Классическая UV-развертка и её ограничения
В стандартном подходе UV-развертка 3D-модели располагается в пределах единого квадрата с координатами 0 до 1 по осям U и V. Все элементы развертки имеют свои текстурные координаты относительно этого пространства. Если просто скопировать развертку в другой, идентичный квадрат (например, с координатами 1 до 2), её внутренняя структура и координаты не изменятся. Это фундаментальный принцип классической UV-развертки.
Таким образом, для корректного отображения текстур критически важно, чтобы вся развертка была строго вписана в границы этого единого UV-квадрата. Исключение составляют только тайловые (бесшовные) текстуры, которые могут повторяться бесконечно. В этом случае элементы развертки можно размещать и по краям квадратов, так как стыки будут незаметны. Однако этот метод не подходит, если требуется запечь (сгенерировать) дополнительные карты текстур, такие как нормали или карты Ambient Occlusion. Для запекания оболочки по-прежнему должны оставаться в границах своего UV-пространства.
Проблема разрешения и производительности
Традиционный пайплайн текстурирования включает создание уникальной UV-развертки в квадрате 1001, запекание технических карт и последующую работу в программах вроде Substance 3D Painter или Mari. Результатом становится набор текстур (например, для PBR-шейдера: Base Color, Metalness, Roughness, Normal), который используется в движке.
Главное ограничение этого подхода — физический предел разрешения единой текстуры. Часто верхней границей является 8K (8192x8192 пикселей), что обусловлено возможностями софта и железа. Увеличение разрешения с 4K до 8K ведет к четырехкратному росту количества пикселей, что серьезно нагружает систему и может быть неприемлемо для коммерческих проектов, где важна оптимизация.
Решение: UDIM workflow
Технология UDIM (U-Dimension) предлагает элегантное решение этой проблемы. Её суть в том, чтобы разбить UV-развертку модели не на один, а на несколько независимых квадратов (1001, 1002, 1003 и т.д.). Каждый такой квадрат (UDIM-тайл) получает свой собственный набор текстур. Это позволяет радикально увеличить общую плотность текселей (Texel Density) и детализацию модели, не повышая разрешение каждой отдельной текстуры до запредельных значений, а просто умножая их количество.
Например, если развертка разделена на 4 квадрата (1001-1004), то для PBR-шейдера потребуется уже 4 набора текстур, то есть 16 отдельных файлов (Base Color, Metalness, Roughness, Normal для каждого UDIM). Разрешение повышается не «вглубь» (больше пикселей на текстуру), а «вширь» (больше текстурных страниц).
Это можно сравнить с разделением сложной модели (например, грузовика) на логические части (кабина, кузов, рама) и текстурированием каждой части отдельно, но в рамках единой системы координат UDIM. Такой подход более гибкий и эффективный, чем создание полностью независимых моделей.
Сфера применения UDIM
На сегодняшний день UDIM-текстурирование является стандартом в индустрии кино и высокобюджетной компьютерной графики, где требования к детализации крайне высоки. В геймдеве эта технология пока применяется ограниченно из-за высоких требований к производительности и оптимизации для реального времени. Тем не менее, история показывает, что многие передовые технологии из области кинопроизводства со временем находят свой путь в игровую индустрию.
Больше интересных статей здесь: Технологии.
Источник статьи: UDIM UV-развертка.