理解UV貼圖


一、理解UV貼圖
UVs是駐留在多邊形網格頂點上的兩維紋理坐標點,它們定義了一個兩維紋理坐標系統,稱為UV紋理空間,這個空間用U和V兩個字母定義坐標軸。用於確定如何將一個紋理圖像放置在三維的模型表面。
本質上,UVs是提供了一種模型表面與紋理圖像之間的連接關系,UVs負責確定紋理圖像上的一個點(像素)應該放置在模型表面的哪一個頂點上,由此可將整個紋理都鋪蓋到模型上。如果沒有UVs,多邊形網格將不能被渲染出紋理。
通常在創建MAYA原始對象時,UVs一般都被自動創建(在創建參數面板上有一個Create UVs選項,默認是勾選的),但大部分情況下,我們還是需要重新安排UVs,因為,在編輯修改模型時,UVs不會自動更新改變位置。
重新安排UVs,一般是在模型完全做好之后,並且在指定紋理貼圖之前進行。此外,任何對模型的修改都可能會造成模型頂點與UVs的錯位,從而使紋理貼圖出現錯誤。

二、UVs和紋理映射
NURBS表面與多邊形網格的貼圖機制不同,NURBS表面的UV是內建的(已經自動定義出U、V),這些UV不能被編輯,移動CV將會影響紋理貼圖。
而多邊形的UVs並非一開始就存在,還必須明確地創建並且可以隨后進一步修改編輯。

三、UV貼圖
為一個表面創建UVs的過程叫UV貼圖(UV mapping)。這個過程包括創建、編輯。其結果是明確地決定圖像如何在三維模型上顯示,這項技術的熟練程度直接影響模型的最后表現。
四、創建UVs
Maya中有很多UVs創建工具:如,自動UV工具、平面UV工具、圓柱UV工具、球形UV工具、用戶自定義UV工具等。
每種創建工具都是使用一種預定的規則將UV紋理坐標投射到模型表面,自動創建紋理圖像與表面的關聯。
通常,對自動產生的UV還必須使用UV編輯器進一步編輯才能達到所需要的效果。
因為每次對模型的修改(如擠壓,縮放,增加、刪除等等)都會造成UVs錯位,所以最好的工作流程是等模型完全設計好了之后,再開始創建UVs。

 

五、觀察和評估UVs
一旦已經為一個模型創建了UVs,即可使用UV編輯器編輯它。這個編輯器,可以在一個二維平面上觀察UV坐標點和它與紋理圖像的關系,並且能手動編輯UV及它的各種元素。
通常,使用創建工具默認產生的UVs可能不符合我們的需求,因此,可以在UV編輯器里,用眼睛觀察評估,並且手動調節UVs的位置(重新排列)。
調節UVs的參考原則是信賴最終需要貼圖的紋理圖像。也可以說,不同的圖像需要不同的UVs位置。
下述幾種情況需要使用UV編輯器調節:
1、當模型最終要貼的圖像被確定時,可能需要調節UV(甚至某些情況下還要調節模型網格),以適合那個圖像。
2、想使用一個圖像多次重復時。例如一個磚牆。
3、在使用了自動創建UV時。自動創建的UV通常總是產生多個基於表面的分離的UV網格,因此可能需要重新排列或者縫合一些分離的UV。
4、當模型表面的貼圖發生嚴重的扭曲、拉伸變形時,可能需要在UV編輯器中將一些UV展開和松馳(Unfold 和 Relax)。
注意,要為一個模型創建最好的UV,可能需要經過多次嘗試,以及采用不同的UV創建方法。

 

 

 

 

