Mappe di un Modello 3D - Materiali PBR

In questo tutorial vedremo cosa sono i materiali PBR e come sono utilizzati all'interno dei file GLB.

I materiali PBR, acronimo di Physically Based Rendering, forniscono un modo per descrivere le proprietà visive di una superficie in modo fisicamente plausibile, producendo risultati realistici con qualsiasi tipo di illuminazione. Questo li rende particolarmente adatti per applicazioni che richiedono un alto grado di realismo come la realtà aumentata.

I materiali PBR utilizzano una serie di texture per rappresentare le caratteristiche della superficie. Queste texture sono applicate sul modello attraverso l'uso di una UV map.

L' UV Mapping è il processo di proiezione delle superfici tridimensionali di un modello in uno spazio bidimensionale. Si ottiene distendendo le superfici sul piano delle coordinate UV delle texture. Questa tecnica assicura un posizionamento preciso ed accurato delle texture sul modello.

Le texture utilizzabili sono:

• 1 La texture color che rappresenta il colore delle superfici. Può anche contenere un canale alpha per rendere trasparenti alcune parti del modello.
• 2 L'ambient occlusion è una texture che va a scurire alcune parti del modello, simulando le ombre morbide che dovrebbero verificarsi naturalmente quando la luce indiretta o ambientale viene proiettata sulla scena. Aumenta il realismo del modello migliorando la definizione delle superfici e il contrasto visivo.
• 3 La texture roughness che indica la ruvidità delle superfici. Il colore rappresenta diverse gradazioni di ruvidità, dal nero totalmente liscio al bianco totalmente opaco.
• 4 La texture metallic che indica quali parti del modello sono metalliche e quali no. Sebbene sia possibile impostare diverse gradazioni di solito si usano pixel totalmente bianchi per i materiali metallici e totalmente neri per tutti gli altri.
• 5 L'ultima texture utilizzabile è la normal-map. E' un immagine che codifica dettagli e rilievi delle superfici, in modo che sia possibile dare l'illusione della loro presenza senza aumentare la definizione e il peso delle geometrie.

Per risparmiare peso lo standard GLB permette di combinare le texture Occlusion Roughness e Metallic in un unica immagine: la texture ORM, chiamata così dalle iniziali delle sue proprietà. In questa texture ogni canale colore rappresenta una delle proprietà originali: rosso l'Occlusion, verde la Roughness e blu il Metallic.

Le texture saranno esportate assieme alle geometrie del modello nel file GLB. Per fare questo però bisogna che il vostro software supporti il baking delle texture. Cioè la trasformazione dei materiali originali del modello in una serie di texture utilizzabili da un motore realtime.

Per esempio Keyshot effettua la mappatura UV e il baking delle texture in maniera completamente automatica al momento dell'esportazione. Invece in Blender questi processi vanno effettuati manualmente prima dell'esportazione. Infine ci sono software come Substance Painter pensati proprio per la generazione di materiali realtime.