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1、第 5 章 材质渲染、灯光与摄像机 203 第 第 5 5 章 章 材质材质渲染、渲染、灯光与摄像机 灯光与摄像机 5.1 5.1 材质材质与与渲染 渲染 5.1.15.1.1【相关知识相关知识】材质编辑材质编辑 材质是对真实世界材料视觉效果的模拟，是物质在光照条件下的反光度、透明度、色彩和纹理的光学效果。材质像 颜料一样，利用材质，可以使苹果显示为红色而桔子显示为橙色。可以为铬合金添加光泽，为玻璃添加抛光。材质将使 场景更加具有真实感，它将详细描述对象如何反射或透射灯光，可以将材质指定给单独的对象或选择集，单独场景也能 够包含很多材质。 贴图是一种将图片信息（材质）投影到曲面的方法。这种方法
2、很像使用包装纸包裹礼品，不同的是它使用修改器将 图案以数学方法投影到曲面，而不是简单地捆在曲面上。通过应用贴图，可以将图像、图案，甚至表面纹理添加至对象。 完成建模后，需要考虑的就是如何为模型赋予真实的材质贴图，这就需要我们熟练地掌握材质贴图的制作技术，使 创作出来的模型看起来更加真实。 1 1 “材质编辑器材质编辑器”简介简介 场景中的材质可以详细描述对象之间是如何反射或透射光线，材质与灯光相辅相成。编辑材质的工作主要在“材质 编辑器”中完成，用户可以在“材质编辑器”中创建或编辑材质及贴图。 “材质编辑器”窗口中包括标题栏、菜单栏、 工具栏、示例窗、卷展栏等部分。在该对话框中，用户可以对材质
3、进行命名、参数设置等操作。 单击主工具栏中的“材质渲染器”按钮 ，或者单击“渲染”“材质编辑器”菜单命令，或者按键盘上的 M 键， 可以调出“材质编辑器”窗口，如图 5-1-1 所示。 5.1 材质与渲染材质与渲染 204 图 5-1-1 “材质编辑器”窗口 图 5-1-2 改变示例窗格的数目 从图中可以看出材质编辑器可以分为上下两部分，上半部分是材质示例窗（也称为样本槽）及功能区，这部分主要 用于观察设计的材质，对它进行的操作绝大多数对材质本身没有影响；下半部分是参数区，对材质的具体编辑工作主要 在这一部分进行，其状态随操作和材质层级的更改而改变。 （1）示例窗 “示例窗”位于“材质编辑器”
4、的最上部，通过示例窗用户可以预览材质和贴图，每个窗口可以预览单个材质和贴 图。使用“材质编辑器”控件可以更改材质，将材质从示例窗拖动到视口中的对象上，视口可以把当前的材质应用于该 对象。 第 5 章 材质渲染、灯光与摄像机 205 在默认状态下，显示出 6 个示例窗格并以球体作为示例对象。在 3ds Max 中最多可以有 24 个示例窗格，用户可以 在“示例窗”上单击鼠标右键，在调出的快捷菜单中选择示例窗格的数目，如图 5-1-2 所示。 （2）垂直工具栏 在“材质编辑器”对话框的“示例窗”下面和右侧各有一个工具栏，工具栏内有多个按钮，集合了改变各种材质和 贴图的命令。垂直工具栏包含了改变“示
5、例窗”显示效果的命令按钮，各按钮的功能介绍如下。 （采样类型） ：可以改变示例窗中用来显示材质的对象的类型。 （背光） ：可为示例窗中显示的几何体加入一个背光效果，系统默认此项功能始终为开启状态，最好不要将其关 闭，此命令主要用于观察金属材质的变化。 背景：单击该按钮，可改变示例窗的背景图案，主要用于检验被赋予透明“材质”或“贴图”后的对象表面效果。 （采样 UV 平铺） ：设置对象表面显示重复图形的次数。 （视频颜色检查） ：此命令可以方便用户对动画的不足进行及时更正，超过限制的颜色会变的模糊或起毛。 （生成预览） ：可制作示例窗中材质变化的动画。它还包含两个隐藏按钮， （播放预览）和 （保