六、UV貼圖技巧
MAYA提供了許多創建和編輯UV的工具,其中UV編輯器是最主要的工具。
懂得如何為一幅現有的圖像找到一個最佳的UV,是一項非常重要的技術,以下是一些基本的指導原則:
1、保持UVs坐標值在0-1的范圍
在UV編輯器中,UV空間顯示為一個網格標記,工作區域為0到1。默認,在UV創建過程中,MAYA會自動設置UVs的值處於0-1之間。但在UV經過移動、縮放之后,UV可能被放置在0-1之外。在多數情況下,應該將UV值保持在0-1內。
當UV值超出0-1時,紋理圖像會出現重復或者環繞。
2、消除UV殼重疊
相互連接UV點而形成的網格,稱為UV殼(UV shell)。在UV編輯器中,如果UV殼出現重疊,則在模型的相應的頂點部位出現圖像重復現象。通常應該消除這種重疊,除非有特殊的需要。例如一個模型有兩個不同的部位有相同的圖像,則這兩個部位的UV殼可以重疊放置在這個圖像上。
3、正確安排UV殼之間的間隔
兩個UV殼之間的間隔也是一個重要的考慮內容。它們不能太過於靠近,否則在渲染時會將另一UV殼的圖像內容也渲染出來。
4、盡量使用捕捉UVs
在編輯UVs時,類似於編輯場景中的元素,也能使用多種捕捉方法控制UVs。可以捕捉到背景網格線、其他UV點、以及圖像像素點(需要將編輯區域放大N倍才能感覺到這種捕捉)。

七、UV編輯器簡介
有多種方式打開UV編輯器:用Window > UV Texture Editor,或者用Edit UVs > UV Texture Editor,或者在視圖菜單中用Panels > Panel > UV Texture Editor。說明UV編輯器是一個非常重要的編輯器。
在UV編輯器可以查看和交互式編輯紋理坐標(UVs)。選擇、移動、縮放和修改UV拓撲,也能顯示背景紋理圖像作為調節的參考。
UV編輯器與場景視圖,可以同時顯示所選擇的UVs和與之相對應的頂點。
利用UV編輯器所包含的許多工具,能有效地編輯UVs。如旋轉和翻轉,切割和縫合等等,也能輸出一個編輯好的UVs布局為一幅圖像,再用PS等軟件創造出一幅紋理貼圖。
注意,UV編輯器的有一些工具在主菜單的Edit UVs中。
UV編輯器的視圖也能使用快捷方式進行移動和縮放(鼠標滾輪縮放,ALT+中鍵移動)。
在UV編輯器中也有右鍵標記菜單。它包括了幾乎所有的操作。

八、UV集
可以為同一個模型創建多個UV排列方案(數量不限),每個方案稱為一個UV集。在某個模型需要多個不同的UV布局時,UV集非常有用。
例如,想創建一個上面有些塗鴉圖案的磚牆。可以使用一個紋理作為磚,另一個紋理作為塗鴉,如果磚紋理需要重復顯示而塗鴉不需要,則可以為這兩個紋理使用不同的UV布局(UV集)。
使用UV集的關鍵步驟是:
1、指定多個紋理給材質。如可以為某材質指定一個顏色紋理和一個透明度紋理。此外,也可以為某個單個的屬性(如顏色)指定一個分層紋理。
2、使用不同布局創建UV集(在創建參數中有一個UV集選項)。
3、使用“關系編輯器”將紋理與UV集關聯起來。

 

 

 


九、創建平面UV貼圖
通過一個平面將UV映射到模型表面。模型表面最好是相對平坦的,或者至少在相機的某個角度能夠全部看見。
通常,這種技術創建的UV殼是重疊的,看起來就象是一個簡單的UV殼。所以,在創建完后應該使用Edit UVs > Layout將重疊的UV殼分離。
Best Plane Texturing Tool工具分配UVs給一個面(事先通過頂點選擇的面)。可以先選面再使用Best Plane Texturing Tool工具,或者,也可以先使用Best Plane Texturing Tool工具再逐一地選擇想貼圖的面。
1、選擇模型想貼圖的一個面;
2、使用Create UVs > Best Plane Texturing Tool工具;
3、單擊其他的面增加進選區,注意,不能框選,只能用單擊逐一選擇。選完按回車。
4、選擇三個或者多個頂點(可切換到頂點選擇模式)。——這個可能是用來確定主平面的。
5、再按回車。創建完畢。進入UV編輯器查看和編輯創建好的UVs。

創建平面UV貼圖(基於相機平面)
上面例子是以選擇的頂點來確定一個映射主平面,現在是使用相機平面來作為UV映射主平面。
1、在模型上選擇一個或者幾個想貼圖的面;(不選的將不參與布局)
2、滾動視圖,使這個面朝向自己,或者,干脆切換進正交視圖中,讓它完全對准自己;
3、使用Create UVs > Create UVs Based On Camera工具,創建即完成。進入UV編輯器查看和編輯創建好的UVs。

 

 

 

