Resum

Les textures permeten la definició d’una determinada aparença dels models 3D. A través de les textures, els models 3D poden assemblar-se als objectes reals que representen amb un grau de definició fotogràfica, però també poden mostrar altres aspectes visuals amb una clara intencionalitat de fugir del fotorealisme. En funció de com són generades, distingim dos grans grups o tipus de textures:

• Procedimentals
• Basades en mapes de bits

Les textures procedimentals són textures generades a partir de funcions matemàtiques.

Els avantatges en l’ús i l’aplicació de textures procedimentals són múltiples i variades, de les que destaquem la seva lleugeresa quant a pes i processament en el moment de ser representades així com la de no estar limitada a cap resolució específica.

Els desavantatges de les textures procedimentals responen al fet que, com a patrons visuals, poden resultar repetitius, així com a la naturalesa impredictible del resultat.

En Autodesk Maya, les textures procedimentals les trobareu en l’editor Hypershade, que consta de diferents panells:

• Navegador (Browser): mostra la llista de materials, textures i llums organitzats per pestanyes.
• Visualitzador del material (Material Viewer): panell que representa a temps real el shader actiu sobre un determinat model 3D prefabricat.
• Pestanya de creació de nodes (Create Tab): lloc on es mostren els nodes disponibles per afegir-los Al procés de creació del shader.
• Àrea de treball (Work area): panell que permet la creació de shaders en la forma gràfica de nodes interconnectats.
• Editor de propietats (Property Editor): mostra els atributs del node seleccionat.
• Pestanya dels contenidors (Bins): permet l’organització i la gestió dels nodes associats a una escena a través de contenidors.

Dins de les textures procedimentals diferenciarem les textures procedimentals 2D i 3D.

Les textures procedimentals 2D representen patrons visuals bidimensionals generats per funcions matemàtiques. El que es mostra en pantalla com a textura només té una funció orientadora, ja que, com a textures procedimentals, no tenen cap dimensió finita.

El posicionament de les textures procedimentals 2D passa per l’ús del node place2DTexture. Aquest node agafa com a referència les coordenades UV del model 3D.

Dintre de les textures procedimentals 2D, Autodesk Maya permet l’ús i l’aplicació de diferents patrons visuals, dels quals cal destacar:

• Soroll (Noise): representa una de les textures de base procedimental més utilitzada en la majoria de programari gràfic 2D i 3D. Entre les diferents funcions que aporta el soroll cal destacar evitar un aspecte visual sintètic i, d’altra banda, trencar la monotonia i la repetició pròpies de les textures procedimentals.
• Protuberància (Bulge): patró visual que simula una graella de rajoles. Aquesta textura és especialment útil com a mapa especular o de desplaçament.
• Escacat (Checker): el patró més simple de les textures procedimentals, simula l’aparença visual d’un tauler d’escacs i, per tant, és una textura de gran utilitat per a la representació de superfícies on està present la quadrícula.
• Roba (Cloth): patró que simula el teixit de roba com si el miréssim amb microscopi. El seu ús es concentra especialment a aportar l’acabat visual propi de qualsevol roba, tela o draps.
• Gamma de color (Ramp): patró visual basat en gradients de color, útil per a la generació d’acabats cromàtics de superficies brillants o setinats.
• Fractal: patró basat en la matemàtica recursiva dels fractals. La seva finalitat és simular efectes visuals com el foc o els núvols, tot i que també és susceptible de fer-se servir com a mapa de desplaçament per a la creació de terrenys.
• Aigua (Water): com el seu nom indica, aquest patró simula el moviment de les ones del mar, però també qualsevol topologia física on el dibuix d’ones tingui un paper protagonista, com per exemple les ones de sorra que es formen al desert.

Pel que fa a les textures procedimentals 3D, la diferència més important respecte a les textures procedimentals 2D és la seva característica volumètrica; així, no estan subjectes a les coordenades UV del model 3D.