6、存预览） 。 （选项） ：设置“材质”和“贴图”在示例窗中的特殊显示参数，包含了改变示例窗中显示窗口的默认设置以及 调整示例窗中灯光的强度等选项。 （按材质选择） ：可调出“通过材质选择”对话框，并在其中选择具有相同“材质”的对象。 （材质/贴图导航器） ：单击该按钮，调出“材质/贴图导航器”对话框。在该对话框中将“贴图”以层级的方式 显示在当前示例窗中。 （3）水平工具栏 水平工具栏包含了材质的指定、存储和在不同层级材质间相互转换等命令。水平工具栏内各按钮的功能简介如下。 （获取材质） ：可调出“材质/贴图浏览器”对话框，利用该对话框用户可以选择材质或贴图。 （将材质放入场景） ：用编辑或修
7、改后的材质去更新场景中的对象材质。使用该按钮有两个条件在活动示例 窗中的材质与场景中的材质具有相同的名称；活动示例窗中的材质不是热材质（即没有指定给任何对象） 。 （将材质指定给选定对象） ：将当前示例窗中的“材质”指定给选择的对象。 （重置贴图/材质为默认设置） ：单击该按钮，重新设定当前示例窗中的“材质”和“贴图” 。 （复制材质） ：当使用 （将材质指定给选定对象）命令使示例窗成为同步材质后，此命令方可使用。它将复制 一个同名于“同步材质”的非同步材质。可以随意对新复制的“材质”进行再加工而不用担心它会影响到场景中的任何 5.1 材质与渲染材质与渲染 206 “材质” 。 （使唯一） ：
8、专用于多级次对象材质类型中，使不同对象的多级材质失去彼此的联系，能够完成子级材质的改变 而不影响其他次级材质的状态。 （放入库） ：可将选定的材质添加到当前库中，并调出“入库”对话框，使用该对话框可以输入材质的名称，该 材质区别于“材质编辑器”中所使用的材质。 （材质 ID 通道） ：在大多数情况下一个对象只能有一种类型的“材质” 。但使用材质影响通道功能可以给一个对 象的不同部分指定不同的“材质” ，通常配合“Video Post”视频合成器来产生发光及其他特殊效果。材质通道一共有 15 个。 （在视口中显示贴图） ：在有“贴图”的“材质”中，必须单击该按钮，视图中的对象上才能显示出“贴图”
9、效 果。而且贴图技术只能针对 2D 类“贴图”起作用，对于 3D 类程序“贴图”无效。 （显示最终结果） ：主要应用于在具有“多维材质”及多个层级嵌套“材质”中，当对某个层级的“材质”或“贴 图”进行设置之后想知道此种设置对最后的“材质”结果起到什么样的影响，单击此按钮即可。系统默认为关闭状态， 示例窗显示当前层级的“材质”效果。 （转到父对象） ：回到当前材质的上一级材质。可以把多个层级的材质比做父与子的关系，最顶层为父，其他的 都为子。只有工作在多个层级“材质”中间，此按钮才可使用。 （转到下一个同级项） ：可以方便在同一层级“材质”中进行切换。 （从对象中获取材质） ：将场景中对象的“材
10、质”重新取回到示例窗中。如果示例窗中与被拾取的“材质”一样， 将不进行改变。 （材质名称框） ：显示“材质”和“贴图”的名称。将默认的名称选中以后，可以输入新的名称，对材 质进行命名。为材质命名是一个好的习惯，尤其是当编辑的材质比较多的时候更是这样。 （类型） 按钮： 可调出 “材质/贴图浏览器” 对话框， 以便更改材质的类型。 默认为标准材质 （Standard） 。 2 2在在“基本参数基本参数”卷展栏中设置对象颜色卷展栏中设置对象颜色 在明暗器基本参数中“明暗器”下拉列表框选择了不同的明暗器以后，该栏下方的“基本参数”卷展栏的名称和参 数也将发生变化。图 5-1-3 所示为使用系统默认的
11、 Blinn（反射）明暗器时的“Blinn 基本参数”卷展栏。如果将明暗 器设置成金属，则该卷展栏的名称也随之变为“金属基本参数”，如图 5-1-4 所示。 第 5 章 材质渲染、灯光与摄像机 207 图 5-1-3 Blinn 基本参数卷展栏 图 5-1-4 “金属基本参数”卷展栏 从两个图可以看出，不同明暗器的相同参数卷展栏中的参数有一部分是基本相同的，但也存在不同。Blinn（反射） 是默认的明暗器，也是最常用的一种明暗器，下面以 Blinn 明暗器为例介绍各个基本参数。 一个自身不能发光的对象在全黑的环境中，是不能被看到的，所以在默认情况下，在每个场景中都具有少量环境光。 当光线照射到