十、創建平面UV貼圖(基於一個可控平面)
1、選擇一個想貼圖的面;
2、打開Create UVs > Planar Mapping >參數盒,在Fit projection to中,如果選擇Best plane,則創建一個基於剛才選擇的映射平面;如果是選擇Bounding box,則創建一個基於模型的box平面作為映射平面。
3、單擊Project,創建UV布局,並出現手動調節器可進行一些調節簡單調節;
4、最后進入UV編輯器中進行復雜調節。

 

 

十一、對平面UV貼圖的一些說明
1、平面貼圖能創建看起來象紋理邊界的共享、重疊的UVs。打開Display > Polygons > Texture Border Edges(顯示紋理邊界),可以清楚看到這個邊界。(或者在UV編輯器中按顯示邊界圖標)。

 

 

十二、圓柱UV貼圖
基於一個圓柱,沿着模型網格周圍進行包裹,而產生的UV布局。模型最好是沒有突出物或者空洞。
1、選擇想貼圖的面;
2、使用Create UVs > Cylindrical Mapping工具,
3、使用手動控制器操作圓柱外形;
4、最后在UV編輯器中進一步編輯。

十三、球形UV貼圖
基於一個球,沿着模型網格周圍進行包裹,而產生的UV布局。模型最好是沒有突出物或者空洞。
1、選擇想貼圖的面;
2、使用Create UVs > Spherical Mapping工具,
3、使用手動控制器操作圓柱外形;
4、最后在UV編輯器中進一步編輯。

十四、自動UV貼圖
由系統針對模型的形狀,自動查找和確定UV布局,可能會使用多個映射平面(產生多個UV殼)。對復雜的模型和有空洞的模型,使用自動UV貼圖非常有效。
在進一步的操作中,可能需要對分離的殼進行縫合。
可以確定映射平面的數量,也能使用場景中某個對象作為映射平面(通過Load Projection)。
1、選擇一個模型,同時打開它的UV編輯器;
2、使用Create UVs > Automatic Mapping >參數盒,設置好參數;
3、單擊Project。使用手動調節器調節(在通道欄也能再次調出這個調節器)。
4、使用UV編輯器進一步調整。

十五、用戶自定義UV貼圖
由用戶指定的一個映射平面來創建UV布局。
關於映射對象的標准要求:
1、被用作用戶自定義映射的對象必須有UV紋理坐標;
2、推薦這個對象是由分離的面組成。例如,想把某個原始polygons作為映射對象的話,它必須先要用Mesh > Extract分離網格。(不要用Nurbs和細分表面來作映射對象)。
3、這個對象確定了將來創建UV布局時的映射平面的位置和形狀;
4、這個對象最大的面數不能超過31。
操作方法:
1、選擇一個要貼圖的模型,並打開它的UV編輯器;
2、打開Create UVs > Automatic Mapping >參數盒,勾選Load Projection,在輸入框輸入想用來做映射對象的名字,或者,在場景中選擇這個對象,然后單擊Load Selected加載;
3、單擊Project。使用手動調節器調節(在通道欄也能再次調出這個調節器)。
4、使用UV編輯器進一步調整。

十六、確認UV的放置
創建UV布局時,如何確認它們的位置是否正確合理?一個確認方法是,指定一個包含紋理的材質給這個模型。通過觀察紋理來確認。
MAYA提供了一個快速觀察紋理的方法,打開Create UVs > Assign Shader to Each Projection,MAYA會自動創建一個叫“defaultPolygonShader”的材質(它包含棋盤格紋理),指定給正在創建UV而已的模型(這個材質也加入進該模型的節點,所以也可以在該節點更換其他的紋理)。
默認,快速觀察紋理的方法是關閉的。

十七、在兩個模型之間遷移UV布局
通常遷移使用在這種場合:創建復雜模型的UV布局時,先拷貝這個復雜模型,用光滑工具光滑它的網格(避免UV出現重疊),然后對它創建UV布局,之后,再將這個布局遷移到復雜的模型。
1、拷貝模型;
2、使用Mesh > Average Vertices > 參數盒,進行光滑。(注意,這個光滑技術不會增刪頂點數量);為達到最佳效果,可以多次重復使用這個工具。
3、為這個光滑模型創建UV布局,然后調節,直到滿意;
4、使用Mesh > Transfer Attributes,遷移(拷貝)這個UV布局給最初的模型。  


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