VRay材质精讲细调

VRay材质精讲细调真实物理世界的物体属性如果想用计算机做出真实物理世界的材质,就必须深入了解物体的属性,这些可视属性是指物体表面的色彩/纹理/光滑度/透明度/反射率/折射率/发光度等。1物体的颜色色彩是光的一种特性，我们通常看到的色彩是光作用于眼睛的结果。当光线照射到物体上的时候，物体会吸收一些光色，同时也会漫反射一些光色，这些漫反射出来的光色到达人们的眼睛之后，就决定物体看起来是什么颜色，这种颜色常被称为“固有色”。这些被漫反射出来的光色除了会影响人们的视觉之外，还会影响它周围的物体，这就是“光能传递”。当然，影响的范围不会像人们的视觉范围那么大，它要遵循“光能衰减”的原理。光照到远处的楼房，远处的光照亮，而近处的光照暗，这是由于光的反弹与照射角度有关系，当光的照射角度与物体表面成90度垂直照射时，光的反弹最强，而光的吸收最柔；当光的照射角度与物体表面成180度，光的反弹最柔，而光的吸收最强。物体表面越白，光的反射越强；反之，越黑，光的吸收越强。2光滑与反射一个物体是否有光滑的表面，往往不需要用手去触摸，视觉就会告诉我们结果。因为光滑的物体，总会出现明显的高光，比如玻璃/瓷器/金属。而没有明显高光的物体，通常都是比较粗糙的比如砖头/泥土等。这些差异在自然界无处不在，但它是怎么产生的呢？依然是光线的反射作用，但和上面固有色的漫反射方式不同，光滑物体有一种类似镜子的效果，在物体表面还没有光滑到可以镜像反射出周围的物体时，它对光源的位置和颜色是非常敏感的。所以，光滑的物体表面只镜射出光源，这就是物体的高光区，它的颜色是由照射它的光源颜色决定的（金属除外），随着物体表面光滑度的提高，对光源的反射会越来越清晰，这就是在材质编辑中，越是光滑的物体高光范围越小，强度越高。我们在洁具表面可以看到很小的高光，这就是因为洁具表面比较光滑而产生的高光。而表面粗糙的蛋糕，没有一点光泽，光照到蛋糕表面，发生了漫反射，反射光线弹向四面八方，所以没了高光。3透明与折射自然界的大多数物体通常会遮挡光线，当光线可以自由穿过物体时，这个物体就是透明的，这里说的穿过，不单指光源的光线穿过透明物体，还指透明物体背后的物体反射出来的光线也要再次穿过透明物体，这样使我们可以看见透明物体背后的东西。由于透明物体的密度不同，光线射入后发生偏转现象，这就是折射。比如插入水的筷子，看起来是弯的。不同的透明物体的折射率也不一样，即使同一种物体，温度不同也会影响其折射率，比如当我们穿过火焰上方的热空气观察对面的景象，会发现景象有明显的扭曲，这就是温度改变了空气的密度，不同的密度产生不同的折射率，正确地使用折射率是真实再现物体的重要手段。在自然界还存在另一种形式的透明，在三维软件的材质编辑中把这种叫半透明，比如纸张/塑料/植物的叶子还有蜡烛等。它们原本不是透明的物体，但在强光的照射下背光部分会出现透光现象。材质的物理属性与调制方法一，墙面乳胶漆材质参数设置与制作思路首先需要分析物理世界里的墙面究竟是一什么样的材质。在离墙面比较远的距离去观察墙的时候，墙面是一个比较平整的颜色比较白的一个材质；而靠近时，可发现上面有很多不规则的凹凸和刷印，这是刷子涂抹时留下的印迹，这是不可避免的，这时候，我们得出的关于墙面材质的结论是：颜色比较白（在自然界是这样定义白色和黑色：完全反光的物体，它的颜色才是白色；完全吸光的物体，它的颜色才是黑的），表面有点粗糙，有刷迹，有凹凸。根据上述特点，在VR的材质球中创建了一个墙面材质球。设置漫反射颜色值为（RGB各为245）而不是纯白的，这是因为墙面不可能全部反光，它不是纯白的。越光滑的物体高光越小，反射越强，越粗糙的物体高光越大，反射越弱。由于墙体表面有些粗糙，所以墙面的高光比较大。这里设置反射通道的颜色为（23，23，23）来表现出物体反射比较弱的特征；同时将高光大小的值设置为0.25。来表现出物体高光比较大的特征。在选项面面板中，关闭跟踪反射，只让它有高光没反射。既得到了所需的效果，又提高了渲染速度。在贴图卷展栏下的通道里，在真实的情况下需要给上凹凸贴图，但是由于大多的时候，我们不需要表现出墙面的细节，所以不需指定。