1、第7章 材质应用与实例分析,7.1 材质与贴图的概念,材质是指对真实材料视觉效果的模拟，它在整个场景的气氛渲染中的地位非常重要，一个有足够吸引力的物体，它的材质必定真实可信。然而材质的制作是一个相对复杂的过程，不仅要了解物体本身的物质属性，还要了解它的受光特性，这就要求制作者有敏锐的观察力。贴图是材质属性的一部分，多用来表现物体表面纹理，它所反映出来的是不同材料的固有纹理走向和纹理特征。而完整的材质概念除了包括物体的固有纹理之外，还包含该物体的反光属性、透明属性、自发光属性、表面反射或折射属性等更为宽泛的物理属性概念。,7.2 材质编辑器,在3ds Max 9中，单击菜单栏中的 按钮（快捷方式
2、为按键盘上的M键）可开或关【材质编辑器】窗口，所有材质的调节工作都在此窗口中完成。,【材质编辑器】窗口形态,1材质库调用,在【材质编辑器】窗口中可以创建新材质，也可以使用3ds Max 9中自带的材质库，这些预设材质全放在【材质编辑器】的材质库中，使用者可直接调出使用，不必再一一调节。,打开文件选择球体,打开材质库,选择不同材质赋予球体,2【ActiveShade】交互式渲染,3ds Max 9中的【ActiveShade】交互式渲染窗口，提供了一个渲染的预览视图，可以实时反映场景中灯光、材质的变化情况，当用户改变了灯光、材质的参数设置时，【ActiveShade】窗口会立即进行渲染。,修改漫
3、反射色后的变化,将透视图转换为【ActiveShade】窗口,关闭灯光后的变化,【ActiveShade】视窗的所有命令,3调节基础材质,基础材质是指物体表面的固有颜色、物体表面的反光特性、物体的透明度以及自发光特性等基本材质属性。,不同【颜色】值的自发光效果,同步材质状态,【颜色】值为“0”,【颜色】值为“50”,【颜色】值为“100”,【不透明度】值为“20”,【不透明度】值为“70”,线框方式,双面方式,7.3 漫反射贴图与贴图坐标,物体的固有色称为漫反射色，它决定着物体表面的颜色和纹理。因此材质编辑器中【漫反射色】贴图通道就是用来表现材质纹理效果的。多数物体在创建初期就已经拥有了默认的
4、贴图坐标，当默认的贴图坐标不能满足要求时，可以通过添加特定的贴图坐标修改命令来进行二次修改。【UVW 贴图】命令用于对物体表面指定贴图坐标，以确定材质如何投射到物体的表面。当为物体施加了该贴图坐标后，它便会自动覆盖以前指定的坐标，包括建立时的默认贴图坐标。UVW贴图坐标是3ds Max 9常用的一种物体贴图坐标指定方式，它之所以不用xyz坐标系统来指定，是因为贴图的坐标方式是一个相对独立的坐标系统。与物体的xyz坐标系统不同，它可以进行平移和旋转。如果将UVW坐标系统平行于xyz坐标系统，这时再来观察一个二维贴图图像，就会发现U相当于x，代表贴图的水平方向。V相当于y，代表贴图的垂直方向。W相
5、当于z，代表垂直于贴图平面的纵深方向。当一个物体要求有几种类型的贴图方式时（如凹凸、透空、纹理等贴图），由于每种贴图方式都要求有不同的坐标系统，这时就应采用默认的坐标系统。相反，如果同一种材质要应用到几个不同的物体上，必须根据不同物体形态进行坐标系统调整，这时，就应当采用UVW贴图坐标系统。如果这两种坐标方式产生冲突时，系统优先采用UVW贴图方式。,1平面贴图方式,平面贴图方式是将贴图沿平面映射到物体表面，这种贴图方式适用于平面物体的贴图需求，可以任意贴图的大小和比例。,平面贴图方式原理,修改平铺次数,选择平面物体进行贴图,2圆柱贴图方式,圆柱贴图方式是将贴图沿圆柱侧面映射到物体表面，适用于圆
