3D材质和灯光的运用理念.doc

3D材质和灯光材质 材质的问题,很多朋友一开始只知道在材质球上贴图片,马马乎乎凑合一下,还有一些朋友,把基本的工具都没搞明白就开始想做超级逼真的金属和玻璃,前者还是一个懒字,后者是急于求成.再这里我把在火星上看到的问题做个解释. ( 1).24个材质就用光了怎么办? 首先要纠正一下思想,很多朋友把材质编辑器直接理解为存放场景材质的地方,其实王琦老师已经纠正过这个问题,材质球我们可以理解为一个调色板,把调好的颜料涂到物体上,剩下的材质就可以扔了,或者是保存到材质库里,在材质编辑器里有一个记录场景材质的地方,这里记录了场景中所有使用的材质,以及材质层级列表的展开显示.当材质球不够的时候,-1-我们可以选择一个材质球,点击编辑器上的黑色*,这个时候弹出提示,问是你是保留场景中使用的材质,还是把场景中使用的材质和材质球上调好的材质一起删掉,这个时候我们可以选择第二个单选项,只删除材质球上的材质,保留场景中已经使用的材质.这个时候我们就可以再次调节复原的材质并使用.-2-在编辑材质的时候已经使用的材质和编辑器里的材质是关联的，在材质编辑器上有一个两个蓝色小球的安钮,点击这个安钮可以断开关联,这个时候调整材质球就不会影响场景用的材质,调节好后可以赋给别的物体(记得这两个方法都需要修改名称哦).-3-如果是希望再次调节场景中使用的材质,在编辑器里有一个吸管样子的安钮可以把场景中的材质吸到材质球上再调节.-4-另外在我们学习网格编辑或者多边形编辑的时候应该接触到了面ID的设置,这个时候我们可以利用这个ID来为物体调节多维子材质,比如在一个屋子里,地面的材质都不一样,但是我们可以做好多个地面后再把多个地面结合成整体,然后给每个面不同的ID,再来利用多维子材质进行设置，这样也可以节省材质球. (2).材质球为什么有时候不是灰色,为什么出现白色，黄色的默认材质球. 在材质球里有一般有三个颜色给我们设置,一个是环境色,一个是过度色,还有高光色,环境色受环境编辑器里的环境色控制,过度色控制物体的本色,但是在通常情况下环境色和过度色是锁定的,即使是打开锁定也看不出环境色对物体颜色有什么影响,这是因为环境颜色的开关在环境编辑器里控制着,默认的时候是关闭,材质出现白色和黄色,是因为环境编辑器里的环境光被开启,这可能是软件的问题,把环境光重新设置为黑色就没问题了. (3).为什么高光总是设置的不真实? 在编辑器里提供好多中方法来表示光线对物体影响,但是很多朋友只是使用最基本的B算法,很多朋友没有注意到还有P算法,本来这两个模式都是用同样的计算方式,但是反光的计算有差别,P算法的反射光形成较长的区域,B算法却几乎是园形,P算法更适合制作坚硬大理石的物体,B算法适合制作朔料类物体, 很都朋友在制作金属和玻璃的时候总是在物体上看到圆形的高光,这个时候要注意,并不是所有的物体都反射圆形高光,在圆柱物体和复杂曲面物体上往往形成拉长的高光,MAX提供了各项异性的算法共我们来制作这类高光,这个算法形成梭型的高光.另外mAX提供制作布料纸张的算法,这个算法提供了两个特殊的参数,一个是过度色亮度,一个是粗糙度,粗糙度控制了高光和过度色的过度情况,形成缓和的高光过度形式,避免布料形成坚硬物体的高光. 