Texturing 3D in Blender per modelli filologicamente accurati per i beni culturali, corso Unibo, sede di Cesena, 2016

1. COMPUTER GRAFICA per i Beni Culturali
Micaela Spigarolo Blender TEXTURING
1 Aprile 2016
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Blender TEXTURING
Micaela Spigarolo
m.spigarolo@cineca.it

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Final Fantasy by Hironobu Sakaguch, 2001

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I MATERIALI sono considerati DIRETTO ATTRIBUTO di un oggetto
vetro
acciaio
legno
NELLA REALTÀ

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FONTE CONCEPT MODELLAZIONE
Finalizzazione

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Nella computer grafica il processo di definizione di una forma o di un oggetto è
completamente SEPARATO dall'attribuzione di un materiale allo stesso
DEFINIZIONE DI UNA FORMA vs ATTRIBUZIONE DI UN MATERIALE
NELLA COMPUTER GRAPHICS

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MATERIALI E TEXTURE
Context
Button
Material
Properties
HEADER
Context
Button
Texture

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Materials
Materials

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Contesto MATERIALE
PAN
Context Button
Material
1. Preview
2. Diffuse
3. Specular
4. Shading
5. Transparency
6. Mirror
7. Subsurface
8. Strand
9. Options
10. Shadow
11. Custom
Properties
1
2
3
4
5
6
7
8 Pulsanti e
controlli
EDITOR
HEADER
Properties
9
10
11

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MATERIALE
Context Button
HEADER Properties
...
Il CONTESTO Material prevede tutta una
serie di PAN che definiscono l'apparenza
del materiale
1
2
3
4
5
6
7
Preview
Diffuse
Specular
Shading
Mirror
Subsurface scattering
Transparency
Fornisce un'anteprima acurata dle materiale, delle relative texture e delle
proprietà di trasparenza e riflessione così come apparirà una volta
renderizzato. Sono disponibili sei opzioni (*), ciascuna in relazione a
specifiche forme.
(*)
Consente di definire importanti proprietà del materiale tramite la
definizione di colore e modello di shader
Consente di definire importanti proprietà del materiale tramite la
definizione della formazione del punto di massima luminosità.
Opzioni dello shader in generale
→ shader: indica il modo in cui il maeriale reagisce alla luce e rende il passaggio
da un punto ocmpletamente illuminato a uno in ombra.
Capacità di trasparenza dell'oggetto, ovvero di essere, almeno in parte,
attraversabile dalla luce.
Capacità dell'oggetto di riflettere il mondo circostante
In rif. alla dispersione (scattering) della radiazione
luminosa che colpisce una superficie (subsurface)
Strand
Options
Shadow
Custom properties

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PANEL Diffuse
PANEL Specular
Object + Light = Diffuse color
Glossy Object + Light = Specularity
MATERIALE
Button Context
Caratterizzazione del materiale
HEADER Properties
...
3D View
Andiamo a definire un colore diverso per ogni differente materiale in modo da aver chiara la
situazione anche in visualizzazione Solid della 3D view

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Ad una stessa mesh possono essere assegnati più materiali a seconda delle parti di cui è
composta, e.g. legno, metallo, marmo, etc.
Allo stesso modo, un medesimo materiale può essere associato a più mesh differenti.
Good practice:
I materiali differiscono a seconda della resa. Non creare mai
due materiali differenti a fronte di una medesima resa.

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Materiali multipli per una stessa MESH

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Textures
Textures
Render output

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TEXTURING
TEXTURE Si riferisce all'insieme delle variazioni cromatiche e morfologiche che
qualsiasi materiale presente nella realtà possiede e necessarie per
definirne l'identità e la resa realistica.
Immagini Procedurali Environment Map
Le texture costituiscono un maggiore livello di dettaglio che permette di differenziare il materiale
non solo per la presenza di un motivo riconoscibile (o pattern) ma anche e soprattutto in relazione
all'influenza esercitata sulle proprietà di riflessione della luce sul materiale stesso
Used to create the
impression of reflections
and refractions

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Senza un MATERIALE → le texture non possono esistere
Le texture vengono applicate alla superficie di un materiale e ne influenzano lo shading
Texture PROCEDURALI
Texture di IMMAGINI
Sono immagini generate
dal computer sulla base
del calcolo di algoritmi che
vanno a creare una
rappresentazione realistica
di elementi naturali come il
legno, il marmo, il granito,
metallo, pietra, e altri.
Sono vere e proprie
immagini (fotografie,
disegni, etc.) che vengono
applicate alla superficie
dell'oggetto con una
qualche tecnica di `unwrap'
: ovvero di `srotolamento'
della mesh 3D per potervi
applicare l'immagine 2D.
wiki.blender.org/index.php/Doc:IT/2.4/Manual/Textures/Types/Procedural

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Texture PROCEDURALE
La texture è generata dal programma
sulla base di modelli matematici.
type
Clouds
Wood
Marble
Magic
Blend
Stucci
Noise
Musgrave
Voronoi
Distorted noise
...
Il risultato della resa è determinato da
un settaggio appropriato delle
Properties dei Pan definiti dalla
scelta del type.
Le funzioni associate riproducono una
rappresentazione numerica della
"casualità" che si trova in natura.