二，地板材质参数设置与调制方法调制方法一：这里表现的地板是一种表面相对粗糙的地板。在漫反射贴图通道里，放置一个地板贴图，用来模拟真实世界里地板的图案和色彩。在它的贴图参数里，把模糊的默认参数1改为0.001，目的是为了让渲染出来的贴图更清晰。由于物理世界里的地板是带有反射的，同时表面的粗糙度相对比较大，所以高光大小的值设置为0.45。让地板有个比较大的高光；同时光泽度也设置为0.45，让反射相对模糊些。为了提高渲染速度，细分的值仅设为10，细分为10已经能够体现效果；反射次数只设置为2，也是为了提高渲染速度，但又对最终效果影响不大。同时又由于物理世界中的物体或多或少的带有菲涅尔反射现象，所以在反射通道里设置了衰减，衰减方式选择菲涅尔，同时也修改了菲涅尔的反射率，修改为1.1。可以让菲涅尔现象衰减得更剧烈。提示：需要注意的是，在菲涅尔衰减里上面的2个通道，上面一个通道表示的是靠近相机的位置，而下面一个表示的是远离相机的位置。因为物理世界里，这样的地板材质，在近处基本上看不到反射现象，所以给一个黑色即可，而远处则是有一定的反射，所以指定了颜色（36，48，60）。而从色彩上来讲，只是稍微带了点蓝色，用来表现反射内容带点蓝色。在凹凸通道里指定一个和漫反射通道一样的贴图，其值为10，目的是让地板渲染出来的效果带点凹凸的纹理感觉。提示：在这里，为什么不用黑白的贴图呢？其实无论是黑白或是彩色图，效果是一样的，如用彩色的，系统在计算渲染的时候，会把彩图转换为黑白的。如用黑白的那么就不需转换。如果是一个大场景，贴图很多，那么还是使用黑白图要好些，能节约内存的使用量。接下来给地面指定一个UVW贴图坐标，BOX/长宽高为500。调制方法二：木地板有下面几个特征：带有菲涅尔/表面有凹凸/木纹无规律。在漫反射通道放张地板纹理贴图，为了让渲染出来的木地板更清晰，把模糊改为0.01。由于真实的地板带有菲涅尔，所以在反射通道里加一个衰减，方式为菲涅尔。（二通道）控制远处的反射不是白色，而是天蓝色，其目的是为了让远处的反射颜色带点天蓝高光。在其下的菲涅尔参数中，设置菲涅尔反射率为2，是为了让衰减不要太强烈。高光大小设置为0.88，是为了让其有一个相对小的高光，因为高光越小，表示物体表面越光滑，光泽度模糊程度为0.7（值越小模糊越强），细分20。在凹凸通道里指定一个和漫反射通道一样的贴图，其值为5，目的是让地板渲染出来的效果带点凹凸的纹理感觉。三，木纹材质参数设置与调制方法首先观察物理世界里的木纹材质。在真实的情况下，具有以下几个特征。表面相对光滑/带有菲涅尔反射/表面有一定的纹理凹凸/高光相对比较小。根据这几个特征，来设置木纹材质。在漫反射通道里，给一个木纹的贴图，为了让贴图更清晰，把模糊值改为0.01。为了得到一个相对比较小的高光，把高光大小改为0.8。由于木纹表面是相对光滑，所以还是带有一定的光泽度，给光泽度为0.85，为了让光泽度没有杂点，看上去更细腻，细分值设置为20。由于存在菲涅尔反射现象，所以在反射通道里给了一个衰减，类型为菲涅尔，上一个通道颜色默认值，下面的通道色为（207，218，230）。同样，木纹表面存在凹凸，在凹凸通道里设置凹凸值为10。四，布料类材质参数与调制方法通过观察得出，布沙发具有以下几个特征表面比较粗糙/基本没有反射/表面有一层毛茸茸的感觉调制方法一：布沙发表面看起来有一层毛茸茸的感觉，是因为表面的毛发受到光照的影响而产生的。在这里如通过模型来表现难度比较大，并且不一定能表现好，在漫射通道中加入一个衰减方式，用菲涅尔来表现。在第一颜色贴图通道里指定一个布沙发的贴图，在第二颜色设置为比沙发布白一点的颜色，这样受到光照的影响，光强的地方会白些，就有了毛茸茸的感觉了。为了表现高光，所以要开启反射，反射为RG30/B40，高光很大为0.4。开启反射是为了使得布料有高光效果，可是真实布料是不反射的，在选项面面板中，关闭跟踪反射，只让它有高光没反射。为了能让布艺材质有凹凸纹理,在凹凸贴图后加一张同漫射一样的凹凸贴图，数值为30。