Daemonika Nightfire: Tutorial – Weiterverarbeitung von Texturen

Daemonika Nightfire hat mir wieder einen Beitrag geschickt, den ich sehr interessant finde und daher gerne veröffentliche. Danke, Dae, dass du immer mal wieder etwas für mich schreibst! Die gesammelten Beiträge von Daemonika findet ihr hier.

Daemonika Nightfire

In diesem Tutorial geht es nicht darum, wie man Texturen für ein Objekt erstellt, sondern wie man vorhandene Texturen weiterverarbeitet. Zu meinen bevorzugten Programmen gehören Krita und GIMP.

• Mit Krita erledige ich den kreativen Teil, um die Textur aufzuwerten, da mir dies damit leichter von der Hand geht.
• Mit GIMP kümmere ich mich um den technischen Teil und erstelle die benötigten Materialien für PBR.

Ich weiß, es gibt Tools wie den Substance Painter und ähnliche, die vieles automatisch erledigen. Dabei lernt man jedoch oft nicht das dahinterstehende Prinzip und hat im Zweifelsfall viel Geld aus dem Fenster geworfen. Krita und GIMP sind hingegen kostenlos und sogar Open Source.

Am Ende habe ich alle notwendigen Materialien für Blinn-Phong und PBR aus einer einzigen Textur erstellt: Diffuse Map, Normal Map und Specular Map für den Blinn-Phong-Bereich. Dieselben Materialien werden ebenfalls in der PBR-Version benötigt, doch hier kommt zusätzlich noch die ORM (Occlusion, Roughness, Metallic) dazu. Die Roughness Map zu erstellen ist zwar etwas kniffliger, aber es lohnt sich.

Für mein Tutorial verwende ich die Pflanze Heliconia aus dem Set „Bad Katz Complete Tropical Plant Pack“, welches ich 2018 gekauft habe. In diesem Paket befinden sich auch die notwendigen Fullperm-Texturen, also die Diffuse Maps.

Auf dem folgenden Bild ist zu sehen, wie die Pflanze in Second Life bei Standard-Tageslicht aussieht.

Heliconia Default

Im Grunde wirkt sie ganz nett, jedoch nur von oben betrachtet. Wenn man die Kamera etwas nach unten bewegt, erkennt man, dass das Mesh nur von einer Seite sichtbar ist. Zusätzlich erzeugt die Funktion Alpha Blend einen sogenannten „Alpha Bug“, wenn mehrere dieser Pflanzen zusammen dekoriert werden.

Heliconia von unten

Beginn der Bearbeitung 

Dazu editiere ich die Pflanze und wechsle im Baumenü zum Reiter Textur. Dort wähle ich den Tab Blinn-Phong und sehe sofort, dass auf der Pflanze lediglich eine Diffuse Map liegt.

Heliconia default Diffuse

Mit einem Klick auf das Texturfeld öffnet sich ein Fenster, in dem direkt die passende Textur im Inventar angezeigt wird. Diese Textur kann man dort öffnen; unterhalb der Vorschau befindet sich die Option zum Speichern. Da es sich um eine Textur mit transparenten Bereichen handelt, muss sie zwingend als PNG gespeichert werden. 

Bearbeitung in Krita 

Nach dem Download öffnen wir die Textur zur Bearbeitung in Krita. Zum Aufwerten oder Anpassen empfiehlt es sich, Referenzbilder der echten Pflanze zu nutzen oder eine KI zu befragen. Ich habe Letzteres getan und nur kleine Anpassungen vorgenommen, hauptsächlich mithilfe von Filtern.

Heliconia Krita vorher nachher

Damit ist die überarbeitete Diffuse Map fertig und kann als PNG gespeichert werden. Achtet bei der Benennung darauf, den Zusatz _Diffuse anzuhängen, um stets die Übersicht zu behalten. 

Heliconia Diffuse speichern

Erstellung der Normal Map und Specular Map 

Als Nächstes erstellen wir die Normal Map und die Specular Map. Da Krita bereits geöffnet ist, erledigen wir das direkt dort. Wir öffnen unsere neue Diffuse Map und gehen im Filtermenü auf Kantenerkennung. Dort wählen wir die Option „Height to Normal Map...“. Die Standardwerte sind in der Regel ausreichend, daher könnt ihr einfach mit OK bestätigen. Damit ist die lilafarbene Normal Map erstellt. Diese speichern wir ebenfalls als PNG unter dem Namen Heliconia_Normal. 

