3D-Coat マニュアル 8 章 SECTION 1 1.1「解像度」の異なる形式 ー 1.5 Texture Baking Panel

1.1  Different Forms of  “Resolution”

Within 3D-Coat, resolution can be summarized by the terms, “Perceived Resolution”, “Actual Resolution”, “Viewport Resolution” and “Export Resolution”.

Perceived Resolution

Among those who produce 3D content for “EntertainmentBased” uses, applying techniques which produce a believable effect while using the fewest number of actual hardware and software resources is the most desirable way to structure any given project, with regard to resolution.

Broadly speaking, these project assets can be divided into “Game Assets” and “Film (or Video) Assets”.  Game assets use the fewest resources and the highest level of “Perceived Resolution” - while Film assets can use resolution resources more liberally.

In the Entertainment Industry, artists produce assets that require textures to achieve the element of believability and realism.  In essence, the textures produced create the “illusion” of resolution or detail.

The polygonal structure of a model is actually secondary to the economical use of textures - which include Diffuse, Specular, Normal, Bump and Displacement Maps as the most common.  All of these Maps work together to produce the illusion of resolution and detail - a model’s “Perceived Resolution”.  These are the most common “tricks” CG artists use to produce their realistic “illusions”.

Actual Resolution

Actual mesh resolution is what you are using when working in Voxel space or Surface Mode, and is that resolution which is exported when your model will later be used in CAD and CAM applications that make no use of the techniques common in the entertainment industry.  Within 3D-Coat, all modifications to models for these purposes take place in the Voxel Room and Surface Mode.

Voxels and "Surface Skins" provide the closest representation of a finished model prototype's "Actual Resolution".  A unique set of Export commands can be found in the "File" menu, which allow for saving your model to be used in various forms of 3D cutting and printing.

Viewport Resolution

3D-Coat handles resolution, in the Paint Room, in a unique way, by means of the Viewport - in order to give you realtime representation of models and their associated textures as they are created.

You can designate how much “Viewport Resolution” will be used, which is a temporary representation of a model and its associated textures.  In essence, you can assign the amount of real-time subdivision that is visible while you paint your textures.

This "Viewport Resolution" can be different than the final exported resolution of your model and its associated textures, which are assigned as a final step for use in 3rd party applications.

Export Resolution

This is the resolution of both the retopologized and exported mesh, itself, along with the texture maps that are associated with an exported model file.


1.1「解像度」の異なる形式

3D-Coat では、解像度は「知覚解像度」、「実解像度」、「ビューポート解像度」、「エクスポート解像度」という用語で要約できます。

知覚解像度

「エンターテインメントベース」の用途で3Dコンテンツを制作する人の間では、実際のハードウェアとソフトウェアのリソースを最小限に抑えながら信頼できる効果を生み出す手法を適用することが、解像度に関して任意のプロジェクトを構成する最も望ましい方法です。

大まかに言って、これらのプロジェクト資産は「ゲーム資産」と「映画（またはビデオ）資産」に分けられます。ゲームアセットは最も少ないリソースと最高レベルの「知覚的解決」を使用します - フィルムアセットは解決リソースをより自由に使用できます。

エンターテインメント業界では、アーティストは信憑性とリアリズムの要素を達成するためにテクスチャを必要とする資産を制作します。本質的には、作り出されたテクスチャは、解像度または詳細の「幻想」を生み出します。

モデルの多角形構造は、実際には最も一般的なものとして、拡散反射、スペキュラ、法線、バンプ、ディスプレイスメントマップを含む、経済的なテクスチャの使用に次ぐものです。これらのマップはすべて連携して、解像度と詳細の錯覚、つまりモデルの「知覚的な解像度」を生み出します。これらは、CGアーティストがリアルな「幻想」を生み出すために使用する最も一般的な「トリック」です。

Actual Resolution

実際のメッシュ解像度は、ボクセル空間またはサーフェスモードで作業しているときに使用している解像度で、モデルが後でエンターテインメント業界で一般的な手法を使用しないCADおよびCAMアプリケーションで使用されるときにエクスポートされます。 3Dコート内では、これらの目的のためのモデルへのすべての修正は、ボクセルルームとサーフェスモードで行われます。

ボクセルと「Surface Skins」は、完成したモデルプロトタイプの「Actual Resolution」の最も近い表現を提供します。 「ファイル」メニューには独自のエクスポートコマンドがあり、モデルを保存してさまざまな形式の3Dカットおよび印刷に使用することができます。

