材质和贴图类型和特性课件

材质和贴图类型和特性主要内容n材质编辑器n材质的编辑n贴图设置n常见材质制作核心知识点n材质编辑器n材质的类型及特性知识要点：n材质编辑器中各按钮的功能，常用参数n材质、贴图坐标及贴图方式的应用技巧及实例重点难点n材质编辑器nRaytrace材质和复合材质的应用n贴图设置学习目标n了解材质与贴图的基本概念及用途n熟悉材质与贴图的类型n掌握材质编辑器的使用n掌握常用材质的使用和制作方法n掌握贴图的设置方法8.18.1 材质编辑器n3ds Max中的材质编辑器是单独的一个模块，按快捷键M，即可打开“材质编辑器”窗口，通过选择渲染【菜单】中的【材质编辑器】命令或单击 工具按键，同样可以进入材质编辑状态，如图8-1所示。n【背景】背景图案开关，常用于编辑透明材质；n【取样UV平铺】重复贴图显示开关，其中包括：一次、二次、三次、四次、此处的重复是显示效果，不等于贴图设置的重复。n【视频颜色检查】检查除PAL制式和NTSC制式以外的视频信号颜色。n【生成预览】为动画材质生成预览文件：生成预览、播放预览、保存预览。n【选项】打开材质编辑器窗口，设置示例窗口显示方式。n【按材质选择】根据材质编辑器选定的材质，选择场景中的物件。n【材质/贴图导航器】贴图与材质导航器。n【获取材质】获取材质。n【将材质放入导航器】将材质放回场景。n【将材质指定给先定对象】将编辑好的材质赋予被选中的物体或选择集。n【重设贴图/材质为默认设置】恢复材质默认状态。n【复制材质】复制当前的材质。n【使唯一】创建独立的材质。n【放入库】保存编辑好的材质到材质库中。n【材质ID通道】指定一个材质的特效通道，使材质具有特殊效果，可以为不同的通道指定不同的特效，共有15个特效通道。n【在视口中显示贴图】单击此按钮后，使视图中已被赋予材质的物体显示贴图效果。n【显示最终结果】显示当前材质的最后效果。n【转到父对象】单击返回材质的上一层级。n【转到下一个同级项】在当前材质层内转换到同一层的另一个贴图或材质层。n8.2.3 反射高光对材质的影响n（1）继续使用前面的创建场景，单击 按钮，打开材质编辑器对话框，选择已经建立的样本材质球，然后在Blinn基本参数卷展栏中调整透明的参数值，将该值调整为30，如图8-11所示。n（2）单击工具栏中的 快速渲染按钮，渲染透视图，如图8-12所示。n在表现这类材质的时候，通常会借助渲染器的各种渲染方式来表现，比如说使用Raytrace（光线追踪）来表现材质表面的反射，用集散方式来表现材质对光线的折射。n自发光是材质表面的另一种属性。它用于对物体自身的发光进行设定，通常用于表现荧光灯，火山熔岩等物体的发光部分，可以增加这个参数值来增加物体表面的亮度，在设定亮度的时候，可以设定材质自发光的颜色。n8.2.4 材质增加自发光效果n继续使用前面的创建场景，打开材质编辑器，选择已经建立的样本材质球，然后在Blinn基本参数卷展栏中调整自发光的参数值，将该值调整为60，如图8-13所示。然后单击工具栏中的快速渲染按钮，渲染透视图，如图8-14所示。n1混合材质n混合材质可以将两个二维或三维标准材质混合，对混合程度可以进行控制。另外还可以使用一个二维图像的明暗度来作为干扰融合的蒙版遮罩。n混合材质的基本参数卷展栏参数如图8-29所示。n图8-29 混合材质卷展栏n具体制作混合材质的方法如下：n（1）选择一个样本窗。n（2）单击类型按钮，在浏览器列表区中双击混合选项，弹出替换材质对话框。n（3）在对话框中选择第2个复选框，把原来的材质作为子材质。n（4）单击确定按钮。关闭对话框，则编辑器中显示了复合材质的参数，如图8-29所示。n（5）在名称栏中输入融合材质的名称并单击回车键确认。n（6）单击材质1区域的按钮，进入该材质编辑器。n（7）设置该材质的名称和颜色及其它属性。n（8）单击转到父级图标按钮，进入第2个材质的编辑器。n（9）对第2个子材质进行设置。n（10）单击显示最后结果按钮，样本球上显示最终结果，它有两种子材质的特点。