Was ist eine Normal Map? 

Eine Normal Map speichert pro Pixel eine Oberflächennormale in RGB-Werten. Dadurch werden Lichtberechnungen manipuliert, ohne die tatsächliche Geometrie zu verändern. Details wie Vertiefungen oder Erhebungen wirken so plastisch, obwohl das Mesh flach bleibt.

Heliconia Normal speichern

Nun fehlt uns nur noch die Specular Map. Dazu machen wir den letzten Schritt rückgängig, bis wir wieder die farbige Diffuse Map sehen.

Um daraus eine Specular Map zu erstellen, wandeln wir die Textur in eine Schwarz-Weiß-Version um. Das funktioniert in Krita über Filter > Anpassen > Sättigung verringern. Anschließend kann die Helligkeit über die HSV-Anpassung feinjustiert werden. 

Wichtig: Je heller ein Bereich ist, desto stärker glänzt er später in Second Life. Schwarz bedeutet matt, Weiß bedeutet Hochglanz.

Ich habe die Textur etwas dunkler eingestellt, da ich nicht möchte, dass die Blätter glänzen wie eine Speckschwarte. Danach speichern wir das Ergebnis als PNG unter dem Namen Heliconia_Specular. 

Was ist eine Specular Map? 

Die Specular Map steuert, wie stark Licht reflektiert wird und wie intensiv Highlights erscheinen. Helle Bereiche reflektieren mehr Licht und wirken glänzend, dunkle Bereiche schlucken Licht und erscheinen matt. Gleichzeitig beeinflusst sie, wie stark die Normal Map visuell zur Geltung kommt.

Heliconia Specular speichern

Hinweis: Wenn Bereiche metallisch glänzen sollen – wie zum Beispiel goldene Schrift auf einem Grabstein –, können diese gezielt in Weiß nachgezeichnet werden. So glänzt nur die Schrift und nicht der gesamte Stein. 

Anwendung in Second Life 

Nun haben wir alle drei Materialien für Blinn-Phong zusammen. Wer nur diese benötigt, ist an dieser Stelle fertig und kann sie hochladen und im Baumenü anwenden.

Heliconia New Materials

Das Problem mit dem Alpha Bug besteht jedoch weiterhin. Dies beheben wir, indem wir den Alpha-Modus von Alpha Blend auf Alpha Masking umstellen. Den Wert darunter (Mask Cutoff) erhöhen wir so lange, bis keine störenden Fragmente mehr sichtbar sind.

Heliconia Aöpha Modus

Ich habe mal gehört, dass Alpha Masking mehr Lag verursachen soll als Alpha Blending. Können wir für diejenigen, die das behaupten, bitte das Teeren und Federn wieder einführen? Streng genommen ist es nämlich genau andersherum, da der bekannte Alpha Bug ein massiver Anzeigefehler ist. Nichtsdestotrotz haben beide Optionen ihre Berechtigung – man muss sie nur sinnvoll einsetzen. 

Der Wechsel zu PBR 

Die Pflanze ist von unten betrachtet weiterhin weitgehend unsichtbar. Dieses Problem lässt sich mit Blinn-Phong nicht lösen, ohne das Mesh komplett neu zu erstellen.

Heliconia noch unsichtbar

Da ein neues Mesh oft keine Option ist (besonders bei Fullperm-Käufen wie dieser Pflanze), kommt uns jetzt PBR entgegen. 

Eines vorweg: Niemand hat gesagt, dass PBR-Materialien zwingend in den neuen Riesengrößen wie 2048 x 2048 Pixel erstellt werden müssen.

In diesem Tutorial verwende ich bewusst die originale Textur mit 1024 x 1024 Pixel, und das Ergebnis kann sich sehen lassen. Ohne direkten Vergleich fällt die tatsächliche Auflösung in der Regel nicht auf – wohl aber in der allgemeinen Viewer-Performance. Daher empfehle ich, auch bei PBR-Texturen die Maße nur so groß zu wählen, wie es wirklich notwendig ist. 

Weiterbearbeitung in GIMP 

Jetzt brauchen wir GIMP. Wer Krita noch nicht geschlossen hat, kann dies nun tun. Ganz so leicht wie in Krita wird es in GIMP zwar nicht, aber wenn man einmal weiß, wie es geht, ist es ein Kinderspiel.