ビューポート解像度

3Dコートは、ビューポートを使用して、ペイントルームでの解像度を独自の方法で処理します - 作成時にモデルとそれに関連するテクスチャをリアルタイムで表示できるようにするためです。

使用する「ビューポート解像度」の量を指定できます。これはモデルとそれに関連するテクスチャの一時的な表現です。本質的には、テクスチャをペイントしている間に見えるリアルタイムの細分割の量を割り当てることができます。

この「ビューポート解像度」は、サードパーティ製アプリケーションで使用するための最終ステップとして割り当てられている、モデルの最終エクスポート解像度およびそれに関連するテクスチャとは異なる場合があります。

Export Resolution

これは、再検証されたメッシュとエクスポートされたメッシュ自体の解像度と、エクスポートされたモデルファイルに関連付けられているテクスチャマップの解像度です。


1.2  Micro-Vertex Painting

When you need to provide your model with high levels of "actual" displacement - by means of sculpting or "painting" this displacement - the best mode to use is the "Microvertex" mode.  This mode allows you to export either standard or vector-based displacement maps that accurately reflect the more extreme levels of displacement you have added by means of textures or sculpting.

 Micro-Vertex painting actually modifies a temporary “viewport mesh” - which is a user-defined subdivided version of your base mesh - applying real and actual displacement to this temporary mesh.

Upon export of your model and its associated textures, you are given the option of setting the finished mesh density.  To assure that your model can accurately represent the displacement achieved, real-time in the viewport, make sure you give it adequate polygon density (10’s or 100’s of thousands of polygons).


1.2  Micro-Vertex Painting

モデルに高レベルの「実際の」ディスプレイスメント - スカルプティングまたは「ペイント」によるこのディスプレイスメント - を提供する必要がある場合 - 使用するのに最適なモードは「Microvertex」モードです。このモードでは、テクスチャまたはスカルプティングによって追加したより極端なレベルのディスプレイスメントを正確に反映した標準またはベクトルベースのディスプレイスメントマップをエクスポートできます。

 Micro-Vertexペインティングは、実際には一時的な「ビューポートメッシュ」を修正します。これはベースメッシュのユーザー定義の細分化バージョンです。この一時的メッシュにリアルディスプレイスメントと実際のディスプレイスメントを適用します。

モデルとそれに関連するテクスチャをエクスポートすると、完成したメッシュ密度を設定するオプションが与えられます。モデルが達成されたディスプレイスメントをビューポートでリアルタイムで正確に表現できるようにするために、適切なポリゴン密度（1万または数万のポリゴン）を必ず与えてください。


1.3  Per-Pixel Painting

Use Per-Pixel mode for both high resolution models and low resolution models, where you need maximum compatibility with other environments and where extreme clarity of texture is required. Note that Depth painting within this mode only supports the real time generation of a normal map, rather than actual painted displacement - but, based on this information, a displacement map can be exported as well as a normal map.


1.3  Per-Pixel Painting

高解像度モデルと低解像度モデルの両方でピクセル単位モードを使用します。この場合、他の環境との最大限の互換性が必要とされ、非常に鮮明な質感が要求されます。このモード内のデプスペイントは、実際のペイントされたディスプレイスメントではなく、リアルタイムマップのノーマルマップの生成のみをサポートします。ただし、この情報に基づいて、ディスプレイスメントマップも法線マップと同様にエクスポートできます。


1.4  Ptex Painting

When your model does not require extreme displacement (by means of texture maps) - and you want to work without the considerations of UV Map seams (very fast) - try the Ptex mode.

With the “Texture Editor” Panel open, as well as the Ptex “Tool Options Panel”, you can adjust Ptex resolution, locally, and at any time during the texture painting process - instantly seeing the UV Map changes in real time.

After clicking the “Ptex Icon” at the bottom of the “Painting Tools Panel”, you can designate areas of increased resolution by painting the desired polygons in the Viewport and pressing “Increase Resolution” in the “Tool Options Panel”.

Whatever features you add in the Paint Room can be automatically converted to standard texture maps which can be read by many 3rd party applications.  Ptex provides optimized distribution of texture space, and allows you to work very quickly.

Be aware that texture maps converted from the Ptex Mode are not suitable for modification in external paint apps, like Photoshop. At this time, Ptex is still considered an experimental process for texturing.


