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UV Mapping

(UV マッピング)

3次元のオブジェクトに2次元のテクスチャをマッピングする一番柔軟な方法は「UVマッピング」と呼ばれています。この処理では3次元(X、Y、Z)のメッシュを与えて平らな2次元(XとY…またはすぐにお目見えする「UとV」)の画像に展開します。要するに画像の各色がメッシュに配置され、メッシュの面の色として見えるようになります。UV テクスチャをオブジェクトに張って、プロシージャルなマテリアルやテクスチャにはできない現実感と、頂点ペイントを越えるディテールを与えてください。

UVs Explained

(UV の説明)

観察される箱
平らにマップされた箱

UVマッピングを理解するのに一番よい例えは、ボール紙の箱の裁断です。箱はシーンに追加した立方体と同じように3次元(3D)のオブジェクトです。

ハサミで箱を切ったり折ったりしたら、机の上に平らに広げることができるでしょう。机の上にある箱を見下ろしているとき、U は左右方向を、V は上下方向を指していると考えます。この画像はしたがって2次元(2D)です。この "テクスチャ空間の座標" を指すのに通常の XY の代わりに(というのはこれは Z と一緒に "3D 空間" の参照にいつも使われているので) UV を使います。 箱を再び組み立てると、紙の UV位置は箱の (X,Y,Z) 位置に変換されます。これが、コンピュータが2次元画像で3次元のオブジェクトを包むために行なっていることです。

UV の展開処理では、物体の面(この例では箱)を UV/画像エディタウィンドウにある平らな画像に対応付ける(map)方法を、Blender に正確に伝えます。方法は完全にあなたに任されています。(前の例の続きで、最初に机の上に箱を平らにして置いているものと考えてください。それを小さく切り、何とかして伸ばしたり縮めたりして、机の上にある他の写真の上に何らかの方法で並べます ...)

Cartography Example

(地図製作の例)

地図製作者は数千年もの間、この問題に取り掛かってきました。地図製作の例(下図)では世界全体の投影図を作っています。地図製作ではスペースシャトルに乗って地球の表面(球体)の写真を撮り、折り畳んで車の小物入れに入るような平らな地図を作ります。どのやり方も両極に向かって穴を '埋める' か、地図の輪郭を変えます:

メルカトル図法
モルワイデ図法
アルバース図法

これは球を UVマップするやり方の一例です。百ほどある一般的な投影手法にはそれぞれ長所と短所があります。どの方法を使うにしても、Blender を使えば同じことをコンピュータでできます。

もっと複雑なモデル(上の世界地図で見たようなもの)では、面が「切れない」部分で問題が起きますが、替わりにこの部分は平らになるように引き延ばされます。これは UVマップを作りやすくしますが、最終的にマップされたテクスチャに歪みを生じることがあります(北極、南極に近い国や州は赤道上にあるものより平らな地図では広く見えます)。

Half-Sphere Example

(半球の例)

3D空間 (XYZ) と UV空間の比較(クリックして拡大)

この画像では 3D空間で印をつけられた面の形状や大きさが、UV空間と違うことがよくわかります。

この違いは 2D平面上(例えば UVマップ)に合わせて 3D空間の一部(XYZ)を「引き延ばすこと」(専門的に言えばマッピング)によるものです。

3D オブジェクトが UVマップを持っていれば、3D 座標の X、Y、Z に加えて、オブジェクト上の各点は対応する U と V 座標も持ちます(上の画像の P は 3Dオブジェクト上の点がどのように 2D画像上にマップされるのかを示す例です)。

The UV Editor

(UVエディタ)

UVマッピング用の機能について詳しくは UV/画像エディタ をご覧ください。

Advantages of UVs

(UV の利点)

以前の章で説明されたプロシージャル(生成式)テクスチャは、繰り返すことなしに 3Dオブジェクトに常に「フィット」するので便利です。一方でもっと複雑なものや自然なオブジェクトには不十分です。例えば人間の頭部の肌がプロシージャルで生成されれば、必ず不自然に見えます。顔のしわや車のこすれ傷の位置はランダムではなく、モデルの形や使われ方に左右されます。手描きの絵や実写写真は、もっと制御が効いて現実味を与えます。具体的には本の表紙、タペストリー、じゅうたん、しみ、細かな装飾のあるものなどでは、UVテクスチャを使った面のすべてのピクセルをアーティストが制御できます。

UVマップは、モデルの各ポリゴンにテクスチャのどの部分を割り当てるかを表します。面の頂点はそれぞれ、マップされる画像の一部分を示す2次元座標に割り当てられます。この2次元座標は UV と呼ばれます(3次元の XYZ 座標と対照的です)。UVマップの生成操作は2次元の平面にメッシュを広げるように見えるので「unwrap(包装を解く)」とも言います。

Blender は単純な 3D モデルのほとんどに対して、簡単に使える自動展開アルゴリズムを備えています。複雑な 3D モデルは、通常の立方体、円筒状、球状マッピングでは普通は間に合いません。一様で正確な投影のために、シーム(seam、縫合線)を使って UV マッピングを誘導してください。シームは人の頭や動物のような不規則で複雑な形にテクスチャを張るのに使えます。こうしたテクスチャは手描きの画像であることが多く、 Gimp や Photoshop、あるいはお好きなペイントアプリケーションで作ります。

ゲーム
UVマッピングは Blender ゲームエンジンや他のゲームにとっても欠かせないものです。モデルに使うテクスチャ方式のデファクトスタンダードで、ゲームで目にする大半のモデルは UVマッピングが施されています。