Öffne nun in GIMP die Heliconia_Specular (also die Schwarz-Weiß-Map). Die erste Amtshandlung ist es, diese zu invertieren. Das bedeutet, wir kehren die Werte ins Gegenteil um: Aus Schwarz wird Weiß und umgekehrt. 

Warum invertieren? 

PBR nutzt keine Specular Map, sondern eine Roughness Map. Diese arbeiten gegensätzlich: Bei Specular bedeutet Hell „glänzend“, bei Roughness bedeutet Hell „matt“. Durch das Invertieren wird aus der alten Specular-Map logischerweise die passende Roughness-Map.

Klicke dazu in GIMP mit der rechten Maustaste auf die Textur und wähle im Menü Farben > Invertieren. Schon hast du ein Negativ der ursprünglichen Textur.

Heliconia Specular invertieren Gimp

Kanäle zerlegen und ORM erstellen 

Nach dem Invertieren zerlegen wir diese Textur in ihre einzelnen Kanäle. Klicke erneut mit rechts und wähle Farben > Komponenten > Zerlegen und bestätige mit OK.

Heliconia invertierte Specular zerlegen Gimp

Dieser Schritt erzeugt in GIMP eine neue Arbeitsfläche mit der gleichen Textur (meist etwas heller dargestellt). Unten rechts im Ebenen-Fenster sind nun die RGB-Kanäle getrennt sichtbar. 

Jetzt kommt der spannende Teil: 

• Wechsle zurück zur Arbeitsfläche mit der invertierten Specular-Map und kopiere die gesamte Textur mit Strg + C.
• Wechsle wieder zur Arbeitsfläche mit den einzelnen Kanälen.
• Wähle unten rechts den grünen Kanal aus und füge mit Strg + V die Kopie ein.

Heliconia copy paste zu grün Gimp

Um sicherzugehen, dass kein Fehler passiert, löschen wir den alten grünen Kanal per Rechtsklick und benennen die eingefügte Kopie einfach in „Grün“ um (Doppelklick auf den Namen). 

Metallische Effekte verhindern 

Wir sind aber noch nicht fertig. Würden wir es so lassen, könnten unerwünschte Glanzeffekte entstehen – Stichwort: blau schimmerndes Latex. Um das zu verhindern, klicken wir den blauen Kanal an und bemalen diesen komplett mit Schwarz. Dazu nutze ich einen großen Pinsel und male so lange darüber, bis die gesamte Fläche im blauen Kanal tiefschwarz ist.

Heliconia Blau Kanal schwärzen

Der Rot-Kanal und Ambient Occlusion (AO) 

Der Rot-Kanal ist für Schattierungen gedacht. Hier würde normalerweise eine AO (Ambient Occlusion) liegen. Wenn man – wie in diesem Fall – keine eigene AO-Map besitzt, kann man diesen Kanal ebenfalls übermalen. 

Achtung: Benutze hierfür kein Schwarz, da das Objekt sonst komplett abgedunkelt wird. Verwende stattdessen Weiß oder ein dezentes Grau. 

Heliconia rot Kanal färben Gimp

Die ORM-Textur zusammensetzen 

Wenn alle drei Kanäle (Rot, Grün, Blau) fertig bearbeitet sind, setzen wir die Textur wieder zusammen. Klicke dazu mit der rechten Maustaste auf die Textur und wähle Farben > Komponenten > Zusammensetzen und bestätige im nächsten Fenster mit OK.

Es wird eine neue Arbeitsfläche erzeugt, die dieses Mal eine gelb bis orange gehaltene Textur zeigt. Nur wenn die Textur in diesen Farbtönen erscheint, handelt es sich um eine korrekt konfigurierte Map für das PBR-System.

Heliconia fertige ORM Gimp

Die Bedeutung der Buchstaben (ORM) 

Jeder Buchstabe steht für einen der drei Farbkanäle in der Texturdatei:

• O (Occlusion / Ambient Occlusion): Gespeichert im Rot-Kanal. Diese Map steuert die indirekte Beschattung in Vertiefungen und Spalten und verleiht dem Objekt mehr Tiefe.
• R (Roughness / Rauheit): Gespeichert im Grün-Kanal. Sie bestimmt, wie glatt oder rau eine Oberfläche ist. Schwarz bedeutet glatt (glänzend), Weiß bedeutet matt.
• M (Metallic / Metallgehalt): Gespeichert im Blau-Kanal. Dieser Kanal legt fest, ob ein Material wie Metall oder wie ein Nicht-Metall (Dielektrikum) reagiert. 