很多朋友在做金属和玻璃,以及具有反射折射能力的物体时总是找不到感觉做不出逼真的材质,这和我们的物理以及观察能力有很大关系. -1-首先说说反射,很多朋友只是简单的加上光线追踪,但是实际上反射在物体的表面有强弱的变化,当我们看到一个水面的时候,认真观察会发现,远离我们的水面会亮一些,反射的能力也要比*近我们的水面的反射力强,再看看玻璃杯和金属球体,在物体的边缘比物体的中心位置反射强烈,这些和我们观察物体的角度有关系,单我们的视角和物体表面垂直时,反射到我们眼睛里的光线是最弱的,当物体表面和我们的视角夹角越趋向于水平,这个时候眼睛接受的反射光线越强烈,所以在我们看见水面是原处的水面和我们的观察的视角比较小,所以看到的反射强烈,柱体和球体也是一样,中心位置和我们的视角接近垂直,所以反射比较弱,边缘的观察角度趋向水平,所以反射比较强. -2-另外一个要注意的问题是反射的模糊,以及反射的强度,很多新手在制作室内作品的时候总是喜欢把木地板和大理石地板加上反射,但是却没有考虑真实的反射强度,大家可以在家里看看,地板的反射并不像镜子能够反映所有被反射物体,很多被反射物体因为反射的衰减以及我们的视角问题,慢慢的模糊之到看不清楚,只做这类反射物体时候要在光线追踪里打开反射衰减,如果是用的平面反射贴图,可以设置反射模糊数值.反射强度可以修改反射通道强度数值为25以下. -3-还有个问题是，有的朋友给地板加上平面反射,但是却看不到反射效果,平面发射只对平面有效,而且需要考虑物体法线问题,在做地板的时候不管是挤压的还是BOX做的,高度值要设置为负值. -4-当大家使用光线追踪贴图时,会发现物体会反射出黑色,而且和其他反射颜色的过度很尖锐,这个黑色是环境颜色,我们可以在环境面板里设置一个环境图片,记得要模糊一下贴图,比如说室内图片和金属颜色图片(在mAX里都有),要注意光线追踪在没有可以反射的物体时才会反射环境,除了在环境设置里使用贴图,光线追踪贴图里也可以设置,默认的时候是使用环境设置,第二个是可调整的颜色,第三个是直接在光线追踪里设置反射需要的图片.另外要注意环境图片和真实反射追踪的颜色之间过度尖锐的问题,这个时候可以设置光线追踪反射衰减来避免这个问题. -5-磨沙问题,这个问题比较好解决,只要在凹凸里加上噪波,把噪波设置为0.05,设置凹凸强度为15就可以,另外要主要注意的是，有的铝合金材质的磨沙不是点状的,而是拉丝效果,这个时候可以把噪波贴图的V和W项的重复设置为0,就可以得到拉长的噪波图案. 灯光我先从灯光的原理说起吧，首先要分清楚现实和MAX灯光的不同， 第一：现实光线具有镜面反射和漫反射，所谓镜面反射最好理解的例子就是镜子对光线的反射，光束落在镜子上的瞬间被反向同角度反射，也就是MAX中的光线追踪模式，光反射一次后就消失，漫反射的例子嘛你可以想象一下粗糙的墙面，当光线照射的时候，因为光线着落点不一样，光束向不同的反向反射，反射出来的光不再是以前的一束，可能是很多方向的，但是MAX不支持漫反射。 第二：现实中的光线具有多次的反弹能力，会在不同的物体间根据着落点的不同进行反射和散射，并且反射和散射的光线会受到反射物体颜色的干扰，两个相互接近的物体之间，它们的颜色回相互的扰乱，(可以自己观察以下)直到光能消耗完，或者被我们的眼睛和摄象机接受，在MAX中光线在物体对象上反射一次后就被摄象机接受，不能产生多次的反弹，也不会产生物体颜色的干扰。 第三：现实光线具有衰减，不管是自然光还是人工光都有衰减，MAX默认情况下没有衰减，但是提供了三种衰减调节，我们主要使用的是近远距离衰减。 第四：现实投影和MAX投影也有很大的差别。 搞清楚了这些问题，我们现在要解决的就是模拟漫反射，模拟光线颜色的干扰，模拟真实的衰减和投影。 打光的方法有很多，每个人的理解也不一样，但是有几点只不变的，第一要找到室内或者是室外近来的光源，也就是大家说的主光源，确定主光源之后，需要模拟反射和散射以及物体颜色的干扰，并调节好衰减及投影，当然这只是理论。 我在网吧没法发图，各位大侠帮忙补充啊。 例子一：环境，白天，有很好的阳光，室内没使用人工光，阳光可以从窗子进来。 首先主光肯定是阳光，设置一个平行光，亮度为1.2，颜色为黄色，开启阴影 ，打开远距离衰减，根据实际情况调整， 从外面照向窗子， 主要是在地板和墙上产生阳光照射的效果， 在窗子附近设置一个泛光灯，亮度为0.6，颜色为兰色，开启阴影 ，打开远距离衰减，衰减界限刚好包括整个房子就行，排除窗框，避免让窗框暴光，并产生光线进入房间在窗子附近部分的比较亮的部分，其实就是天光。 