[Substance Painter] UV Unwrap 개념 정리

본격적으로 Substance Painter에서 텍스쳐 페인팅을 하기 전에, 간단하게 UV Unwrap의 개념과 필요성에 대해 정리해보려고 합니다. 이 글은 Adobe 공식 튜토리얼을 참고해 작성했습니다.

 

UV Unwrapping

UV 언랩핑은 3D 그래픽 디자인과 게임 개발에서 중요한 개념 중 하나입니다. 이 기술은 3D 모델의 표면에 텍스처를 적용하여 모델이 현실적이고 아름답게 보이도록 하는 데 필수적입니다. 이 기사에서는 UV 좌표의 정의, 다양한 UV 언랩핑 방법, 텍셀 밀도 및 효율적인 UV 사용에 대해 살펴보겠습니다.

UV 좌표의 정의

UV 언랩핑을 이해하기 위해 먼저 UV 좌표의 개념을 이해해야 합니다.

[출처] Wikipedia

UV 좌표는 3D 모델의 표면을 2D 텍스처 공간에 매핑하는 데 사용됩니다. 3D 모델을 2D 전개도로 펼쳤을 때, U와 V는 3D 모델을 2D로 펼친 평면의 각각 가로, 세로를 의미합니다. 영상에서처럼 UVW로 3차원에서의 x,y,z축을 의미하기도 합니다.

UV Unwrapping 방법

Projection Mapping(투영 맵핑)

Projection Mapping은 가장 일반적인 UV 언랩핑 방법 중 하나입니다.

주로 평면, 큐브, 원기둥 단순한 형태를 지닌 오브젝트에 사용되며, 3D 모델을 특정 방향으로 투영(Projection)하여 UV 좌표를 생성합니다. 이러한 UV 맵은 모델의 표면에 텍스처를 적용하는 데 사용됩니다. 투영 매핑은 간단하며 빠른 결과를 제공하기 때문에 널리 사용됩니다.

• 단순한 형태를 가진 3D 오브젝트에 단순하고 반복적인 패턴을 적용하기에 좋습니다.
• 복잡한 오브젝트에 적용할 경우 UV가 겹치는 부분이 많이 발생합니다.

 

Cube / Cylinder / Sphere로 프로젝션 맵핑한 모습 [출처] Adobe Start 3D - UV Unwrapping l Adobe Creative Cloud

Unique Unwrappnig(고유 언랩핑)

• 스컬핑, 모델링한 복잡한 형태의 오브젝트에 주로 사용되는 UV Mapping 방식입니다.
• UV 맵들을 퍼즐처럼 배치해 UV맵을 효율적으로 사용해야 합니다.
• Seam으로 UV를 더 많이 자를수록 적용된 텍스쳐의 연결성이 낮아집니다.(뚝뚝 끊겨보임)
• 충분히 Seam을 자르지 않으면 텍스쳐가 충분히 펼쳐지지 않아 왜곡되어 보일 수 있습니다.

 

Seam을 나눠 UV Unwrapping을 한 모습 [출처] Adobe Start 3D - UV Unwrapping l Adobe Creative Cloud

Texel Density(텍셀 밀도)

• 대부분의 게임 모델링의 경우 1024, 2048, 4096(각각 1K, 2K, 4K)와 같은 2의 제곱수로 텍스쳐 크기를 설정합니다.
• 텍스쳐의 해상도를 조절하거나 UV 크기를 조절하는 것 모두 모델에서 텍스쳐가 어떻게 보일지에 영향을 미칩니다.
• 기본적인 텍셀 밀도 기준을 정해두고, 모든 면들이 비슷한 텍셀 밀도를 가지도록 하는 것이 이상적입니다.
• 너무 높은 텍셀밀도는 성능에 영향을 줄 수 있기 때문에 적절한 선을 유지하는 게 좋습니다.

텍스쳐에서 UV 크기가 클때/작을 때 [출처] Adobe Start 3D - 3D Unwrapping l Adobe Creative Cloud

면마다 텍셀 밀도 다를 경우 / 같을 경우 비교 [출처] Adobe Start 3D - 3D Unwrapping l Adobe Creative Cloud  

효율적으로 UV 사용하기

UV 언랩핑을 할 때 효율성은 중요한 고려사항입니다. 중복되는 UV 좌표를 최소화하고 텍스처 공간을 최대한 활용하는 것이 중요합니다. 효율적인 UV 사용은 모델의 성능을 향상시키고 텍스처 메모리를 절약하는 데 도움이 됩니다.

UV 언랩핑은 3D 그래픽 디자인과 게임 개발에서 필수적인 기술입니다. 적절한 UV 언랩핑은 모델에 현실적이고 아름다운 외관을 제공하며 성능을 향상시키기 위해 텍스처를 효율적으로 사용할 수 있게 합니다.

오브젝트의 중요도에 따른 UV Mapping 방식 사용

오브젝트의 형태와 중요도에 따라 다른 UV Mapping 방식을 사용해 효율적으로 물체의 UV를 펼칠 수 있습니다. 예를 들어, 배경에 위치하는 기본 도형 형태(육면체, 원기둥 등)의 물체들은 Projection mapping으로 단순하고 빠르게 UV를 펼치고, 캐릭터 등 장면 안에서 중요한 역할을 하는 오브젝트인 경우 Unique Unwrapping을 사용해 UV를 펼치면 됩니다.

최대한 UV 겹치기

경우에 따라서는 최대한 많은 UV를 겹치게 해 단순한 텍스쳐를 최대한 활용하는 데 활용할 수도 있습니다. 대칭되는 오브젝트의 UV를 겹쳐 사용하거나 반복되는 오브젝트들에 동일한 UV를 재활용해 사용할 수 있습니다.