Baking trong 3D là gì?

Trong lĩnh vực 3D Modeling và Rendering, Baking là quá trình chuyển đổi dữ liệu phức tạp như ánh sáng, bóng đổ, hoặc chi tiết bề mặt từ một nguồn tính toán (high-poly, lighting setup) thành dữ liệu tĩnh và lưu trữ vào các texture map. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất mà vẫn giữ được chất lượng hình ảnh khi sử dụng trong Game Engine, Render Engines, hoặc các ứng dụng thực tế ảo (VR).

Các dạng baking phổ biến:

• Normal Map Baking: Chuyển thông tin chi tiết từ mô hình high-poly sang low-poly, giúp mô phỏng độ chi tiết mà không cần tăng số lượng polygon.

• Ambient Occlusion (AO) Baking: Tạo bản đồ mô phỏng vùng bị che khuất ánh sáng để tăng chiều sâu thị giác.

• Lightmap Baking: Lưu trữ thông tin ánh sáng tĩnh và bóng đổ trực tiếp vào texture, thường sử dụng trong game và render thời gian thực.

• Curvature/Cavity Map Baking: Phân tích hình học bề mặt để tạo bản đồ chi tiết cho việc tạo vật liệu PBR.

• Displacement Map Baking: Lưu dữ liệu chiều cao từ bề mặt high-poly để áp dụng cho low-poly thông qua hiệu ứng displacement.

Tại sao Baking quan trọng trong 3D?

1. Tối ưu hóa hiệu năng:Trong các dự án lớn, baking giúp giảm tải cho GPU/CPU bằng cách thay thế các phép tính thời gian thực bằng dữ liệu đã được chuẩn bị trước. Điều này đặc biệt quan trọng với các dự án game và VR.

2. Hiển thị chi tiết cao:Thay vì sử dụng mô hình high-poly, baking cho phép sử dụng mô hình low-poly kết hợp với các texture như normal map để tái tạo chi tiết tương tự mà không làm nặng hiệu năng.

3. Ứng dụng rộng rãi trong Game Engine:Các game engine như Unreal Engine hoặc Unity phụ thuộc mạnh mẽ vào baking (đặc biệt là lightmap và normal map) để cải thiện tốc độ xử lý mà vẫn duy trì chất lượng đồ họa.

4. Hỗ trợ trong pipeline PBR:Baking các bản đồ như AO, curvature hay normal là bước không thể thiếu để tạo vật liệu Physically Based Rendering (PBR) chất lượng cao, áp dụng trong Blender, Substance Painter hay các công cụ tương tự.

5. Tiết kiệm thời gian render:Với các dự án render tĩnh như key visual, quảng cáo sản phẩm, baking ánh sáng giúp tăng tốc độ làm việc mà vẫn đạt được hiệu quả hình ảnh mong muốn.

   
   

Khi nào cần dùng Baking?

1. Chuyển đổi từ High-poly sang Low-poly:Baking là bước cần thiết trong workflow low-poly modeling, đặc biệt khi mô hình yêu cầu chi tiết cao nhưng cần tiết kiệm số lượng polygon, thường áp dụng trong game, phim hoạt hình hoặc VR.

2. Xử lý ánh sáng tĩnh:Với các dự án sử dụng ánh sáng cố định (không động), baking lightmap giúp tăng tốc độ hiển thị mà không cần phải tính toán ánh sáng thời gian thực.

3. Tạo vật liệu PBR:Baking là bước khởi đầu để tạo các bản đồ cần thiết như Ambient Occlusion, Roughness, và Metallic, phục vụ cho workflow vật liệu PBR.

4. Khi làm việc với Animation hoặc Dynamics:Baking deformation lưu lại thông tin chuyển động hoặc hiệu ứng vật lý để đảm bảo tính ổn định trong quá trình playback hoặc render.

   
   

Hard Surface Modeling và Baking

Trong Hard Surface Modeling, baking giúp giảm tải mô hình hóa chi tiết như cạnh, vít, hoặc bề mặt phức tạp. Thay vì trực tiếp dựng hình tất cả chi tiết trên high-poly, các thông tin này được bake thành normal map và áp dụng lên mô hình low-poly.

Baking và Topology

Baking yêu cầu topology chuẩn để đảm bảo bản đồ không bị lỗi. Dưới đây là một số yêu cầu topology quan trọng:

• UV Mapping: UV phải sạch, không trùng lặp và tối ưu hóa không gian để tránh hiện tượng artifact.

• Edge Flow: Đảm bảo các cạnh mượt mà để tránh lỗi shading khi áp dụng bản đồ.

• Triangulation: Với baking game asset, triangle-based topology thường được sử dụng để tránh lỗi khi import vào engine.