1.4  Ptex Painting

モデルが極端な移動を必要としない場合（テクスチャマップによる）、UVマップの継ぎ目を考慮せずに作業する場合（非常に高速）、Ptexモードを試してください。

Ptexの「ツールオプションパネル」と同様に「Texture Editor」パネルを開いた状態で、Ptexの解像度をローカルに、そしてテクスチャペイントプロセスの間いつでも調整することができます。

「描画ツールパネル」の下部にある「Ptexアイコン」をクリックした後、ビューポートで目的のポリゴンを描画し、「ツールオプションパネル」で「増加解像度」を押すことで、高解像度の領域を指定できます。

ペイントルームに追加した機能はすべて、自動的に標準のテクスチャマップに変換され、多くのサードパーティ製アプリケーションで読み込むことができます。 Ptexはテクスチャ空間の最適化された分布を提供し、そしてあなたが非常に速く働くことを可能にします。

Ptex モードから変換されたテクスチャマップは、Photoshop などの外部のペイントアプリケーションでの変更には適していません。現時点では、Ptex はまだテクスチャリングのための実験的なプロセスと見なされています。


1.5  Texture Baking Panel

With the Micro-vertex approach every face, (quad only allowed), was represented as a patch N×M vertices (N and M could be different for every face). Every vertex had color and coordinates in space, so every kind of displacement was allowed. However this approach was limited because it was very difficult to edit meshes with non-quad faces, and projecting a patch to texture resulted in a loss of quality, so it was difficult to import a texture, edit it and then export because the after-export texture appeared to be slightly blurred. So we decided to implement Per-Pixel Painting. Here are the basic points of this technology:

Painting is performed not over vertices but over pixels on the texture directly. It looks like every pixel on the texture is represented as a point in space.

Every pixel contains any number of Layers of color, opacity, normal displacement and specularity.

Every Layer can be blended with the previous one using well-known blending operations for color and displacement.

Every texture point in space has its neighbors in a per-pixel representation. It is important because it lets you not only paint over the model but also to perform non-local operations – like blurring and sharpening with brush.

Some operations are performed in space, like painting, filling, applying curves, some in projection, like smudge. All this is transparent to the user.

Most operations can be performed (optionally) not only on the visible side of an object but on the invisible too, like applying curves, filling, painting rings, rectangles and polygons over the surface.

Exchange with other applications becomes really fast and has no quality loss, so you can use 3D-Coat in any stage of the pipeline for a final touch or to perform full texturing.

You can import a normal map and use it as a reference for texture painting. Normal maps can be changed too, you can apply some smoothing (not over seams) or fade some areas. It creates seamless painting and smoothing over textures.

Per-Pixel painting has only one disadvantage when compared to Micro-Vertex painting: per-pixel painting does not support vector displacement, only normal displacement. Sometimes this functionality difference is important, so we left both approaches as options.

For example, using the Micro-Vertex approach to paint on baked voxel sculptures gives you better results. Additional advantages of per pixel painting are as follows:

• The ability to affect pixels on the back of the model, (filling, blurring and applying overall effects.)

• The painting quality does not depend on the distance from the object to the camera.

• More precise painting: what you see is what you get.

The key advantage over Micro-Vertex painting is the ability to blur pixels underneath the brush. This is possible because every pixel has a neighbor toward which it can be blurred.


1.5  Texture Baking Panel

Micro-vertex アプローチでは、すべての面（クワッドのみが許可されます）は、パッチN×Mの頂点として表されました（NとMはすべての面で異なる可能性があります）。すべての頂点は空間内に色と座標を持っていたので、あらゆる種類の移動が可能でした。しかし、クワッド以外の面を持つメッシュを編集することは非常に困難であり、パッチをテクスチャに投影すると品質が低下するため、この方法は制限されていました。
エクスポートテクスチャは少しぼやけているように見えました。
そこで、Per-Pixel Painting を実装することにしました。このテクノロジの基本は次のとおりです。

ペイントは頂点ではなく、テクスチャ上のピクセルに対して直接行われます。テクスチャ上のすべてのピクセルが空間内の点として表されるように見えます。

各ピクセルには、色、不透明度、法線の変位、およびスペキュラリティのレイヤーがいくつでも含まれています。

すべてのレイヤーは、色とディスプレイスメントのためのよく知られているブレンディング操作を使用して前のものとブレンドすることができます。

空間内のすべてのテクスチャポイントは、ピクセルごとの表現で隣接しています。モデルを塗りつぶすだけでなく、ぼかしやブラシによるシャープニングなど、ローカルではない操作も実行できるため、重要です。

