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3D モデルの魔法の旅: UV マッピングによって平面が 3 次元アートに変わる仕組み
3D モデリングの世界では、UV マッピングは重要なプロセスです。 3D モデルの表面を 2D 画像に投影してテクスチャ マッピングを実現できます。複雑に聞こえるかもしれませんが、基本は非常に直感的です。 UVマッピングの文字「U」と「V」は、2次元テクスチャ空間の座標軸を表します。3次元空間では、「X」、「Y」、「Z」がオブジェクトの位置を表すために使用されるためです。 。
UV マッピングを使用すると、3 次元オブジェクトを構成するポリゴンに、共通のイメージから色やその他の表面プロパティを与えることができます。
このプロセス中、画像は UV テクスチャ マップと呼ばれます。 UV リンク プロセスでは、イメージのピクセルをポリゴンの表面に割り当てます。これは通常、イメージ マップから三角形のフラグメントをコピーしてオブジェクトの三角形に貼り付けるという「手順」で実行されます。投影マッピングとは異なり、UV マッピングはオブジェクトのジオメトリ空間ではなく、テクスチャ空間にのみマッピングされます。
UVマッピングプロセスUV カラーリングの鍵となるのは、3D モデルの表面の外観を効果的に管理する能力です。多くの場合、UV マッピングは、何らかの形の「展開」を通じて 3D ポリゴンを 2D シェイプに変換します。たとえば、モデルをポリゴンメッシュにすると、メッシュ内の各頂点に対して UV 座標を生成できます。
モデルが「展開」されると、アーティストは展開されたメッシュに基づいて各三角形に個別にテクスチャをペイントできます。
このプロセスは、多くの場合、3D モデリング プログラムによって自動的に実行されますが、アーティストが手動で調整することもできます。このブレンドにより、継ぎ目や重なりが最小限に抑えられ、テクスチャがより自然でシームレスに見えます。対称的なモデルを設計する場合、アーティストは反対側の三角形を重ねて、両側が同時に描画されるようにすることもできます。
UV平坦化技術
UV フラット化、つまり 3D モデルを「展開」するプロセスは、UV マッピングの重要な部分です。このテクニックにより、アーティストは平らなテンプレートを使用して各三角形上に作成することができます。たとえば、UV 球が与えられた場合、モデラーはそれを正距円筒図法に変換して、テクスチャ マッピングを安定して実行できるようにします。
UV 座標はオプションで面ごとに適用されます。つまり、共有空間の頂点の位置は、その三角形内で異なる UV 座標を持つことができます。
この設計により、隣接する三角形を分割してテクスチャ マップの異なる領域に配置できるようになり、より詳細な視覚効果が得られます。
UV マッピングのアプリケーション例
たとえば、UV マッピングを行わずに球体にチェッカーボード テクスチャを追加すると、球体で覆われた 3D 空間によってテクスチャが歪む可能性があります。 UV マッピングを使用すると、チェッカーボード テクスチャを 2 次元の UV 空間に均等に分散でき、球体上の各ポイントは経度と緯度に基づいてこの空間にマッピングされます。
UV マッピング プロセスは、最も単純な場合、メッシュを平坦化し、テクスチャを作成し、対応するポリゴン面にテクスチャを適用するという 3 つの手順が必要です。
UV マッピングは、テクスチャを繰り返し使用する場合や、ベイク処理の前に固有のマッピングを行う場合にも使用できます。このプロセスが重要なのは、最終製品の全体的な質感と視覚効果がこれによって決まることが多いからです。
球体の UV 座標を見つける
特定のポイント P に影響する UV 座標を計算する必要がある場合は、ポイント P から球の原点までの単位ベクトルを計算し、対応する計算を実行することで UV 座標を取得できます。球の極がY軸と一致していると仮定すると、UV座標の範囲は[0, 1]になります。このプロセスでは、逆正接関数と逆正弦関数を使用して最終的な u 座標と v 座標を計算します。
UVマッピングの未来これらの計算は、場合によっては対称性やその他の数学的特性によって影響を受けますが、これらを組み合わせることで UV マッピングの効率性と汎用性がサポートされます。
テクノロジーの進歩に伴い、UV マッピングのツールとテクニックは常に改善されています。たとえば、3D モデリング ソフトウェアの進歩により、UV 座標の自動生成がより正確になり、アーティストの関与によって創造性と芸術性が向上しました。 UV マッピングは、データを使用してマテリアルを生成する技術であるだけでなく、デジタル アートの境界を新しいレベルに拡張する芸術的創造方法でもあります。
この魔法の旅で、私たちは平面がどのようにして立体的な芸術作品に変化するのかを目撃します。しかし、テクノロジーが発展するにつれて、このプロセスはどのような新しい可能性をもたらすのでしょうか?
