# UV Развёртка
 
Развёртка - это модель, сделаная из объемных форм. На любой объект в редакторе можно положить материал, выбрать его цвет и настроить блик. Но  **положить текстуры на 3D объекты нельзя до тех пор, пока не сделана развёртка**. Программа просто не знает как накладывать плоскую текстуру на геометрию.

Отсюда возникает отдельный этап пайплайна — UV развёртка.

> Развёртка переносит объёмные формы на плоскость для того, чтобы на них можно было положить текстуры.
  
Пример из реальной жизни:
В оригами из плоского листа бумаги делаем объемный объект, а развёртка делает то же самое, но наоборот — из объемного делает плоское.

![](photo/uv.png)  

**Развёртка для видеоигр всегда делается из лоуполи модели**

В мультфильмах и иногда в кино мапят хайполи с технологией **pTex**, которая позволяет текстурить модель без развертки, но это отдельная история. Если ты разрабатываешь модель для компьютерной игры, то разворачивается всегда лоуполи.

**pTex** - формат, который содержит (2d-) информацию о пикселях каждой грани 3D модели. Формат был разработан студией "Disney" для 3d-рисования. Формат был с открытым исходным кодом.

___

С чего начинается работа с развёрткой?

В любом 3D редакторе есть инструментарий для работы с UV.

Базового функционала той же Maya хватит, чтобы сделать развёртку даже для очень сложной модели. Но для удобства и редких фишек (например, отрисовка паддинга) иногда используют отдельные программы, созданные исключительно для работы с UV.
**Паддинг** - это текстурный отступ, нужен чтобы на модели не было швов, при генерации.
___ 
Как видно на картинке, у куба есть 8 точек и 6 квадратных полигонов. 
![](photo/cube.png)  
Но количество точек на UV больше, чем на самой модели т.к. одна точка на модели может иметь несколько точек на UV.
![](photo/uvdote.png)  
В общем, каждая точка будет принадлежать полигону, который с ней связан.
Главное сейчас — **каждый полигон имеет своё место на UV** как плоский объект, чтобы программа знала как класть текстуру на геометрию.
___ 

Два вида мапинга

Без теории не обойтись.Когда ты разворачиваешь объекты на UV, есть 2 пути:

1) Сделать  **уникальный мапинг**.

2) Сделать  **тайловый мапинг**.

![](photo/mapping.png)  

На квадрат на UV, который находится от 0 до 1 важнее. Именно на него накладывается текстура, а на всех остальных квадратах текстура просто повторяется.  
![](photo/cubeuv.png)  

Если разворачивается модель на UV так, что все объекты находятся в первом квадрате и не выходят за его пределы, это называется уникальным мапингом.

**Делая hard surface или персонажей для игры, тебе нужно делать именно уникальный мапинг**. А для объектов окружения, ландшафтов и зданий часто используется тайловый мапинг.
**Hard surface** - твердые отражающие поверхности.
___
### Уникальный мапинг

Пример:
Мы хотим замапить наш грузовичок. У него есть текстура с деревом для кузова и текстура с крашеным металлом для кабины.

![](photo/truck.png)  

Мы можем сделать 2 материала. Один под дерево, другой под крашеный металл. И уже мапить объекты на эти 2 материала.

Но есть нюанс. Каждый новый материал — это лишний вызов отрисовки (draw call), который нагружает игровой движок. А мы моделим грузовичок для игры. Нам крайне важно использовать минимальное количество ресурсов.

Поэтому, вместо этого мы делаем всего один материал. Сначала мы разворачиваем все объекты на UV, потом кидаем в фотошоп или Substance Painter и красим эти элементы по отдельности.

> На важные объекты для больших современных игр можно добавлять по 3-5 материалов.

На выходе мы получаем одну единственную квадратную текстуру, сделанную специально для нашей модели.

![](photo/uvtex.png)  

Это и называется  **уникальным мапингом**. Это технология, которая заключается в следующем:

— Мы мапим все объекты на UV только в первый его квадрат. Ни один из шеллов не выходит за его пределы, и шеллы не пересекаются.

— Объекты покрашены по-разному (кузов деревянный, кабина из крашеного металла). Причём это не повторяющиеся, а уникальные текстуры.

— Но на выходе мы имеем одну единственную текстуру и один материал, тем самым экономим ресурсы игрового движка.
___
### Тайловый мапинг

Как уже известно, **квадраты на UV бесконечны**. Это значит, что текстура, которая  положена в первый квадрат будет повторяться бесконечное количество раз. **Это бесконечное повторение текстур называется тайлом.**

Тайловый маппинг очень часто используется  **для развёртки зданий, предметов окружения и ландшафтов.**

Мы хотим сделать развёртку этого дома и для этого:

![](photo/building.png)  

Сначала мы создадим материалы с бесшовными текстурами. Потом кладём их на геометрию с помощью авторазвёртки (box maping).  
  
И так делаем для каждого из объектов. Для стены дома — один материал с кирпичной кладкой. Для прилавка — другой материал с текстурой дерева. И так далее.  
  
![](photo/materials.png)  

Ещё один момент — при тайловом мапинге сами UV шеллы могут выходить за пределы первого квадрата UV. Это нормально.  
  
Зачем это нужно? Представь, что у вас есть бесшовная текстура с кирпичом. Если развёртка всех стен будет в первом квадрате, то кирпичи будут слишком крупными. Так как текстура с первого квадрата бесконечно повторяется, а у текстуры нет швов — мы просто меняем размер шеллов на UV и подбираем подходящий для нас размер.  
  
В автомапинге не так важно как выглядит UV развёртка. В отличие от уникального мапинга, нет смысла умещать все шеллы внутри первого квадрата и экономить пространство на UV. Главное, чтобы текстуры выглядели аккуратно и без потягов.  
  
Надеюсь, что сейчас ты понял разницу между уникальным мапингом и тайловым.  
  
Вот так выглядит наш дом после развёртки и текстур.  

![](photo/afterbuilding.png)    

Говоря про тайловый мапинг, есть один важный момент насчёт текстур.  
  
Если не  нужны швы при повторении текстуры нужно использовать **тайловые текстуры**, то есть текстуры без швов.
  
И есть целый ряд библиотек с тайловыми текстурами. Вот несколько полезных сайтов:
> textures.com
 texturehaven.com
 poliigon.com
>quixel.com/megascans/library

![](photo/tile.png)  

Тайловая текстура, т.е. текстура, которая повторяется без швов.Но есть нюансы. У нас в сцене есть несколько разных фруктов.

![](photo/fruits.png)  

Кусок сцены с фруктами.

Как ты знаешь, каждый из материалов — это отдельный вызов отрисовки в игровом движке. Чтобы сэкономить ресурсы и не создавать под каждый из фруктов отдельный материал, мы нарисуем одну текстуру и замапили на неё все фрукты. В игре мы почти все не тайловые текстуры засунули бы в один атлас, сделали бы его плотнее и аккуратнее.

![](photo/map.png)  

Одна текстура — и сразу несколько покрашенных объектов. Это простейший атлас.​

Атласы — это один из приёмов, которые часто используются в видео играх.

Раз речь зашла о текстурах, есть ещё один момент, который нужно знать.**Лучше всего работать с квадратными текстурами.**

Оверлапы сэкономят пространство на UV

Если на модели есть одинаковые элементы, например, болты на обшивке, то на UV их можно размапить на один и тот же UV shell.