ペイント、塗りつぶし、曲線の適用などの一部の操作は、汚れなどの投影の中で実行されます。これはすべてユーザーには見えません。

曲面の塗りつぶし、塗りつぶし、リングの塗りつぶし、長方形、多角形の適用など、ほとんどの操作は（オプションで）オブジェクトの表示側だけでなく、非表示の側でも実行できます。

他のアプリケーションとの交換は非常に速くなり、品質を損なうことはありません。そのため、最終段階のタッチやフルテクスチャリングを実行するために、パイプラインのどの段階でも3D-Coatを使用できます。

法線マップをインポートして、テクスチャペイントの参照として使用できます。法線マップも変更することができます、あなたはいくつかのスムージングを適用することができます（継ぎ目の上ではない）またはいくつかの領域をフェードさせることができます。それは継ぎ目が無い絵画を作りそして質の上で滑らかにする。

Per-Pixel Painting は、Micro-Vertex Painting と比較して1つの欠点しかありません。Per-Pixel Painting は、ベクトルの置き換えをサポートせず、通常の置き換えのみをサポートします。この機能の違いが重要な場合があるので、両方の方法を選択肢として残しました。

たとえば、ベイク処理されたボクセル彫刻にマイクロ頂点アプローチを使用すると、より良い結果が得られます。Per-Pixel Painting のその他の利点は次のとおりです。

• モデル背面のピクセルに影響を与える機能（全体的な効果の塗りつぶし、ぼかし、および適用）。

• 塗装品質は、被写体からカメラまでの距離には左右されません。

• より正確な絵画：あなたが見るものはあなたが得るものです。

Micro-Vertex Painting よりも優れている点は、ブラシの下のピクセルをぼかすことができることです。これは、すべてのピクセルに隣接するピクセルがあるため、ぼやけてしまう可能性があるためです。


Notes:

Painting With Depth

Painting, in 3D-Coat, can take place in up to 3 “channels” at the same time - Depth, Color and Specular. Enable or disable whichever channels you wish to use, simply by clicking on the corresponding icon in the top tool bar.
 Hovering the mouse pointer over each of these icons brings up an additional menu of options.

The Additive painting option is best illustrated in the diagram to the right. When not enabled, crossing brush strokes plateau at the same level of depth - when enabled, the same strokes will cause paint to “pile up” wherever the strokes intersect. Also, if the option is disabled, the overlapping behavior is applied only on strokes drawn in the current Layer.

The depth of your painted stroke can be controlled, “on the fly”, simply by holding the Right mouse button down and dragging up or down. The depth intensity is visually indicated by the center colored and contoured line within the painting cursor, (red by default). The shape of this center contour reflects the shape of the Alpha you have selected in the primary Brush Panel.

Depth intensity can also be controlled with the keyboard by pressing either the “+” or the “-” key, or by rolling the mouse scroll wheel forward or backward.

When using a stylus, use less pressure to avoid stroke “overdrive”. When painting in the Micro-Vertex mode, and your mesh is low resolution, painting with high depth intensities may cause abrupt mesh distortion.

Smoothing of your painted depth stroke can be adjusted by using the “Smoothing” slider in the top Brush tool bar or by holding down the “Shift” key and the Right mouse button and dragging up or down. The keyboard shortcut for this function is either “Shift +” or “Shift -”. The center brush profile line becomes green, by default, when you are in Smoothing mode.


ノート：

奥行きのある絵

3D-Coat での塗装は、同時に最大3つの「チャンネル」 - 深度、色、スペキュラ - で行うことができます。一番上のツールバーの対応するアイコンをクリックするだけで、使用したいチャンネルを有効または無効にできます。
 これらの各アイコンの上にマウスポインタを合わせると、追加のオプションメニューが表示されます。

Additive painting オプションは、右の図（公式マニュアル 137ページ）に最もよく示されています。有効にしない場合、交差するブラシストロークは同じ深さの高さで水平になります - 有効にすると、ストロークが交差する場所では同じストロークでペイントが「重ねる」ことになります。また、このオプションが無効になっている場合、重なり合う動作は現在のレイヤーに描画されているストロークにのみ適用されます。

ペイントしたストロークの深さは、マウスの右ボタンを押したまま上下にドラッグするだけで、「オンザフライ」で制御できます。深さの強さは、ペイントカーソル内の中央の色付き輪郭線で視覚的に示されます（デフォルトは赤）。