UV-преобразование (UV mapping) кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое uv-преобразование, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое uv-преобразование, uv-mapping , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Компьютерная графика.

uv-преобразование или развертка в трехмерной графике (англ. UV map) — это соответствие между координатами на поверхности трехмерного объекта (X, Y, Z) и координатами на текстуре (U, V). Значения U и V обычно изменяются от 0 до 1 . Развертка может строиться как вручную, так и автоматически — например, в 3Ds Studio MAX есть несколько алгоритмов автоматического развертывания модели.

Современное трехмерное оборудование считает, что преобразование UV в пределах одного треугольника является аффинным - следовательно, достаточно задать U и V для каждой вершины каждого из треугольников. Однако 3D-моделист сам выбирает, как именно соединить треугольники друг с другом, и умение построить успешную развертку является одним из показателей его класса. Существует несколько противоречащих друг другу показателей качества развертки:

• Максимально полное использование площади текстуры. Впрочем, в зависимости от разрыва между «минимальными» и «максимальными» системными требованиями, по краям развертки текстуре нужен определенный «припуск» на генерацию текстур меньшего размера
• Отсутствие областей с недостаточной или избыточной детализацией текстуры.
• Отсутствие областей с излишними геометрическими искажениями.
• Сходство со стандартными ракурсами, с которых обычно рисуется или фотографируется объект, упрощает работу художника по текстурам.
• Удачно расположенные «швы» — линии, соответствующие одному ребру, но расположенные в разных местах текстуры. Швы желательны, если есть естественный «разрыв» поверхности (швы одежды, кромки, сочленения и т. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . д.), и нежелательны, если таковых нет. В моделировании персонажей Dota 2 участвовали любители со всего мира, и руководство по моделированию требовало, чтобы глаза были отдельным «островком» развертки.
• Для частично симметричных объектов: удачное сочетание симметричных и асимметричных участков развертки. Симметрия повышает детализацию текстуры и упрощает работу художника по текстурам; асимметричные детали «оживляют» объект.

Равнопромежуточная проекция — пример наложения двухмерной текстуры (координаты U, V) на трехмерный глобус (координаты X, Y, Z)

Шахматная текстура на сфере: слева — общая матрица на всю сферу, справа — развертка с равнопромежуточной проекцией

Пример наложения текстуры на куб. Текстура имеет вид плоской развертки.

В картографии цилиндрическая проекция — семейство проекций, которые преобразуют меридианы в вертикали (U=const), а параллели в горизонтали (V=const). Одна из цилиндрических проекций, так называемая равнопромежуточная проекция (φ — широта, [−π; π]; λ — долгота, [−½π; ½π]):

Подобное преобразование можно применить и в компьютерной графике, чтобы наложить текстуру земной поверхности на трехмерный шар. По этим метрикам:

• Использование площади текстуры: отлично. Использована вся площадь текстуры.
• Отсутствие областей с недостаточной/избыточной детализацией: средне. У полюсов избыток детализации.
• Сходство со стандартными ракурсами: хорошо. Такая проекция похожа на обычные картографические, хоть и не совпадает с ними.
• Отсутствие швов: отлично. Существует один шов по меридиану (между U=0 и U=1). Шов можно сделать максимально незаметным, расположив на его месте океан; также, циклически сместив текстуру, можно аккуратно прорисовать шов, а затем сместить обратно.
• Геометрические искажения: плохо. У полюсов поверхность Земли сильно искажена.
• Симметрия: неприменимо. Глобус несимметричен.

Рисованные и фотографические текстуры используют только две координаты: U и V. В случае автогенерируемых текстур или мультитекстурирования возможна третья координата — W, глубина в «континууме текстур» . Например, W=0 может быть песком, W=1 — камнями, промежуточные значения — песком, из которого выглядывают камни.

Теоретически возможны четвертая, пятая и т. д. координаты — однако графическое аппаратное обеспечение, накладывая текстуры, проводит преобразование и отбрасывает третью координату. UVW-преобразование задействует отброшенную координату на переходы от одной текстуры к другой: это оживляет «заэкранный мир», не меняя серьезно конструкцию видеоплаты.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• Картографическая проекция
• Геодезическая линия
• Конформное отображение наименьших квадратов
• Параметризация сетки
• НУРБС (Неоднородный рациональный B- сплайн )
• Полигональная сетка
• Преобразование радона
• Карта освещения
• Цифровая скульптура
• Барицентрическая система координат

Исследование, описанное в статье про uv-преобразование, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое uv-преобразование, uv-mapping и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Компьютерная графика