调制方法二：在3DS中有一种比较适合做布料的材质类型；Oren-Nayar-Blinn,在漫射通道中选择一个布纹，把贴图的BLUR值设置为0。3，而不是通常的0.01，因为布一般都表现的比较柔和，不需要太清晰锐利。将默认的粗糙度50改为75，让其更粗糙一些。同时由于要表现布表面上的一层毛茸茸的效果，在自发光里添加一个遮罩，遮罩类似于PS里的蒙版，选择遮罩里的贴图为衰减，衰减方式为菲涅尔，第一通道色为黑色，二通道RGB 为120，在遮罩通道的通道中也设置为衰减，衰减方式为阴影/灯光。第一，二通道色与上同。由于布料表面比较粗糙，设凹凸值为60，加张和漫射一样的贴图，模糊值为0.1。五,白色油漆材质参数设置与调制方法真实白漆是一个表面很光滑，反射衰减比较小的一个材质。由于白漆是一个比较白的材质（但绝对不是纯白），所以设置漫反射RGB为250,又因为白漆材质的衰减强度比较弱，所以这里就不采用衰减贴图，而是给一个反射强度为15的值；高光比较小，所以设置高光大小为0.88。由于表面很光滑，所以光泽度设置为0.98。由于白漆的载体（木头）表面是不平坦的，不平坦的表面反射的物体会有扭曲现象，所以这里凹凸贴图通道里加一个噪波贴图：坐标栏的模糊为0.1/噪波类型为规则/尺寸为1。来模拟这个现象。六，不锈刚材质参数设置与调制方法不锈刚本身的颜色很难描述，因为它表面非常光亮，平时所观察到的现象，是它反射周围环境所得到的。这里漫射的颜色为黑色，目的是让不锈钢材质看起来明暗分明。反射颜色为（192，197，205），目的是为了让反射里的内容带点蓝色。一般不锈刚的高光面小，光泽度小，把它们值设为0.9，细分为15，在BRDF中，选择了沃德的类型，用这个方式渲出的整体要亮一些。七，灯罩材质参数设置与调制方法真实的灯罩材质有如下几个特征。半透明/几乎没有反射/高光比较大。通过上面的分析来设定灯罩的材质。漫射色为250的白色。因为灯罩有比较大的高光，所以将高光大小的值设置为0.28，将反射强度设为11；同时在选项栏中，关闭追踪反射，目的是让灯罩不产生反射现象。在这里将折射通道的颜色设置为50的灰度，让灯罩的透光系数大约为0.2。折射率设为1.2。再设置光泽度为0.8。细分值为20，同时勾选影响阴影选项，让灯光能透过灯罩。注意：这里需要注意折射率的问题，例如：窗纱的折射率为1.01，玻璃的为1.5。大家通过观察分析这2种材质对透光所表现出的现象就知道为什么会给灯罩这个数值了。八，地毯材质参数设置与调制方法VR毛发做地毯：首先，这里要做的地毯是一个比较短而粗的毛。所以这里长度给的是15；同时，毛发比较粗，厚度设为2。重力为4，主要是看毛发的受重力效果。提示：这里的重力值如是正值，毛发向上生长，并且值越大毛发越挺直；负值，向下生长，值越大越挺直。比如设置为-1和-100，那么-100的效果就比的效果更挺直。弯曲的值越大，毛发弯曲程度越强烈，这里设置为0.45。结的值设置为18是为了得到一个弯曲比较光滑的结果。值越大效果越好，时间越长，一般设为12-18的值比较合适。变化栏中：方向参量2/长度厚度0.2/重力0.3。在分配栏中选每区域值为0.025。其值大毛密。在毛发参数设定完后，再给毛发指定一个材质：首先在漫反射通道里给一个比较合适的地毯贴图。由于地毯高光比较大，所以设置为0.3。反射强度设为36的灰度。和其他没反射而有高光的材质一样，在选项栏中关闭跟踪反射。这里说的没反射是指看上去几乎没有反射现象，所以就不用打开反射，以提高渲染速度。由于地毯比较粗糙，所以在凹凸通道里加一张凹凸贴图来模拟值为100。VR置换模式做地毯：选择2D贴图类型/过滤模糊值设为0.001也是为了让效果更清晰/总量设为3，值太大了，效果看着就会很假。然后在VRMTL中漫反射通道指定一张地毯贴图，在凹凸通道里加一张灰度贴图来模拟值为10，模糊为0。7。这里的贴图和转换器的贴图是关联的。VR代理材质做地毯：因为VR内部的光的计算采用的几何光学，对色溢的处理是它的弱点，所以CHAOS公司开发了VR代理材质，把颜色和GI分开计算。