Dintre de les textures procedimentals 3D, Autodesk Maya suporta diferents patrons visuals, dels quals cal destacar:

• Marbre (Marble): patró que simula l’aspecte i l’acabat visual del marbre, però també és una textura idònia per a la representació de floridures.
• Roca (Rock): patró que simula l’aspecte i l’acabat visual d’una roca, pedra o greny.
• Fractal sòlid (Solid Fractal): patró visual idèntic al de la textura procedimental 2D d’igual nom, però amb la propietat volumètrica.
• Estuc (Stucco): patró que evoca visualment la forma de taques o de núvols.
• Fusta (Wood): patró que simula el comportament de l’estructura interna de la fusta, especialment els defectes associats a aquesta: esquerdes, rodanxes, grops…

La fixació de les textures procedimentals 3D a la geometria passa per una estratègia diferent de la fixació de les textures procedimentals 2D. És a dir, no se serveix del mapatge UV del model per a la seva projecció sobre la seva geometria. Les textures procedimentals 3D se serveixen d’un manipulador virtual per al seu posicionament. Aquest manipulador permet la modificació a temps real de la posició, la rotació i l’escala de la textura procedimental 3D projectada sobre el model.

El segon gran grup de textures, les textures de mapa de bits, són textures generades principalment per l’usuari. Les textures de mapes de bits també es refereixen a aquella metodologia de generació de textures fonamentada en la pintada dels models de manera directa (sobre la geometria del model) o indirectament (projectant mapes de bits sobre la geometria del model).

Un mapa de bits correspon a la terminologia tècnica de referir-se a una determinada organització d’informació digital susceptible de mostrar-se en pantalla. Generalment, el terme mapa de bits rep el nom d’imatge digital i, en funció de l’organització de la informació digital que conté la imatge, es distingeixen els formats d’imatge (GIF, JPEG, PNG…), les dimensions, l’algoritme i el nivell de compressió, la profunditat de color…

La pintada en 3D directa representa una metodologia de treball de generació de mapes de textures en què es barreja creació i projecció al mateix temps. El resultat d’aquesta pintada en 3D directa seria un mapa de textura exportat a mapa de bits.

En canvi, la pintada en 2D sobre la referència dels mapes UV correspon a la metodologia tradicional de generació de mapes de textures dels models 3D. El mapatge UV del model serveix de referència per a la pintada 2D amb un editor gràfic (Adobe Photoshop).

En el moment de generar mapes 2D dels models 3D cal tenir en compte les resolucions dels mapes de textures, ja que podria implicar un impacte de rendiment en els escenaris de representació a temps real d’aquestes. Per una banda, les resolucions sempre han de ser potències de dos com a requeriment del processador gràfic i, per una altra, aquestes han de ser coherents pel que fa a la relació de la distància del model 3D amb l’espectador (mipmaps).

La generació de mapes 2D no es limita únicament al canal de color o el valor difús del material del model. En el procés d’aconseguir un grau elevat de detall i definició del material del model sense que, per aquest motiu, sigui necessari l’increment del nombre de polígons del model, hi intervé la generació de diferents mapes 2D segons els diferents canals o atributs del material del model:

• Mapes de relleu (bump)
• Mapes de normals
• Mapes especulars
• Mapes d’ombres (lightmap)

No tots els mapes 2D es poden generar amb l’ajuda d’un editor gràfic extern al programari 3D. Per exemple, els mapes de normals i d’ombres requereixen el programari 3D i un procés intern per generar els mapes 2D d’aquests dos canals. Les textures procedimentals són també exportables com a mapa de bits perquè puguin funcionar com a mapa 2D del material del model.

Finalment, la generació de mapes 2D com a mapa de bits per als models de l’escena fa que siguin necessàries una gestió i una organització dels fitxers que representen les textures, especialment pel que fa a la nomenclatura de cada arxiu. Una bona gestió de les textures del projecte pot ajudar al manteniment i a les actualitzacions de les textures del projecte, així com a facilitar la tasca de treball col·laboratiu i, sobretot, al manteniment i el reciclatge de les textures per a projectes futurs.