n（11）单击到同级图标按钮，返回到父材质编辑器。n2双面材质n双面显示的复合材质是复合材质中最基本的一种复合材质。它对物体表面的正反两侧批定不同的材质。由于物体表面的外侧具有某种材质，内侧具有另一种材质，所以称为双面材质。n双面材质的基本参数卷展栏如图8-30所示。n具体制作双面材质的方法如下：n（1）打开材质编辑器。n（2）单击按钮，出现材质/贴图浏览器。n（3）在浏览区域中单击新建复选框，创建新材质。n（4）在列表区中双击双面选项，弹出替换材质对话框。n3多维/子对象n多维/子对象是另外一种广泛应用的复合材质。它包含多种互相同级的子材质。在多重材质方式下，物体（尤其是复杂的几何体）中各个子物体都可以被赋予多重材质中的某种子材质。缺省情况下的多重材质包含10个子材质，可以向其中加入其余的材质。n多维/子对象的基本参数卷展栏如图8-31所示。n具体操作多维/子对象的方法如下：n（1）在几何体命令面板下的扩展基本体中，单击异面体按钮。n（2）流动命令面板，单击系列复选框，在前视图中创建一个十二面体。n（3）打开材质编辑器并单击一个样本窗。n（4）单击类型按钮，弹出浏览器。n（5）双击浏览器中的多维/子对象选项，弹出替换材质对话框。n（6）编辑器上出现了多重材质的参数，同时类型按钮变成了多维/子对象按钮。n（7）多维/子对象编辑器中的设置数目按钮用来设置子材质的个数，缺省情况下为10个。n（8）在名称栏中输入该多维/子对象的名称，单击回车键确认。n（9）单击某一个子材质的按钮，弹出该子材质的编辑框。n（10）对该子材质进行名称和属性的设置。n（11）单击 转到父级图标按钮，进行下一个子材质编辑器，并对它进行设置。n（12）重复上一步骤，直至设置完需要的子材质。n（13）单击 转到下一个同级项按钮，进入父材质编辑器，查看子材质的设置结果（在颜色块中显示）。n（14）单击快速渲染按钮，渲染物体。n4建筑材质n建筑材质原来是为了VIZ渲染系统而设计的，能够在真实光源和全局光照（包括光能传递和mental ray的全局光照）下模拟真实的质感。n在实际的操作中，建筑材质的参数设计基本和Lightscape相同，同时还继承了Lightscape的“傻瓜”材质设计，使初学者能够轻松地设置需要的材质。如图8-31所示。n1光线跟踪基本参数n单击材质编辑器中 按钮，在打开的材质/贴图浏览器中选择光线跟踪材质类型，即会弹出光线跟踪编辑卷展栏。n光线跟踪基本参数：n明暗处理列表：可供选择的类型有Phong（塑性）、Blinn（胶性）、金属、Oren-Nayar_Blinn（明暗处理）、各项异性5种明暗类型。n环境光：此处的环境色与标准材质的有所不同，这里是指控制材质吸收环境光的多少，如设置为白色，则与在标准材质中将环境色与扩散色锁定效果等同。n漫反射：应用光学原理定义物体面的颜色，右侧小按钮可选择纹理作为表面材质。n反射：设置物体的高光反射色彩，也是反射环境的过滤色，如果扩散色为黑色，反射为饱和的彩色，材质将表现为彩色铬钢的效果。nFresnel：单击反射选择框会出现此项设置，用来为反射物体增加一些折射的效果，效果取决于观察物体对象的角度。n发光度：类似于标准材质的自发光设置，它依赖于扩散色，可以独自让一种材质发加一种色彩的光，同时也支持应用图像来发光。n图8-32 光线跟踪基本参数n透明度：类似于标准材质的过滤色。对光线跟踪材质物体背后的颜色进行过滤，黑色为不透明，白色为完全透明，灰色为半透明。n高光颜色：部分的参数与标准材质基本相同。n环境贴图：允许指定一种环境贴图，取代原来的全局环境贴图。n凹凸贴图：与标准材质的凹凸类似，产生凹凸的质感效果。n2光线跟踪扩展参数n这是主要用于创建光线跟踪材质的特殊效果、透明属性和高级反射等。如图8-33所示。n（1）特殊效果选项组：这里是更加强大的特效设置区。n附加光：此设置可增加物体表面的光照，为右侧的贴图按钮指定一个贴图，可以模拟场景中物体将光线反射到其它物体的效果。