肖明慧 繆明會 曹德飛 陸映峰

【摘要】本文以3D建模中UV利用率的優(yōu)化研究作為主題，講述了UV優(yōu)化使用在建模中的重要性，以及如何重復(fù)使用UV來節(jié)省利用空間，使建模設(shè)計(jì)者能夠了解到節(jié)省空間、最大化使用UV空間在建模中是非常好的一個(gè)習(xí)慣。

【關(guān)鍵詞】UV展開;UV貼圖;3d Max

一、UV和貼圖

（一）UV

UV其實(shí)就是貼圖在模型上的坐標(biāo)位置，也就像空間模型的X，Y，Z軸。它定義了圖片上每個(gè)點(diǎn)的位置的信息，這些點(diǎn)與3D模型是相互聯(lián)系的，以決定表面紋理貼圖的位置。UV就是將圖模像上每一個(gè)點(diǎn)精確對應(yīng)到型物體的表面，在點(diǎn)與點(diǎn)之間的間隙位置由軟件進(jìn)行圖像光滑插值處理。UV的使用對于每一個(gè)建模者來說是必不可少過程，它可以幫助建模者在后期的貼圖工作中更簡易便捷。

（二）貼圖

貼圖是3D影視動(dòng)畫以及游戲制作過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，用來呈現(xiàn)物體的紋理效果。其用ps等平面軟件制作材質(zhì)平面圖，利用Maya、3DMax等3D制作軟件建立的立體模型上的過程，稱為貼圖。其在3d Max制作效果中非常廣泛，合理地應(yīng)用貼圖技術(shù)可以制作出真實(shí)的貼圖，使得材質(zhì)質(zhì)感更加突出。這也使得3D模型更逼真、更貼合實(shí)際，也能讓一個(gè)作品更具吸引力，用戶能擁有較好的視覺體驗(yàn)。

（三）四方連續(xù)圖

四方連續(xù)，是圖案畫中的一種組織方法。四方連續(xù)是由一個(gè)紋樣或幾個(gè)紋樣組成一個(gè)單位，向四周重復(fù)地連續(xù)和延伸擴(kuò)展而成的圖案形式。四方連續(xù)的常見排法有梯形連續(xù)、菱形連續(xù)和四切（方形）連續(xù)等。一般在重復(fù)利用UV貼圖時(shí)，使用四方連續(xù)貼圖可以做到無接縫連接。

二、UV的使用

（一）常規(guī)UV擺放

UV展開最重要的就是UV的擺放。一般來說，在制作UV展開時(shí)，是將整個(gè)模型進(jìn)行展開，使用快速撥等工具讓其自動(dòng)排版。這樣不僅工序較多而且UV利用率也很低。

以下圖所示房屋模型為例（如圖1），在不提高利用率的情況下，要使用很多貼圖。UV展開如圖2所示：

（二）優(yōu)化UV利用

UV的優(yōu)化實(shí)際上是提高有限尺寸的貼圖精度，讓模型與貼圖完美的進(jìn)行匹配;是為了減少資源的浪費(fèi)而提出的一種思想，把以往的一對一關(guān)系改為一對多關(guān)系，減少重復(fù)的UV部分，大大提高了UV的使用率，縮減貼圖占用的資源。

在做UV展開時(shí)，需要盡量保持UV不拉伸的情況下對每個(gè)單位的UV外輪廓進(jìn)行概括修飾，以達(dá)到能相互契合的目的。邊緣平直的UV較邊緣曲折的UV更容易契合，且占用更少的空間;但在制作過程中，總會遇到不規(guī)則模型，其UV的處理也因此而不同。除此之外，還需要考慮貼圖的無縫銜接，此時(shí)就需要將展開處選擇在看不到的地方，在排版時(shí)將看得到的地方精細(xì)化，將接縫邊緣處處理成近乎水平，這就可以避免了因?yàn)橥庑纹鹾隙鹊投斐蒛V空間浪費(fèi)的局面。

在進(jìn)行UV優(yōu)化時(shí)，要仔細(xì)觀察模型，看模型結(jié)構(gòu)是否對稱，UV是否能夠共用。對于結(jié)構(gòu)對稱的模型，可以只對部分模型進(jìn)行UV展開以及貼圖，在做好UV貼圖之后使用其他修改器使其成為一個(gè)完整的模型;對于結(jié)構(gòu)不對稱但UV可以共用的模型，可以直接對其UV進(jìn)行重疊擺放實(shí)現(xiàn)UV的重復(fù)利用;對于結(jié)構(gòu)不對稱UV也不能共用的模型，就只能遵循從主體部分開始分布利用空間，盡可能地使UV擺放緊湊，使其利用率最大化。

對于上述房屋模型，仔細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)是對稱的，模型可以只做四分之一，然后將這部分模型進(jìn)行UV展開、并進(jìn)行UV擺放，做完后分別進(jìn)行前后、左右兩次對稱即可。下圖（如圖3所示）即為該房屋模型進(jìn)行優(yōu)化后的UV展開圖：

三、優(yōu)化意義

模型的制作階段通常分為：模型制作—模型UV分解—貼圖制作三個(gè)階段，這三者是息息相關(guān)的。模型的布線是否平均關(guān)系到UV展開是否平整，其部件的拆分是否合理關(guān)系到UV的空間利用是否合理，而UV的空間合理利用關(guān)乎貼圖的繪制。

提高UV利用率，不僅能在貼圖精度規(guī)格限制的前提下表現(xiàn)模型最佳效果，還能節(jié)省貼圖資源，使項(xiàng)目運(yùn)行更加流暢，給用戶帶來更好的體驗(yàn)。

四、結(jié)論

本文主要研究了3D技術(shù)中UV利用率的提高方法。由于模型制作、UV與貼圖是息息相關(guān)的，因此在研究UV重復(fù)率的時(shí)，也離不開模型的創(chuàng)建與貼圖工作。在展開研究UV利用率如何提高這一問題的同時(shí)，要秉承UV的大小決定貼圖的精度的原則。做UV展開時(shí)，需要考慮模型原圖與貼圖效果是否匹配，在進(jìn)行分類展開、總體排版時(shí)需要考慮模型的主次，即從主要部分開始分布UV，盡可能讓UV緊湊排放。如此便能減少資源的浪費(fèi)，最大化利用貼圖資源，使模型更生動(dòng)形象，同時(shí)也能保證模型運(yùn)行時(shí)的流暢度。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹茂鵬，瞿穎健.3ds Max 2016中文版+VRay效果圖制作從入門到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2018：246.

[2]吳波，李儉，郝春梅.3ds Max 2010中文版從新手到高手[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[3]游藝網(wǎng)教育部.網(wǎng)絡(luò)游戲角色制作[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015：1.

[4]婚紗寫真網(wǎng)站.四方連續(xù)圖案[EB/OL].https：//baike.so.com/doc/6728287-6942569.html，2017-10-25.