第 2 课：UV 展开

对平面对象进行上纹理操作非常简单，而对具有曲线的对象进行上纹理操作可能会造成某些独特的问题。如何在曲面上绘制 2D 纹理？如何处理随凸起和凹槽扭曲的纹理？如果尝试像第 1 课一样分开 UV 网格，您可能会得到数百个小片。

若要处理这些问题，美工人员通常使用称为“展开”的工作流。展开 UV 网格是指剪切 UV 网格（UV 组成的网格，类似于顶点组成多边形网格的方式）中的接缝，然后沿该接缝展开的过程。过程类似于剪切衬衫接缝，然后在桌子上将其展平。通过使用这种方式展开 UV，可以轻松地在 2D 曲面上绘制纹理，然后包裹到模型上。

在本课程中，您将了解如何：

将网格分成多个部分以进行纹理操作
创建 UV 的平面映射
固定 UV
展开网格
使用“优化工具”(Optimize Tool)修复问题区域
对称 UV
堆叠 UV 壳以节省空间
使用“布局工具”(Layout Tool)自动排列 UV 壳
应用基本棋盘格纹理来查找问题区域
生成 UV 贴图的快照以绘制纹理

打开场景

打开名为 Emma.mb 的场景文件。

可以在 GettingStarted2020LessonData\UVMapping 目录中找到此文件。

场景中显示的模型 Emma 未上纹理。在本课中，将为其指定与提供的纹理对齐的合适 UV 坐标。

选择 Emma，然后打开“UV 编辑器”(UV Editor)（“UV > UV 编辑器”(UV > UV Editor)）。该模型已分割成数百个不同的 UV 壳（确切地说是 326 个）。

这太多了。我们需要将其减少到几个。最简单的方法是将所有 UV 壳组合为单个 UV 壳，然后将其分割。这可以通过“平面映射”(Planar Mapping)来完成。

平面映射

选择 Emma，然后打开“UV 编辑器”(UV Editor)（“UV > UV 编辑器”(UV > UV Editor)）（如果尚未执行这些操作）。
在“UV 工具包”(UV Toolkit)中，打开“创建”(Create)部分，然后按住 Shift 键并单击“平面”(Planar)。将“投影源”(Project From)设定为 Z 轴，然后按“投影”(Project)。

注：确保仍在对象模式下选定 Emma。

现已将所有这些 UV 壳组合为单个 UV 壳。现在，可以使用“3D 切割和缝合工具”(3D Cut and Sew Tool)手动选择模型中的接缝所在的位置。

使头部成为一个 UV 壳

在主菜单中，选择“UV > 3D 切割和缝合工具”(UV > 3D Cut and Sew Tool)。您可以使用此工具在模型的 UV 壳中创建切割，以用于分离各部位并创建接缝。
选择颈部底部周围的边，如下图所示（沿着颈部背面的循环边）。

注：可以取消选择并重新缝合模型中的切割，方法是按住 Ctrl 键并在要重新缝合的边上拖动。
现在，沿颈部中心向上到下巴创建另一个切割。

注：可以通过按住 Shift 键并拖动，将选定项锁定为沿着选定的循环边。
沿前额中心向下到颈部背面创建切割。
最后，围绕嘴唇内侧部位切割嘴内部。
现在完成了切割，在“UV 工具包”(UV Toolkit)中，按“UV 壳选择”(UV Shell Selection)。选择头部。
在“UV 工具包”(UV Toolkit)的“展开”(Unfold)部分下，按“展开”(Unfold)。

注： “展开工具”(Unfold Tool)将获取 UV 壳并将其展平，以确保没有边重叠。在展开 UV 壳之前，务必使用“切割和缝合工具”(Cut and Sew Tool)创建接缝，以避免出现不想要的结果。
切换到“边选择”(Edge Selection)并沿头部 UV 壳中心选择一条边，然后在“排列和布局”(Arrange and Layout)下按“定向到边”(Orient to Edges)。

脸部模型现在以易于向其添加纹理的方式展开。将头部形状以及其余眉毛和嘴移走，为处理手臂腾出空间。

使手臂成为 UV 壳

将“对称”(Symmetry)设定为“对象 X”(Object X)。这样就可以同时处理两个手臂。
选择“3D 切割和缝合工具”(3D Cut and Sew Tool)。
沿手臂与衬衫相交的边进行切割。
围绕腕部进行切割。
沿手臂背面切割一条经过肘部的接缝。
切换回“UV 壳选择”(UV Shell Selection)，然后按“展开”(Unfold)。
在“UV 工具包”(UV Toolkit)中的“变换 > 工具”(Transform > Tools)下，使用“旋转工具”(Rotate Tool)将手臂旋转 15 度，使其变直。