n半透明：可以创建一种半透明的效果。n密度：只对透明的物体有效，控制透明物体的密度。n颜色：形成物体厚度上的颜色，透明色对其后面的物体对象进行染色处理时，采用这里设置的色彩对物体内部进行染色。多用来模拟彩色玻璃效果。n雾：是针对物体厚度的效果，采用不透明的自发光的雾效填充透明物体内部，有点像玻璃中的烟、氖管中的物体。n开始、结束：用于设定颜色和雾开始与结束的位置。n数量：用来控制雾和颜色的量。n渲染光线跟踪对象内的对象：渲染光线跟踪材质内部的物体。n渲染光线跟踪对象内的大气：渲染光线跟踪材质内部的大气效果。n3光线跟踪控制参数n它是为提高材质渲染性能的内部参数设置控制栏：n局部选项栏：控制光线跟踪器的开与关是否进行自身折射、反射计算。是否对大气效果进行光线跟踪计算。是否对G-buffer中的材质ID进行光线跟踪计算。n启用光线跟踪：允许光线跟踪对折射、反射的开关。n启用自反射/折射：允许自身折射、反射计算的开关。n光线跟踪大气：允许对大气效果进行光线跟踪计算的开关。n反射/折射材质ID：允许对G-buffer中的材质ID进行光线跟踪计算的开关。n光线跟踪使能：控制光线能否跟踪。n光线跟踪反射：控制是否光线跟踪反射。n光线跟踪折射：控制是否光线跟踪折射。n单击 按钮可弹出“排除/包含”对话框，用于设置排除或包含场景中进行光线跟踪计算的对象，应用此项设置可加快渲染的速度；n凹凸贴图效果：用于调节光线跟踪的折射与反射的凹凸贴图效果。n衰减末端距离：用于调节折射与反射的衰减距离。8.38.3 贴 图 设 置n在3ds Max中提供了二维贴图、三维贴图、合成贴图、颜色修改及反射/折射类几种贴图类型。在8-36中显示了所有3ds Max的材质贴图类型。n2三维贴图坐标n三维贴图坐标设置如图8-38所示。n源：用于选择贴图使用的坐标系，共有4种选择：对象XYZ、世界XYZ、显示贴图通道及顶点颜色通道，其余的参数设置与二维贴图基本相同。n8.3.7 UVW贴图坐标nUVW贴图坐标：主要是确定贴图的材质如何投射到物体表面上。n任何的几何物体，放样物体、NURBS物体，在创建初始都可指定自身的默认贴图坐标；已编辑的三维物体、导入的物体、手工创建的多边形物体、Patch面片物体都没有默认的贴图坐标，只有通过指定UVW贴图坐标修改器才能拥有贴图坐标，后来指定的贴图坐标将优先于默认的贴图坐标。n贴图坐标修改器的作用主要有以下几方面：为特定的贴图通道指定一种贴图坐标；通过变换修改器线框的位置，改变物体表面贴图位置；为无默认的贴图坐标的物体指定贴图坐标；为物体的次物体层指定贴图坐标。nUVW贴图坐标提供了平面、柱形、球形、收缩包裹、长方体、面及XYZ到UVW共7种坐标，每一种坐标方式都有其种自的特点，如图8-532所示。在场景中选中要指定贴图坐标的物体，单击 按钮进入编辑面板，打开修改器列表，选取UVW贴图坐标修改器，贴图坐标就贴附于物体上了，如图8-54所示。8.4 8.4 材质与贴图的应用实例n8.4.1 创建紫砂材质的色调及质感n（1）首先创建一个简单场景，如图8-55所示；n（2）打开材质编辑器，选择一个样本球，保持材质的默认Standard属性。释放环境光与漫反射按钮左侧的 锁定按钮，单击环境光右边的色条，在弹出的调色板上调节色彩为砖红色，调节漫反射为棕褐色，调节高光反射的色彩为浅米灰色，设置反射高光选项组中高光级别数值为44，光泽度数值24，柔化为0.1，如图8-56所示。这时样本球基本上显现出紫砂的色彩及光泽，如图8-57所示。n8.4.2 创建紫砂纹理n（1）为了将紫砂表面的细致纹理更真实地表现出来，为刚刚创建的材质增加凹凸效果。打开贴图卷展栏，单击凹凸右侧的None按钮，在弹出材质贴图浏览器中选择噪波纹理，如图8-58、图8-59所示。n（2）样本球的初始效果如图8-60所示。在噪波参数卷展栏中设置大小为0.5，使噪波的颗粒变得更细致。其它参数保持默认值，如图8-61所示。