Was sind 3D-Texturen, und wie kann ich sie erstellen?

Die meisten 3D-Modelle werden standardmäßig in einem Grauton des jeweiligen Programms dargestellt. Zur Gestaltung der Oberflächen verwendet man 2D-Fotos, die mithilfe verschiedener Verfahren auf die Flächen gelegt werden. 3D-Texturierung verleiht einem 3D-Modell realistische Substanz. Eine Methode besteht wie gesagt darin, das Modell mit Bildern zu umhüllen. Die Art und Weise, wie die Hülle auf Licht reagiert, wird durch die Definition der Materialeigenschaften festgelegt. Diesen Ansatz bezeichnet man als physikalisch basiertes Rendering (PBR). PBR-Materialien werden gerne für eine schnelle Texturierung von Modellen verwendet. Viele Programme gehen hier unterschiedlich vor. Adobe Substance 3D Painter hat sich in diesem Bereich als branchenführende Lösung etabliert.

Je nach Anforderung des jeweiligen 3D-Modells kannst du 2D-Bilder auf die Modelloberfläche applizieren oder mit Materialien arbeiten. Wir haben hier einige Begriffe zusammengestellt, die man für die Arbeit mit den Werkzeugen für 3D-Texturierung kennen sollte.

Es gibt viele verschiedene Arten von Materialien. Hier erfahrt ihr, was ihr wissen solltet.

Ein Material ist normalerweise ein quadratisches Bild, das verschiedene Kategorien von Daten enthält. Diese Daten definieren das Erscheinungsbild des Materials in einem gerenderten 3D-Raum, also wie z. B. Tiefe, Schatten und Lichtreflexionen simuliert werden.

PBR-Materialien wurden erst mit den großen Arbeitsspeichern moderner Computer möglich, die komplexere Algorithmen berechnen können. Sie enthalten eine Reihe von Eigenschaften, die im Kreativprozess angepasst werden, um echte Oberflächen exakt nachzubilden. PBR-Materialien lassen sich in eine beliebige Szene unabhängig von den vorhandenen Beleuchtungskonfigurationen einfügen. Ihr Erscheinungsbild passt sich entsprechend an.

Es gibt zehn verschiedene Map-Typen, die für PBR verwendet werden:

1. Albedo

2. Normal

3. Roughness (Rauheit)

4. Metalness (Metallisch)

5. Specular (Glanzlicht)

6. Height (Höhe)

7. Opacity (Deckkraft)

8. Ambient Occlusion (Umgebungslicht Verdeckung)

9. Refraction (Brechung)

10. Emissive Color (Emissionsfarbe)

Manche Programme enthalten auch Materialien, die nicht auf PBR basieren. Da diese Materialien nicht standardisiert sind, kann die damit verbundene Arbeitsmethode je nach Programm variieren.

Nach diesem kurzen Blick auf den Branchenstandard zur Erstellung von Materialien befassen wir uns etwas ausführlicher mit der 3D-Texturierung.

Die 3D-Modellier-Software muss wissen, wie Texturen und Materialien auf die Modelloberflächen gelegt werden sollen. Traditionell wird dafür zuerst das Modell in eine Fläche auseinandergefaltet. Ein 3D-Mesh ist im Grunde ein Netz aus vielen 2D-Polygonen. Das heißt, du kannst das gesamte Netz flach auslegen, ähnlich wie ein Kleidungsstück, dem du die Nähte auftrennst. Du entfaltest also das Modell. Alle Polygone werden im 2D-Raum dargestellt, und du kannst die Texturen applizieren.

Füge Texturen und Materialien hinzu, und lege dann die Parameter fest, um die Oberflächenbeschaffenheit des Objekts möglichst realistisch zu simulieren. Bei jeder Oberfläche, ob menschliche Haut, Fell, Stoff oder Metall, sind kleinste Nuancen dafür ausschlaggebend, wie realistisch sie wirken und mit dem Licht interagieren. Ein neues, poliertes Stück Leder reflektiert zum Beispiel Licht, altes, wettergegerbtes Leder dagegen nicht.

Adobe Substance 3D umfasst fünf leistungsstarke Programme für 3D-Artists. Das Toolset automatisiert und erleichtert zahlreiche technische Aspekte beim 3D-Design, sodass sich Artists besser auf den Kreativprozess konzentrieren können. Erfahre mehr über die Texturerstellung für 3D-Modelle mit den folgenden Tipps von Expertinnen und Experten.

Ein Modell mit ungenauer Topologie lässt sich nur unter Schwierigkeiten in eine UV-Fläche entfalten und texturieren. Da Materialien und Texturen auf einer Kachelstruktur basieren, sind Nähte oft unvermeidbar. Mangelnde Präzision kann das Erscheinungsbild der Textur beeinträchtigen, z. B. wenn eine Naht an einer Stelle erscheint, wo dies physikalisch keinen Sinn macht. Es entsteht eine sichtbare Linie an Stellen, wo zwei Texturen nicht nahtlos ineinander übergehen.

Bei der Modellierung mit Substance 3D Modeler musst du dir keine Gedanken über technische Dinge wie Polygone oder UV-Unwrapping machen. 3D Modeler verwendet einen Voxel-basierten Ansatz. Hier werden die Objekte ähnlich wie beim Modellieren mit echtem Ton geformt. Die Umwandlung in Meshes und das UV-Unwrapping übernimmt die Software.

Adobe Substance 3D Painter ist ein leistungsfähiges 3D-Tool für Texturierung. Mit 3D Painter musst du dir keine großen Gedanken über einzelne Texturierungs-Maps und die Handhabung der UV-Maps machen. Die Objekte können direkt bemalt werden. Du kannst Materialien auftragen und eigene Materialien erstellen – alles in Echtzeit. Zum Schluss exportiert 3D Painter deine Materialien und Textur-Maps, z. B. für den Einsatz in einer Gamesengine.

Du kannst auch Oberflächen in der realen Welt fotografieren, um daraus eigene Materialien zu erstellen. Das geht mit 3D-Software zur Bilderfassung, z. B. Adobe Substance 3D Sampler. 3D Sampler verwendet KI und Automatisierungsfunktionen, um nahtlose Materialien anhand von Fotos zu erstellen. Die Ergebnisse sind erstaunlich gut, unabhängig davon, ob die Bilder mit dem Smartphone oder einer High-End-Kamera aufgenommen wurden. 3D Sampler generiert in wenigen Minuten vollständig anpassbare PBR-Materialien.

Texturierung ist ein zentraler Schritt in jeder 3D-Pipeline, bei dem du mit deiner Kreativität Aussage und Wirkung eines Designs definierst. Ob handgezeichnet oder fotorealistisch generiert: Texturen sind maßgeblich für den Erfolg eines Projekts.

Wenn du mehr über die Erstellung von Texturen mit Substance 3D erfahren willst, empfehlen wir diesen Artikel.