D, já que elas são baseadas em uma imagem 2D.

Quando o mapeamento está completo, o designer pode produzir uma imagem personalizada com base no padrão e, em seguida, aplicá-la ao modelo 3D.

Um desdobramento UV básico
Fonte: Autodesk 3DS Max

Em 3D, o eixo horizontal x será o U no espaço 2D, onde o eixo vertical y é o Y. O mapeamento UV dá aos modelos 3D cores e detalhes aprimorados com menos limitações do que outros processos.

Uma boa maneira de entender o mapeamento UV é pensar nisso como se você estivesse fazendo um cubo de um pedaço de papel. É o mesmo conceito, apenas feito ao contrário. Embora isso pareça desafiador, o software de modelagem 3D possui recursos integrados, modos de edição e modos de objeto que tornam o mapeamento UV o mais fácil e direto possível.

A maioria das plataformas de software 3D também possui blogs dedicados a ajudar os usuários a fazer o mapeamento UV funcionar, com um fluxo de trabalho passo a passo baseado em recursos e funcionalidades exclusivas do software.

Por exemplo, o Maya tem instruções aqui. O Blender também tem seu próprio Wiki para ajudar os designers com o mapeamento UV com vários tutoriais e informações dentro de seu editor UV.

As instruções passo a passo reais de como mapear UV dependerão do software em uso, então é uma boa ideia verificar o blog da sua ferramenta preferida.

Existem alguns componentes do mapeamento UV que os designers 3D devem estar cientes, incluindo texturas, costuras, UVs sobrepostos e canais UV.

Texturas

Um mapa UV terá texturas visíveis que "colorem" seu modelo 3D. Você pode ter vários tipos de texturas, dependendo do que você está procurando criar. Embora existam muitas, algumas das texturas mais comuns são:

• Mapa difuso: Fornece cor básica a um modelo 3D. O software de modelagem 3D o usa para refletir sombra e luz.

• Mapa de albedo: Semelhante a um mapa difuso, mas pode não conter iluminação contrastante. Ele mostrará a cor básica de um objeto sem sombras ou reflexos.

• Mapa especular: Controla a quantidade de cor e luz refletida pelo objeto em outros objetos ao redor.
• Mapa de Oclusão Ambiental (AO): Usado para aumentar o realismo de um objeto 3D simulando sombras geradas pelo ambiente do objeto.

Uma ilha UV é um grupo de pontos UV conectados com arestas e separados de outros pontos UV do modelo por cortes de aresta. A sombra e a luz em um modelo 3D podem depender de quantas ilhas UV são usadas.

Costuras

Costuras são um elemento crucial do processo de mapeamento UV e são inevitáveis quando você achata qualquer objeto 3D. Uma costura é a parte da textura ou design da malha de polígonos que precisa ser dividida para que o design converta a malha 3D em um mapa UV 2D.

Essas costuras são semelhantes às de nossas roupas, mas com o mapeamento UV, os pontos são removidos.

Uma distorção significa que a textura da imagem e vários pixels parecem esticados ou comprimidos quando aplicados ao modelo. Muita distorção afeta a aparência dos detalhes na versão final 3D do modelo ao usar software de design 3D.

UVs sobrepostos

UVs sobrepostos acontecem quando dois ou mais dos polígonos no seu mapa UV estão um sobre o outro. Isso significa que essas duas partes do modelo exibirão a mesma área da textura ou design, pois ambas ocupam as mesmas coordenadas UV.

Normalmente, UVs sobrepostos são algo que os artistas 3D evitam, para que a textura do mapa UV pareça variada e consista no layout preferido. No entanto, há momentos em que os designers intencionalmente têm UVs sobrepostos.

Quando uma textura é básica ou genérica, um designer pode escolher várias partes da malha de polígonos sobre o mesmo espaço UV para repetir a textura.

Canais UV

Canais UV permitem que o mesmo objeto tenha vários mapas UV. Não pode haver mapas UV sobrepostos com canais UV, pois isso exibirá informações de sombra nas áreas erradas do modelo 3D. Se os designers tentarem isso no software 3D, receberão uma mensagem de erro dentro do programa.

Como eles não podem se sobrepor, a solução são dois canais UV. Um UV tem informações sobre texturas, cores e outros detalhes, enquanto o canal UV diferente tem informações para iluminação. Os canais UV permitem que objetos 3D, especialmente objetos como animais e humanos, pareçam mais realistas com uma combinação de textura, sombras e luz.

Coloque seu modelo 3D no mapa!

Embora pareça uma parte complicada de criar um modelo 3D, o mapeamento UV fica mais fácil com a prática e o software certo. Depois de encontrar a ferramenta para você, é hora de ser criativo e dar vida ao seu modelo 3D.

Um dos próximos passos a dominar, uma vez que você tenha se acostumado com o mapeamento UV, é incorporá-lo ao seu próximo design de produto para garantir que ele ganhe vida de todas as maneiras certas.