Game 3D luôn khiến chúng ta bị cuốn hút bởi những hình ảnh chân thực, sống động của các nhân vật, bối cảnh. Nhưng liệu bạn có biết, những vật thể 3D này được cấu tạo như thế nào? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo cơ bản của một vật thể 3D trong game. Chúng ta sẽ đi sâu vào các khái niệm như Mesh, Material, Texture và Shader để khám phá cách chúng cùng nhau tạo nên một đối tượng 3D

Nền tảng: Mesh

Định nghĩa: Mesh là phần khung xương của 1 vật thể 3D nào, nó là 1 tập hợp của:

• Điểm (vertices)

• Cạnh (edges)

• Mặt (faces)

Vai trò: Mesh cung cấp thông tin về hình học của đối tượng, bao gồm vị trí các đỉnh, cách các đỉnh kết nối với nhau để tạo thành các mặt.

Ví dụ: Một mesh dạng khối lập phương cơ bản sẽ có 8 đỉnh (màu xanh), 12 cạnh (màu đỏ) và 6 mặt (màu xám).

Bề ngoài: Material

Định nghĩa: Material là một tập hợp các thuộc tính bề mặt, quyết định cách ánh sáng tương tác với một đối tượng.

Vai trò: Material mang lại cho Mesh màu sắc, kết cấu và độ bóng, giúp tạo ra các hiệu ứng thị giác đa dạng.

Nó quyết định 1 số thuộc tính của vật thể như:

• Màu sắc (Color)

• Độ bóng (Shininess)

• Độ trong suốt (Transparency)

• …

Ví dụ: Một viên ngọc sẽ có Material với độ bóng cao, trong khi một tảng đá sẽ có Material với bề mặt sần sùi.

Phần chi tiết: Texture

Định nghĩa: Texture là một hình ảnh 2D được áp dụng lên một bề mặt 3D. Nó cung cấp chi tiết và màu sắc cho các vật thể.

Vai trò: Texture mang lại độ chân thực và chi tiết cho các vật thể. Ví dụ, một bức tường gạch sẽ có một texture với các vết nứt và vết bẩn.

Các loại Texture:

• Albedo: Màu sắc cơ bản của vật liệu.

• Normal map: Thông tin về độ nhám và chi tiết của bề mặt.

• Metallic map: Chỉ ra các vùng kim loại trên bề mặt.

• Smoothness map: Chỉ ra độ bóng của bề mặt.

Bộ não của Material: Shader

Định nghĩa: Shader là các đoạn script sẽ chạy trên GPU, được viết bằng ngôn ngữ đổ bóng (shading language) (như HLSL, GLSL…), Shader chứa các phép toán và thuật toán để xác định màu sắc cho từng pixel được render, dựa trên ánh sáng đầu vào cũng như cài đặt của Material

Vai trò: Shader quyết định cách một vật thể phản chiếu ánh sáng, tạo ra các hiệu ứng như bóng đổ, phản xạ, khúc xạ, v.v.

Mối quan hệ giữa các thành phần

• Mesh cung cấp hình dạng cơ bản cho đối tượng.

• Material quyết định cách ánh sáng tương tác với Mesh.

• Texture cung cấp chi tiết và màu sắc cho Material.

• Shader xác định cách tính toán ánh sáng và các hiệu ứng khác trên Material.

Kết luận

Để tạo ra một vật thể 3D trong game, chúng ta cần kết hợp Mesh, Material, Texture và Shader. Mesh cung cấp hình dạng, Material xác định cách vật thể tương tác với ánh sáng, Texture cung cấp chi tiết và màu sắc, và Shader là bộ não điều khiển tất cả. Bằng cách hiểu rõ mối quan hệ giữa các thành phần này, ta có thể kiểm soát hiệu quả phần hình ảnh cho các vật thể 3D trong game