虽然这些新 UV 壳已与主躯干和手正确分离，但仍需要正确优化。

优化 UV 壳

创建 UV 壳时，务必记住将在这些 UV 壳上发生的纹理扭曲程度。优化是一种在不会显著改变 UV 壳的情况下最大限度地减少扭曲的方式。

禁用“对称”(Symmetry)。
切换到“UV 选择”(UV selection)，按住 Shift 键并选择手臂上的顶部 UV，然后在“对齐和捕捉”(Align and Snap)下，选择“顶部对齐”(Align to Top)。
对底部 UV 执行相同操作，但使用“底部对齐”(Align to Bottom)。分别选择左侧凹凸上的 UV。
沿顶部和底部边界选择 UV，然后使用“固定”(Pinning)部分下的“固定工具”(Pin Tool)将其固定。
可以通过按“UV 编辑器”(UV Editor)菜单中的“UV 扭曲识别”(UV Distortion Identify)图标来查看 UV 壳上的扭曲程度。白色区域没有扭曲，蓝色区域被压缩，红色区域被拉伸。
从“展开”(Unfold)部分中选择“优化”(Optimize)工具，然后在手臂上拖动。
像在步骤 2 到 4 中一样，对齐和固定手臂的左侧和右侧。这次分别使用“左对齐”(Align to the Left)和“右对齐”(Align to the Right)。
再次对手臂使用“优化工具”(Optimize Tool)。
使用“固定”(Pinning)部分中的“取消固定工具”(Unpin Tool)取消固定所有 UV。
框选手臂，在“UV 工具包”(UV Toolkit)中按“对称”(Symmetrize)，然后直接沿躯干中间选择一条边。

现在有了两个优化的手臂 UV 壳。将它们移到旁边，以免其妨碍后续操作。现在为手创建 UV 壳。

使手成为 UV 壳

重新启用“对称”(Symmetry)（“对象 X”(Object X)）。
沿手侧面进行切割，如下图所示。
禁用“对称”(Symmetry)。
现已完成穿过手侧面的切割，使用“UV 壳选择”(UV Shell Selection)选择顶部部位，然后按住 Shift 键并单击“创建”(Create)部分下的“平面”(Planar)。将“投影源”(Project From)更改为 Y 轴，然后单击“投影”(Project)。
对手的下半部分执行相同操作。
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将这些手缩小到接近其原始大小。
选择两只手，在“UV 工具包”(UV Toolkit)中按“对称”(Symmetrize)，然后直接沿身体中间选择一条边。

做得不错，沿手侧面进行切割是最难的部分。其余切割操作快速且简单！

切割其余 UV 壳

现在只有躯干、腿部、靴子和鞋底需要切割出 UV 壳。大多数躯干切割已在切割头部和手臂时完成。

启用“对称”(Symmetry)（“对象 X”(Object X)）。
选择“3D 切割和缝合工具”(3D Cut and Stitch Tool)，并围绕腰部（腰带与躯干连接处）切割一条圆形接缝。
再进行两次切割（在躯干的每侧各一次），并将刚刚围绕腰部创建的切割连接到下臂。
现在，沿后部中心进行切割，并停在腿部之间。
继续沿每条腿的内侧切割，并停在靴子和裤子相交处。
在靴子和裤子连接处切割一条圆形接缝。
沿着靴子背面向下到鞋底切割一条线。
最后，围绕靴子的鞋底进行切割。
禁用“对称”(Symmetry)。

哦，有这么多切割！但这是我们在本课中必须完成的所有切割。现已完成切割，本课的其余部分将介绍如何正确排列和清理 UV 壳。

优化其余 UV 壳

切换到“UV 壳选择”(UV Shell Selection)，然后选择躯干。在“UV 工具包”(UV Toolkit)的“展开”(Unfold)部分下，选择“展开”(Unfold)。现在，躯干将展平以显示两侧。
沿躯干中间选择一条边，然后按“排列和布局”(Arrange and Layout)下的“定向到边”(Orient to Edges)。
也对裤子、靴子和鞋底使用“展开工具”(Unfold Tool)。请勿对其使用“定向到边工具”(Orient to Edges Tool)。
切换到“边选择”(Edge Selection)，然后选择裤子 UV 壳上从中间垂直穿过的边。使用“旋转工具”(Rotate Tool)使其变直，然后将其移至裤子 UV 壳的中间。
将裤子 UV 壳移至接近 UV 空间中心的位置。
在“UV 工具包”(UV Toolkit)中的“变换 > 工具”(Transform > Tools)下，选择“对称”(Symmetrize)。为在步骤 4 中旋转的边指定对称线。
注：此工具类似于之前使用的“对称”(Symmetrize)功能。最大的区别在于，可以通过绘制来手动控制镜像对象。
在右侧裤腿上拖动，直到两侧匹配为止。
对裤裆区域使用“优化工具”(Optimize Tool)。
使用“对齐工具”(Align Tool)和“固定工具”(Pin Tool)，就像对手臂所做的操作一样，直到裤子匹配为止，如下图所示（请记住对齐裤子的内侧边）。对 UV 壳使用“优化工具”(Optimize Tool)。
在继续执行下一步之前，别忘了取消固定已固定的 UV。