Warum nutzt man ORM? 

• Performance: Da drei Graustufen-Masken in einer einzigen RGB-Datei zusammengefasst werden, müssen weniger Texturen geladen und im Grafikspeicher vorgehalten werden. 
• Standardisierung: Das Format folgt dem glTF 2.0-Standard, den Second Life für sein PBR-System nutzt, um kompatibel mit Tools wie Blender oder Substance Painter zu sein. 

Export aus GIMP 

Bitte aufpassen: In GIMP können wir nicht einfach über „Speichern“ gehen, da sonst nur das GIMP-Projekt (.xcf) gesichert wird. Um die Bilddatei zu erhalten, müssen wir die Textur exportieren.

Gehe auf Datei > Exportieren nach..., wähle den Speicherort und gib als Dateinamen Heliconia_ORM.png ein. Bestätige anschließend beide Export-Dialoge. 

PBR-Einstellungen in Second Life 

Das war die halbe Miete! Nachdem du die Textur Heliconia_ORM in Second Life hochgeladen hast, können wir mit den PBR-Einstellungen fortfahren.

Beim Editieren des Objekts siehst du im Textur-Tab unter PBR mehrere graue Felder und zwei Farbfelder mit Schlössern. Keine Sorge, wir erstellen jetzt ein neues Material direkt im Baumenü:

• Klicke auf das Feld Material.
• Wähle im Auswahlfenster „Leer“ (None/Empty).
• Es erscheint eine weiße Kugel im Inventar-Fenster, und das Objekt wird in der Vorschau komplett weiß dargestellt. 

Heliconia New Material leer

PBR-Material konfigurieren  

Als Nächstes klicken wir das Feld Basisfarbe an und wählen unsere überarbeitete Heliconia_Diffuse.

Heliconia Diffuse Basis Farbei

Das Feld Normal bekommt die gleiche Normal Map, die wir bereits für den Blinn-Phong-Bereich erstellt haben.

Heliconia Normal Map Normal

Das Feld Emissive lassen wir leer. Dieses wird verwendet, um gezielt Bereiche einer Textur zum Leuchten zu bringen (ähnlich wie „Ganz hell“ bei Blinn-Phong, nur wesentlich präziser über eine Maske steuerbar).

In das ORM-Feld legen wir unsere neu erstellte Roughness Map (Heliconia_ORM).

Heliconia ORM to ORM

Wie man sieht, wirkt das Objekt zunächst noch ungewohnt. Das liegt daran, dass noch nicht alle spezifischen Einstellungen gesetzt sind. 

Alpha-Modus und Sichtbarkeit 

Bei PBR ist der Alpha-Modus standardmäßig auf Opaque (deckend) eingestellt. Diesen stellen wir auf Mask, um den Alpha-Bug zu vermeiden. Bei Bedarf kann der Wert für den Mask Cutoff (Abschaltwert) noch feinjustiert werden, falls die Kanten der Blätter unsauber wirken.

Da es sich um eine Pflanze handelt, stellen wir die Metalligkeit (Metallic) auf den Wert 0.0. 

Das Problem der Einseitigkeit lösen 

Wenn wir jetzt von unten schauen, ist die Pflanze zwar immer noch unsichtbar, aber das lässt sich unter PBR nun kinderleicht beheben: Aktiviere einfach die Option Doppelseitig (Double-sided). Sofort ist die Pflanze von beiden Seiten sichtbar, ohne dass das Mesh geändert werden musste.

Heliconia Doppelseitig

Wichtiger Hinweis zum Abschluss: 

Wenn wir jetzt in den PBR-Einstellungen auf Speichern klicken, wird im Systemordner „Materialien“ ein neues Fullperm-PBR-Material mit allen gesetzten Werten und Texturen erzeugt. Dieses könnt ihr dann ganz einfach auf andere Objekte mit denselben Anforderungen ziehen. 

Übrigens: Alle hier gezeigten Ergebnisse wurden mit der Standard-Lichteinstellung Mittag erzielt.