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Per renderizzare Per tornare alla 3D view da
un rendering
Per tener memoria del
precedente rendering

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MATERIAL ON LINE
http://matrep.parastudios.de/
http://www.blendswap.com/
BLENDSWAP
Open Material Repository

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Render
Render

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Render
Render
Render botton
Render botton

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Render
Render
Image Resolution
Image Resolution
Animation properties
Animation properties
Render botton
Render botton

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Render
Render
Output path
Output path
File format
File format
Image Resolution
Image Resolution
Animation properties
Animation properties
Render botton
Render botton

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Render
Render
Output path
Output path
File format
File format
Image Resolution
Image Resolution
Animation properties
Animation properties
Render botton
Render botton
UV/Image editor
UV/Image editor

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UV MAPPING
L'immagine bi-dimensionale
viene fatta corrispondere ai
vertici della mesh 3D tramite la
definizione di punti con
coordinate sugli assi denominati
U e V.
→ Il pregio principale dell'UV Mapping è la precisione.
È possibile aumentare notevolmente il livello di
dettaglio di un oggetto, mantenendo il rendering entro
tempi accettabili
La corrispondenza tra punti del piano e punti della mesh è definita per mezzo di coordinate
che, per non dare adito a fraintendimenti, vengono chiamate U e V invece che X e Y
La mesh viene SCUCITA
(UNWRAPPED) e appiattita sul
piano su cui giace l'immagine.

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Scegliere l'IMMAGINE
Downloading da siti specializzati
Acquisizione fotografica in situ
Scanning
e.g. http://www.goodtextures.com/
e.g. Ed eventuali adattamenti con Gimp
e.g. Per eventuali esigenze filologiche specifiche
Questo consente all'hardware di
lavora in maniera più efficiente in
fase di rendering.
→ Le schede nvidia p.e. del lab
consentono di creare texture anche di
dimensioni differenti ma a costo di una
significativa perdita in termini di
prestazioni.
In
ogni
caso
Si preferiscono immagini di
dimesioni in termini di
potenza di 2 (i.e., 2, 4, 8, 16,
32, 64, ...).
Good practice:
Utilizzare / fare immagini quadrate

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TEXTURE
Context Button
...
PAN MAPPING
HEADER Properties

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Split delle finestre
LMB
Tenere premuto e
trascinare verso
sinistra per aprire una
nuova finestra che
andrà ad affiancarsi
alla prima
Occorre apportare una piccola modifica all'interfaccia di Blender per aprirci in
parallelo l'editor delle immagini di texture → l'HEADER UV / Image editor

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3D view
UV / Image editor

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UNWRAPP
Appiattisce tutte le facce, individualmente, l'una sopra l'altra (metodo generalmente
impiegato dopo l'aggiunta di seam, vedremo dopo di cosa si tratta)
CUBE PROJECTION
Adatto a geometrie cubiche (con spigoli pronunciati)
CYLINDER PROJECTION
Adatto a geometrie cilindriche (supercific continue e spigoli)
SPHERE PROJECTION
Adatto a geometrie sferiche (cuperfici continue)
PROJECT FROM VIEW
A partire dalla vista attiva, crea un layout UV (rende bidimensionale l'immagine)
→ l'opzione BOUND consente di mappare la superficie sull'intera ampiezza della
texture
(standard)
TIPOLOGIE DI UNWRAP

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Per renderizzare Per tornare alla 3D view da
un rendering
Per tener memoria del
precedente rendering

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Good practice:
NON salvare MAI in Viewport Texture!!!!
3D View
...
texture
Settando il Viewport a texture
→ È possibile visualizzare nella finestra 3D
view l'effetto dell'applicazione delle texture
Viewport Shading texture Per vedere l'effetto
texture sulla 3D view

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UNWRAP AVANZATO
www.cgmeetup.net/home/uv-unwrapping-and-texture-painting-in-blender-tutorial/

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HEADER UV / Image editor
...
Il lucchetto chiuso (default) consente di visionare sulla
mesh nella 3D View (Viewshading texture) gli effettivi
risultati in tempo reale dello spostamento delle facce
unwrappate sulla texture nell'UV / Image Editor
3D View
È possibile selezionare punti/edge/facce dell'uwrap e
muoverli con i comandi soliti (e.g. R, G, S)