现在有了所需的所有 UV 壳。但是，为了确保具有高质量的 UV 映射，仍有一些事可做。

在排列 UV 之前，请务必查找是否存在任何变形严重的区域。可以在“UV 编辑器”(UV Editor)中按“棋盘格贴图”(Checker Map)按钮完成此操作。这会为模型指定默认纹理。可使用透视摄影机在模型中查找是否存在棋盘格纹理拉伸或扭曲明显的任何区域。

排列 UV 贴图

壳现已正确切割和优化，接下来将对其进行组织。大多数情况下，应在“UV 编辑器”(UV Editor)中使所有 UV 壳位于 X 和 Y 值介于 0 和 1 之间的单个框中，且不重叠。

框选所有 UV 壳。
按住 Shift 键并单击“排列和布局”(Arrange and Layout)部分下的“布局”(Layout)。在“排布 UV 选项”(Layout UVs Options)窗口中，将“壳填充”(Shell Padding)设定为 20，然后按“排布 UV”(Layout UVs)。

注： “排布 UV 工具”(Layout UVs Tool)会自动将所有 UV 壳适配到适当区域中，且不会使其重叠。由于添加了“壳填充”(Shell Padding)，因此“布局工具”(Layout Tool)会在每个壳之间留一些空间。

即将完成！最后需要做的是堆叠所有冗余 UV 壳。查找模型中看起来相同且可共用相同纹理的任何部位。在本例中，包括手臂、靴子、鞋底、眉毛和手。可以使用“堆叠工具”(Stack Tool)合并这些对象。

选择其中一个手臂 UV 壳，然后在“UV 工具包”(UV Toolkit)中的“变换 > 工具”(Transformation > Tools)下按“翻转”(Flip)。
现在，按住 Shift 键并选择另一个手臂的 UV 壳，然后按“排列和布局”(Arrange and Layout)下的“堆叠壳”(Stack Shells)。

注：仍有两个单独的 UV 手臂壳，它们重叠在一起。移动它们时，请务必选择两者。
对靴子、鞋底、眉毛和手两侧重复步骤 1 和 2。

注：如果壳未精确对齐，应在堆叠之前，在“排列和布局”(Arrange and Layout)部分下按“定向壳”(Orient Shells)，将其设定为相同旋转方向。
移动新 UV 壳，使各单独的部位之间不重叠。务必保持在 0 到 1 的正方形内。

注：在此图中，头部 UV 壳已放大。增加 UV 壳的比例后，在添加纹理时该部位可以有更多细节。

使用 UV 贴图

恭喜，您刚刚完成了 UV 贴图！可以通过框选所有 UV 壳并在“UV 编辑器”(UV Editor)菜单中按“快照”(Snapshot)按钮，创建副本以进行纹理操作。可以基于其创建 2D 图像文件。

这将为您提供当前 UV 贴图的布局，您可以将其用作纹理绘制模板。

有一个已完成的纹理图像 emma_UV。可以在 GettingStarted2020LessonData\UVMapping\sourceimages 目录中找到此文件。

按照在第 1 课中所学的步骤操作，可以在当前 UV 贴图上使用 emma_UV 来为 Emma 模型提供合适的纹理。这与为饼干盒加载纹理的方式没有区别。您将需要移动、缩放和旋转 UV 壳以匹配 emma_UV。别忘了将 head_features_LYR 层设定为可见。

注：如果纹理未精确对齐，不用担心。这只是为了学习。

课程总结

在本课程中，您已了解如何展开 UV 网格，以便可以为复杂结构网格创建纹理。现在您应该能够：

使用“3D 切割和缝合工具”(3D Cut and Stitch Tool)将网格分成多个部分以进行纹理操作
创建 UV 的平面映射
固定和取消固定 UV
使用“展开工具”(Unfold Tool)展开网格
使用“优化工具”(Optimize Tool)修复问题区域
使用自动和绘制方法使 UV 对称
堆叠 UV 壳以节省空间
使用“布局工具”(Layout Tool)自动排列 UV 壳
应用基本棋盘格纹理来查找问题区域
生成 UV 贴图的快照以绘制纹理

有关本主题的视频教程，请查看 Maya 教学频道中的 UV 映射游戏资产：角色。