再复制一个模拟阳光的平行灯，包括窗框，让窗框有被阳光高度照亮的感觉。渲染一下室内应该有了一点亮度，除了窗子附近还有很多的地方是黑色。 现在我们需要制作房间里各个墙面的反射和颜色干扰，找到受阳光照射最强烈的墙面，在墙面上是设置一个泛光灯，亮度为0.4，颜色为这个墙的颜色，开启远距离衰减，衰减线大于整个房间，估计是房间大小的两倍，打开阴影，模拟这个墙的反射，注意要排除这面墙；接着受光较强的是地面，在地面上设置一个泛光灯，如果地面是大理石或者是高反光的木板的话，灯光亮度设置为0.4(如果是其他的材料亮度使用0.35)，颜色使用地面的颜色，开启远距离衰减，衰减线大小同上，记得排除地面；接着是天花板，做有个泛光灯，亮度为0.3，颜色为天花的颜色，衰减开启，小于地面的衰减线大小，记得排除天花； 其他几个墙的亮度都为0.3，也是使用墙面颜色，衰减适当调整，记得远离主光的地方暗就行，记得要排除模拟反射的物体；另外在我们设置摄象机的那一面一般都没做墙，但是记得要模拟，亮度为2.5，衰减小于其他反射墙面。 现在渲染看看，应该有点意思了，但是还有很多家具没被照亮，设置一些低亮度的泛光等包括要照亮的家具进行补光，亮度为0.1，同时还要设置低亮度的泛光灯模拟家具的漫反射，颜色使用家具的颜色，不管是补光还是模拟漫反射都要注意衰减哦。 阴影的设置要注意，第一阴影深度要降低，第二要关掉偏移数，加大采样数值为1024，阴影模糊为16.*材质参数下面列举一些透明物质的折射率： 真空 1.0 空气 1.0003 水 1.333 玻璃 1.5到1.7 钻石 2.419 1， 水珠 反光类型phong高光区光滑玻璃，塑料等 反光强度72 光滑度48 index of refraction1.33 反射贴图raytrace背景颜色墨绿色代替环境，较快渲染amt60 折射贴图thin wall refraction产生物体间的折射效果 2， 树叶 双面材质或多重子材质 diffuse不同的位图贴图 bump贴图 3， 海水 思路：先表现海水颜色，在表现波浪起伏，最后设置海水反射 diffuseswirl贴图深蓝色和兰黑色 bumpnoise可调噪波尺寸来表现海浪的大小 反射贴图raytrace 4， 天空背景 一个位图贴图关键是根据场景调贴图的重复次数和偏移量 天空模型可用半球或圆柱法线翻转 5， 破裂的屋顶 blend材质transition zone交换区域通过调节数值来控制曲线的形状，当两个值接近时，贴图的黑白过渡区会产生清晰尖锐的融合边缘，反之则产生模糊的融合边缘 材质1 diffusenoise贴图color1暗褐色，color2暗黄色size20 bumpnoiseamount690强烈凹凸 材质2填充第一种的凹陷区域，还要表现裂纹效果 diffusenoisecolor1：暗褐色，color2：浅褐色，size：3 bumpmarble黑，白40amt 融合设置：mix amt：70 6， 立柱（带竖条纹理和灰尘腐蚀效果的水泥柱） compositors 基本材质水泥 diffusenoisecolor1：灰，color2：白size：8 bumpnoise黑，白size：2。