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render BACK to the
alla 3D view
save
the render
compare
rendering

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LE NORMALI
3D View
REGION
N
N - Properties
- Properties
MOSTRA /
NASCONDE IL
TOOL properties
La texture viene visualizzata sulla faccia che ha la normale
USCENTE

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UNWRAP – Punti di seam (scucitura)
SEAM - sequenze di vertici in una mesh appositamente contrassegnati affinché, durante l'unwrap,
vengano sempre mantenute vicine e rappresentate sullo stesso piano (non sovrapposte)

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Quando uno stesso materiale è associato a più mesh, eventuali modifiche al materiale (e.g.
sostituire l'immagine di texture associata) si rifletteranno su tutte le mesh a cui è stato
associato.
Se vogliamo apportare modifiche a un materiale per una singola mesh, dobbiamo prima
rendere il materiale unico per quella mesh.
LMB
Blender di default rinomina il materiale aggiungendo in calce una numerazione
NOMI SIGNIFICATIVI: Assegnare al nuovo materiale un nome significativo che lo distingua
dal precedente
Good practice:
TEXTURE
Context Button
HEADER Properties
...

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http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.4/Manual/Textures
Texturing avanzato
Il texturing è da pensare come la sovrapposizione
di layer.
Effetti complessi sono ottenuti dall'impiego di
più texture, talvolta eterogenee per tipologia

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CANALI DI UV
https://rvn05.plx.cineca.it:12001/php/MDC/portal/wordpress/?p=160
Per ottenere effetti complessi, sarà necessario
definire distinti canali di UV in modo tale da poter
assegnare canali distinti a ciascuna texture.
Per esempio:
➢ UV Tex : di base per la texture del legno.
➢ UV Gradient: texture procedurale ricrea un
effetto di sfumatura radiale con chiaro dall’interno
e scuro all’esterno.
➢ UV Dirt: texture procedurale di tipo
DistortedNoise.
Dettaglio di sporco sulla parte frontale
di una ruota.

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Una texture UV è un'immagine
utilizzzata per “colorare” la
superficie di una mesh.
La texture UV è mappata sulla
mesh attraverso uno o più canali
di UV
(UV maps)
Poiché una texture UV è solo un'immagine a fini speciali, è
possibile manipolare le texture anche al di fuori di Blender
tramite programmi di fotoritocco come the Gimp.
TILED TEXTURES: rendere affiancabile un'immagine con the Gimp
https://rvn05.plx.cineca.it:12001/php/MDC/portal/wordpress/?p=452
Blender comprende una modalità PAINT interna al SW, chiamata Texture Paint, che
consente di editare texture UV e imamgini velocemente e facilmente
direttamente all'interno dell'UV/Image Editor window o della 3D View
window.
TEXTURE PAINTING

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http://stevefabok.blogspot.it/2010/09/horse-textures-for-demo-reel-pt2.html

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https://www.youtube.com/watch?v=p4ngVoGIj1Q

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Conclusioni
Una texture UV è un'immagine che viene “dipinta” sulla superficie di una mesh. Questo
tipo di texture è mappata attraverso una o più canali di UV (UV map).
Esistono 3 modi per creare un'immagine adatta al texturing UV:
➢ Dipingere su di un'immagine 2D visualizzata sull'UV / Image Editor e fare
l'unwrap su tale immagine per trasferire i colori sulle facce della mesh;
➢Dipingere la mesh nella 3D view e lasciare che Blender usi l'UV map
correntemente attiva per aggiornare la texture;
➢Utilizzare un qualsiasi programma di image editing (e.g. GIMP) per creare
un'immagine. Nell'UV / Image Editor selezionare la Texture UV e caricare
l'immagine. Blender userà l'UV Map su tale texture per trasferire i colori sulle
facce della mesh
Blender dispone di una modalità paint built-in chiamata Texture Paint, progettato
specificamente per aiutare a modificare le texture UV e immagini rapidamente e facilmente
sia sulla finestra UV / Image Editor che sulla finestra 3D View.
http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.4/Manual/Textures/Painting

45. COMPUTER GRAFICA per i Beni Culturali
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UV Texturing - Introduction
http://goanna.cs.rmit.edu.au/~gl/teaching/Interactive3D/2012/
lecture9.html
http://vimeo.com/
27038995
http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.4/Manual/Textures/
Painting
Texture Painting – Wiki Blender
Texture Painting – Video Tutorial
Grafica 3D con Blender. Di Francesco Siddi, Ed. Apogeo
BIBLIO/LINKOgrafia

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So Long, and Thanks for All the Fish