Текстурування 3D-моделей та створення матеріалів (PBR)

Текстурування 3D-моделей та створення PBR-матеріалів

Якщо на меш з ідеальною геометрією наложити погано зроблений PBR-матеріал, asset буде виглядати дешево — незалежно від polycount та якості UV-розгортки. Навпаки: грамотний матеріал може витягнути навіть скромну геометрію до цілком переконливого результату. Текстурування та збірка PBR-матеріалу — це половина фінальної якості asset.

Що ломається найчастіше в PBR-матеріалах

Найпоширеніша помилка — неправильні значення metallic та roughness в основі матеріалу. Це не вкусовщина, це фізично некоректні дані. Метал з metallic = 0.5 не існує в природі: поверхня або провідить, або ні. Metallic Map повинна бути практично бінарною — 0 для діелектриків, 0.9–1.0 для металів. Виключення — перехідні зони на краях (коррозія, грязь), де metallic може приймати проміжні значення, але саме для маскування переходу, а не як основне значення.

Roughness — інша історія. Тут діапазон ширший, але у художників стійка тенденція занижувати значення, роблячи всі поверхні «глянцевішими» ніж надо. Полірована сталь — roughness 0.15–0.25, не нуль. Матова фарба — 0.75–0.85. Необроблений камінь — 0.85–0.95. Референс з Quixel Megascans у цьому сенсі незамінний: там фізично откалібровані значення для сотень матеріалів.

Друга зона помилок — Albedo Map. У PBR-пайплайні albedo не повинен містити інформацію про освітлення. Жодних тіней, жодних ambient occlusion-відбитків у albedo. Це порушує фізичну коректність: движок сам розраховує освітлення, а запечені тіні створюють подвійне затінення — поверхня виглядає грязною при будь-якому світлі. Ambient Occlusion запекується окремо та подається в відповідний канал матеріалу. У Unity HDRP це канал G маски-текстури в Lit Shader (packed: metallic R, AO G, detail mask B, smoothness A).

Інструменти та пайплайн текстурування

Основний інструмент для production — Substance Painter. Починаючи з версії 8.3 він підтримує роботу з 8K-текстурами в реальному часі на сучасних GPU, що критично для hero-assets. Ключові можливості, які використовуються на кожному проекті:

Smart Materials як база — не для фінального результату, а як стартова точка з фізично коректними значеннями. Потім поверху — кастомні шари з Generator-масками (Position, Curvature, AO). Curvature Generator дає edge wear у потрібних місцях автоматично, AO Generator — накопичення грязі в углибленнях. Це не «натиснув кнопку і готово» — це інструменти, які вимагають тонкого настроювання Bias та Intensity під конкретний меш.

Baking pipeline всередині Substance Painter: Normal, AO, Curvature, Position, ID Map з high-poly або за допомогою mesh map. Настройка Baker Groups для персонажів з перекриваючою геометрією — обов'язкова. Без Baker Groups рука, що перекриває торс у T-pose, дасть помилкову AO на торсі.

Для процедурних матеріалів та тайлових текстур — Substance Designer. Це інший інструмент з іншою логікою: граф з нодів замість шарів. Результат — текстура, параметри якої можна мінювати без перерисування вручну. Корисно для оточення, де потрібні варіації одного матеріалу: мокрий асфальт / сухий асфальт / асфальт з тріщинами — один граф з трьома управляючими параметрами.

Quixel Mixer займає проміжну нішу — швидке змішення Megascans-матеріалів з маскуванням за slope, curvature або vertex paint. Для environmental assets у Unreal Engine 5 це часто швидше за Substance Painter за рахунок нативної інтеграції.

Особливості роботи з різними типами assets

Hard-surface (техніка, зброя, механізми) — головне тут edge wear та layer blending: чистий метал під верхнім шаром фарби, сліди експлуатації в логічних місцях. Механічно рухливі частини — без грязі та потертостей, статичні крепління — з накопленням коррозії в зазорах.

Органіка (персонажі, істоти) — складніше. Шкіра вимагає Subsurface Scattering, який у Substance Painter настроюється через параметр Translucency, а у Unreal Engine 5 — через Subsurface Profile. Правильний SSS-матеріал для шкіри має три шари: епідерміс (червонуватий відтінок при просвічуванні), дерма (глибший червоний), підкшена жирова тканина (жовтуватий). Без цих шарів шкіра виглядає пластиком, навіть з правильним roughness.

Оточення (стіни, підлоги, пропсі) — тут ключове питання: тайлова текстура або унікальна. Для великих поверхонь тайлова завжди ефективніше за пам'ятю, але вимагає правильного masking, щоб убрати паттерн повторення. Підхід: tiling base + унікальний Dirt/Detail Layer поверху — дає багатство без повторень.

Етапи роботи над текстурами

Процес починається з прегляду меша та UV-розгортки — перед текстуруванням важливо переконатися, що texel density консистентна по всім assets, шви розташовані правильно, немає перевернутих UV-островів. Якщо розгортка вимагає доробки, це фіксується окремо.

Вартість розраховується після аналізу технічного завдання: кількість assets, цільове розрішення текстур, движок та пайплайн рендеринга.