12、对象上时，产生明暗两个面，其中亮面最强的光线称之为高光，反映出对象自身颜色的参数是漫反射，环 境参数则反映出阴影的颜色。三种光在对象上的位置如图 5-1-5 所示。 （1）“漫反射”选项：漫反射颜色是当用直射日光或人造灯光投射到对象上面时反映出来的颜色，是对材质外表影 响最大的颜色。单击漫反射右边的颜色框，就可以调出“颜色选择器”对话框（如图 5-1-6 所示），用于选择颜色。在 “漫反射”颜色框的右侧有一个 （空）按钮，单击它可以调出“材质/贴图浏览器”对话框，可以用来选择其它材质 以代替颜色。 5.1 材质与渲染材质与渲染 208 图 5-1-5 三种光在对象上的位置 图 5-1-6 颜色
13、选择器 （2）“环境”选项：环境光是照亮整个场景的常规光线。这种光具有均匀的强度，并且属于均质漫反射，不具有可 辨别的光源和方向。环境光主要用于设置对象阴影部分的颜色，即没有光线照射的暗部颜色。 环境光颜色的选择取决于灯光的种类，对于适度的室内灯光，环境光颜色可能是较暗的漫反射颜色，但是对于明亮 的室内灯光和日光，其可能是主光源的补充。通常要将环境光设置为黑色（或非常暗的颜色）。 （3）“高光”选项：高光颜色是发光表面以最高亮度显示的颜色。高光是用于照亮表面的灯光的反射。 高光颜色应该与主要光源的颜色相同，但是并不是所有的对象都有高光，在 3ds Max 中，可以将高光颜色设置成与 漫反射颜色
14、相符，就可以达到无光效果，降低了材质的光泽性。 “金属”明暗器没有“高光”项，因为它的高光直接来源于漫反射颜色成分和高光曲线形状。 3 3在在“基本参数基本参数”卷展栏中调整高光曲线卷展栏中调整高光曲线 在“基本参数”卷展栏下端的“反射高光”栏中可以设置材质的高光参数，在参数的右侧是高光曲线图，如图 5-1-7 所示为调整好的高光曲线和这条曲线所对应的示例窗。 （1）“高光强度”数值框：该数值框用于设置高光的强度。数值越大，对象表面的高光越强，高光就越亮。 第 5 章 材质渲染、灯光与摄像机 209 （2）“光泽度”数值框：该数值框用于设置反射高光的大小。随着该值增大，高光将越来越小，材质将变
15、得越来越 亮，如图 5-1-8 所示。 （3）“柔和”数值框：该数值框柔化反射高光的效果。当“高光级别”很高，而“光泽度”很低时，表面上会出现 剧烈的背光效果。增加“柔化”的值可以减轻这种效果，0 表示没有柔化；在 1.0 处，将应用最大量的柔化，默认值 为 0.1。 在三个参数的右侧是高光曲线图，该曲线显示调整“高光级别”和“光泽度”值的效果。 水平方向反映高光区的范 围，竖直方向反映高光的强度。这条曲线怀“光泽度”值的关系是，如果“光泽度”值小，则曲线比较宽，如果“光泽 度”值大，则曲线比较窄。 图 5-1-7 高光曲线 图 5-1-8 调整光泽度后的高光曲线 4 4在在“基本参数基本参数
16、”卷展栏中调整自发光颜色和不透明度卷展栏中调整自发光颜色和不透明度 在材质颜色区的右侧区域中的参数用于设置对象的自发光效果和不透明度。 （1）自发光：自发光是通过减少材质中的 Ambient 阴影成分来产生自发光效果。通过该项设置可以用来制作车灯、 荧光灯等一些自己能发光的对象。在“自发光”栏中可以设置材质的颜色和贴图。 在“自发光”栏中的“颜色”数值框中直接输入数值可以设置自发光的强度，这时的设置样本窗口中的示例窗如图 5-1-9 左图所示。 如果选中了“颜色”复选框，则可以控制指定给对象的自发光颜色，这时右边的颜色数值框变为“颜色”框，同时 也无法再调节原数值框中的数值，如图 5-1-9 右图所示。单击参数栏的 （空）按钮后，可以指定自发光的贴图。 （2）不透明度：在“不透明度”栏中可以设置材质的不透明度效果。 “不透明度”数值框用于设置对象的透明程度， 用百分比表示。数值越大，对象越趋于不透明。单击右侧的 （空）按钮，可以设置不透明度贴图。 5.1 材质与渲染材质与渲染 210 图 5-1-9 设置自发光强度和自发光颜色 5 5在在