如图8-62所示为创建好的紫砂材质；n单击（到父级）按钮，返回到贴图卷展栏，设置凹凸右侧的数量数值为20，使凹凸的深度减小。n（3）命名此材质，选中场景中茶壶对象，单击材质编辑器中 按钮，将紫砂材质赋予茶壶，精美的紫砂茶壶创建完成。n8.4.3 创建透明茶壶n（1）在Blinn基本参数卷展栏，设置材质的透明度，使茶壶呈半透明状态。反射基本参数卷展栏的不透明度选项控制材质的透明度。当不透明度的数值为100时材质为完全不透明状态，不透明度数值为0时材质为完全透明状态。n（2）设置不透明度值为37，可单击 按钮打开背景显示。观察材质已为半透明状态，如图8-63所示。n图8-63 透明材质n（3）前面设置的透明材质是单面属性，因为3ds Max默认状态下只渲染面向操作者的面，看不到的背面将忽略不计算，这样会节省很多系统资源，所以如果要得到透明物体的双面效果，就需将双面复选框选中，如图8-64所示。使透明的材质为双面属性。即可看到透明茶壶的背面效果了，如果8-65所示。n8.4.4 线框茶壶n还是以紫砂茶壶材质基础，将明暗器基本参数卷展栏中的线框复选框选中，材质显示为线框形式，同时选中双面复选框，样本球的背面也会显示渲染效果，如图8-66所示。n线框的粗细设置，可打开扩展基本参数卷展栏，设置线框选项组中的大小数值，此处的数值越大线框越粗，如图8-67所示，最终的线框茶壶如图8-68所示。8.5 8.5 实验：常见材质的制作n一、实验目的n通过对3ds Max 9中材质编辑器的使用，进行有关材质、贴图等参数的设置和调整，了解3ds Max 9材质的制作方法，熟悉常用材质的创建、编辑、参数调整，以及各种贴图的设置方法。n二、实验要求n1了解材质编辑器的基本组成。n2了解贴图的设置方法。n3熟悉材质的设置方法。n4掌握常用材质的制作方法。n三、实验内容n（1）水珠材质的制作。n（2）木地板材质的制作。n（3）玻璃材质的制作。n（4）金属材质的制作。n具体实验内容和操作步骤如下：n1水珠材质的制作n图8-69 水珠材质球n材质属性为Phong，将环境色和漫反射锁定，颜色为淡蓝色。设置高光反射颜色为默认色（灰白色），高光级别值为72，光泽度值为48，设置反射为光线跟踪贴图，反射背景为淡蓝色，反射量值为60，折射为薄壁折射贴图，折射量为80，得到水珠的材质球，如图8-69所示。n2木地板材质的制作n材质属性为Phong，在漫反射上应用平铺贴图类型，设置高光反射的颜色为默认色（灰白色），高光级别值为64，光泽度值为48，反射为平面镜贴图，参数设置参考图8-70所示。反射强度为10，平铺贴图参数参考图8-71所示。n n图8-72 木地板材质n将漫反射上的平铺贴图复制到凹凸贴图上，复制方式为复制，在凹凸上设置平铺中纹理后的贴图选项不启用（将复选框取消即可），这样中在地板格上产生凹凸，而木纹不会产生凹凸，如图8-72所示。n3玻璃材质的制作n创建玻璃材质多数都会应用到光线跟踪，此处使用光线跟踪贴图，而不是直接应用光线跟踪材质，这样渲染的速度会快一些。n参数设置参考如图8-73所示。n4金属材质的制作n金属材质多应用金属材质类型，将漫反射及环境色色彩设置为“R=252，G=226，B=81”，如图8-74和图8-75所示。反射贴图使用图8-76所示的纹理，设置反射强度为95，反射效果如图8-77所示。在凹凸纹理贴图上添加噪波纹理。设置纹理颗粒稍小些，以模拟金属的粗糙效果。本 章 小 结n材质贴图是本章的重点内容。本章首先介绍了材质编辑器的使用、贴图材质的作用以及贴图坐标的分类，接着结合实例介绍了怎样为一个物体赋材质。介绍了材质的一般特效，如不透明效果、高光级别、凹凸纹理效果以及物体的自发光效果，这些特效的制作都是要表现一个物体的真实感和质感时常用的手段；同时，多维/次物体材质常用于同一个物体具有不同材质的情况，来完成一个具有极其怪异质感的物体，这在现实生活中是常常遇到的。给物体赋材质时，一定要注意选择的材质要与物体的造型相匹配，不同材质的质感、纹理是不同的，必须加以区分。