3 竖条纹理材质附加材质1 diffusenoisecolor1：暗褐色，color2：暗黄绿色 opactiymarblecolor1：暗灰，color：浅灰通过透明贴图来实现显露 竖条纹理，同时将基本材质显示出来 灰尘及腐蚀材质附加材质2 diffusenoise黑，灰，size：50表现灰尘 bumpsmoke贴图color1：黑，白size：10表现腐蚀效果 合成参数 附加材质198，附加材质246 7， 墙壁（用speckle贴图）刻花的带青苔的墙 diffusespecle贴图color1墨绿（青苔）color2（带灰尘的墙）：默认色 color2noisecolor1：黑color2：浅褐色 bump花纹的bitmap贴图 8， 地板（splat）布满灰尘和泥土的地板 diffusesplatcolor1木板贴图基本材质 color2noise黑，暗绿色泥土灰尘 （再加个bump贴图将泥土部分凸起会更真实） 9， 蒙上灰尘的黄金浮雕 反光模式metal，反光强度160，光滑度31 diffusegradient ramp暗黄暗金更暗黄（腐蚀变色的黄金）也可用作石头 bump金像贴图 自发光贴图金像贴图（更好的体现金属浮雕的轮廓发光） 否则加noise贴图也可，或变blend材质加金属划痕 10， 彩色贴花玻璃 filter细胞贴图 用光线追踪时，可产生带纹理和颜色的阴影 11，金属 用specular level 反光贴图方式来控制材质的反光强度 加noise贴图造成表面被灰尘遮盖的金属效果 12，雪地 反光模式translucent shader（半透明） ambient兰灰 diffuse白 translucent color兰黑色 用bump来制造表面的不平，小颗粒，颗粒的分布不均用mask遮罩来实现 bumpmaskmap细胞贴图，size：1，type：chips 白灰黑 masknoise 13，冰莲 反光类型translucent shader 颜色白，translucent color：浅兰filter color灰 opscityfalloff白，深灰（透明衰减，表现半透明效果） 14，石头 diffusenoisecolor1：深蓝， color2：smoke贴图color1：暗褐color：灰白色 bumpsmokesize：30（腐蚀效果） 自发光smoke贴图黑，灰给一点发光亮度，表现水的反射光斑此处据场景不同而自定 15， 反射金属 metal diffusefalloff贴图灰，黑（发兰） reflection一个反射的位图贴图 16， 光线追踪金属 metal diffuse白，reflect灰（亮度越大，反射越强） 17， 红宝石 反光类型半透明 ambient暗红 diffuse红 translucent color中等红 18， 金色合金 反光类型strass（金属） 颜色falloff贴图白灰白（衰减不太明显） reflection-falloff贴图暗金，黑（反射颜色为金色） 19， 镜片 反光类型：phone opacity0 反射贴图falloff黑，暗红 20， 蓝色镜片 phone 颜色深蓝 反射贴图reflection贴图 21， 金属隔离圈用渐变的贴图作假反射贴图模拟金属效果 22， 腐蚀的金属 compositors合成材质 思路：没有腐蚀的金属材质，再加上附加材质来表现腐蚀，（通过透明贴图） 基本材质：strauss，97，20 diffusenoisecolor1：暗红，color2：浅暗红 附加材质：strauss，87，60 diffuse：腐蚀过的一张位图图片 opaity：splat 23， 腐蚀的金属 这里是靠位图来实现腐蚀感 metal 205，25 diffusefalloff1，带灰尘和腐蚀的金属位图 2，noise bump复制上面的falloff贴图 24， 纱帘 反光类型orennayarblinn9（布料） ambient亮暗兰 diffuse level 110（控制主要颜色的光亮值） roughness 100（光滑度，越大越不光滑）最大来表现陈旧的纱 opacitynoise