通过这个材质，用户可在基本材质中设定一个饱合度比较高的颜色，而在GI材质中设定一个饱合度比较低的材质(130,115,115)，这样就可以避免色溢。颜色的饱合度可以不同，但是颜色的灰度要保持一致，这样材质对光的反弹能力其实是一样的。选一材质球，单击标准/在材质浏览中选择VR代理材质/单击基本材质右边贴图按钮/加一个VRMTL材质/在漫反射通道加张地毯贴图/模糊值为0.01。因为地毯的表面高光比较大，所以设值为0.15，反射强度为28的灰度。又因为没有反射，所以在选项栏中把跟踪反射关掉。由于地毯比较粗糙，在凹凸通道里加一张贴图来模拟值为50。在GI材质贴图按钮上加张VRMTL材质/这里的GI材质主要是对光的反弹起作用，所以在漫反射里设置了一个和贴图灰度差不多的颜色，而饱合度比贴图要低得多，这样就可以避免色溢了。九，地砖材质参数设置与调制方法调制方法一：这里表现的地砖是一种表面相对光滑反射又很细腻的地面材质。首先在漫反射贴图通道里放置一个地砖贴图，用来模拟真实世界里地面的图案和色彩。由于物理世界里的地砖是带有反射的，这里需做出光滑而且高光很亮的效果，所以高光值为0.85。同时光泽度设为0.88，让地面有一些轻微的模糊。为了让光泽度更细腻一些，将细分设为15，反射次数只设置为2，是为了提高渲染速度，又对最终效果影响不大。同时由于物理世界里的物体都会或多或少的带有菲涅尔现象，所以在反射通道加衰减，方式为菲涅尔，设一通道色为黑色，二通道色为淡淡的蓝；同时修改了反射率为1.75，可以让其衰减得更剧烈，反射更亮些。在凹凸通道里加一张凹凸贴图来模拟值为5。目的是让地砖渲染出来的效果带点凹凸的纹理感觉。调制方法二：这里表现的地砖是一种表面相对粗糙的砖材，在漫反射通道里放置张贴图，模糊为0。1，让其更清晰。反射不需太强，所以设置颜色为80，由于地砖是带有菲涅尔的，所以在反射通道加衰减贴图，方式为菲涅尔。为了让地砖有一个相对大的高光，将高光大小设置为0.65（值越小高光越大），细分20。在凹凸通道里加一张凹凸贴图来模拟值为50，。目的是让地砖渲染出来的效果带点凹凸的纹理感觉。模糊为0.15。十，磨砂玻璃材质参数设置与调制方法真实的磨砂玻璃是因为表面凹凸不平，光线通过磨砂玻璃以后，会在各方向产生折射光线，这样观察者就看到磨砂玻璃的特点。本例要表现一种比较粗糙的玻璃效果，设漫反射色为（240，240，240）来模拟白色的磨砂玻璃。在折射通道里设置衰减贴图，调换一，二通道颜色位置，然后改下一通道的色值为220，是为了不让玻璃完全透明。方式选择垂直/平行，这种方式会有点朦胧的效果，很适合做磨砂或纱帘。光泽度设置为0。7，是为了让玻璃不要太过模糊，还可隐约看到外面的东西。细分为10，这样速度较快也可以达到所需效果。十一，硬塑材质参数设置与调制方法在真实的情况下塑料材质具有以下几个特征：表面光滑/带有菲涅尔的反射/高光相对比较小。设置漫反射颜色为252的白色。为了得到一个相对比较小的高光，把高光大小修改为0.85；由于表面比较光滑，但还带有一点模糊反射，所以这里光泽度给了一个较小的模糊值0.95，细分值设为12；反射次数为8，是为了让反射更亮。由于存在菲涅尔反射现象，所以在反射通道给了一个衰减，方式为菲涅尔。如想让塑料更光滑，可在环境贴图通道里加张输出程序贴图，输出值设为3。十二，皮材质参数设置与调制方法皮材质的物理属性。皮的表面有比较柔和的高光/表面有微弱的反射现象/表面纹理凹凸感很强.在漫射通道中设置一张皮贴图。把坐标栏的模糊设为0.5，目的是让渲染出来的贴图更清晰。因为表面有微弱的反射和比较柔和的高光,这里设反射强度RGB为35.高光强度为0.7.反射很微弱,有很大的模糊反射,这里设置光泽度为0.7.需要很细腻的模糊反射,细分可设为16。反射次数为3，因为这样反射就会比较淡，柔和，同时也提高了渲染速度。沙发表面明显的凹凸肌理,在凹凸通道加载一张皮纹的凹凸贴图,为了使图像更加清晰,设置BLUR为0.5, 凹凸强度为80。十三，瓷材质设置与调制方法瓷物理特征。光照时能产生高光/表面有光泽/纹理细腻/有较强的菲涅尔反射/反射模糊不强漫反射通道加贴图，模糊值为0.01，反