6、柱类物体的贴图需求。,为圆柱体进行贴图,圆柱贴图方式原理,3方体贴图方式,方体贴图方式是按6个垂直空间平面将贴图分别镜射到物体表面，如图7-35所示，适用于为立方体类的物体贴图需求。,方体贴图方式原理,选择台基进行方体贴图,4球形贴图方式,球形贴图方式是将贴图沿球体内表面映射到物体表面，如图7-39所示，适用于为球体或类球体物体的贴图需求。,为顶蓬物体进行球形贴图,球形贴图方式原理,7.4 复合材质,除了标准材质以外，3ds Max 9还提供了许多功能各异的非标准材质，其中较为新颖简便的材质是建筑材质，这类材质有很多预设的材质属性，如玻璃、金属、塑料等，不需要用户去专门设置这些材质的反射、高光
7、等材质属性。系统会根据场景自动进行计算，使用起来非常方便。另外还有一些比较常用的复合材质类型，例如【多维/子对象】材质。,1【建筑】材质,【建筑】材质能快速模拟真实世界中的木头、石头、玻璃等材质，可调节的参数很少，内置了光线跟踪的反射、折射和衰减，与光度学灯光和光能传递一起使用时，能够得到最逼真的效果。,添加建筑材质前后的渲染效果比较,2【多维子对象】材质,【多维/子对象】材质是将多个材质组合成为一种复合式材质，分别指定给一个物体的不同子物体。,选择范围设置ID号,圆柱体的多维/子对象材质效果,选择建筑材质库,调节各材质通道的颜色,门各位置上的不同材质,为标准物体赋【多维/子对象】材质,为建筑
8、构件赋【多维/子对象】材质,3混合材质,混合材质是将两种贴图混合在一起，通过混合数量值可以调节混合的程度，通常用来表现同一物体表面覆盖与裸露的不同两种材质特征，类似掉了一块墙皮的砖墙效果。,混合材质后的效果,【平铺】程序贴图,原物体,【灰泥参数】设置,【泼溅参数】设置,7.5 制作群体玻璃材质,象棋场景的渲染结果,玻璃效果不是只调节透明度那么简单，它还包含了折射以及表面反射等属性，另外玻璃还具有不同的过渡色效果，这些都是增强玻璃真实感的重要手段 。,1凹凸材质,凹凸材质原理是通过图像的明暗强度来影响材质表面的光滑程度，从而产生凹凸的表面效果，白色图像产生凸起，黑色图像产生凹陷，中间色产生过渡，
9、这是模拟凹凸质感常用的方法，常用于制作砖墙及石板路面。这种制作方法的优点是渲染速度快，但凹凸部分不会产生阴影的投影效果，在物体的边界上也看不到真正的凹凸，因此比较适合制作表面为浅凹凸的效果。,为棋盘面制作凹凸材质效果,2木纹材质,通过在【漫反射颜色】贴图通道中进行贴图处理，来制作棋盘格边框的木纹效果，要重点注意的细节是表现出木纹的高光效果。,木纹材质的渲染效果,3环境反射材质,通过使用【反射/折射】贴图方式来产生表面反射和折射效果，将它指定给【反射】贴图通道时可产生曲面反射效果；将它指定给【折射】贴图通道时可产生曲面折射效果。【反射/折射】贴图的工作原理被称为6面贴图的立方体投影方式，也就是以
10、赋有【反射/折射】贴图方式的物体为中心，向外以90增量角转动，产生四张侧视图、一张顶视图和一张底视图，再将这6张图拼接在一起，形成 一个360的视图，最终将这个360的视图以球形贴图方式贴在物体表面，这一过程就好像是用摄影机朝6个不同的方向拍照，然后再将这些照片拼接在一起一样。,环境反射材质效果,4棋盘格材质,利用【棋盘格】贴图可以产生两色方格交错的图案，也可以用两个交错方格指定不同的贴图，因此通过棋盘格贴图间的嵌套，可以产生多样的方格图案效果，常用于制作一些格状、板块状的纹理。,棋盘格材质设置,棋盘格材质的渲染效果,5平面镜反射材质,【平面镜】贴图专用于在物体的一组共平面上产生平面镜反射效果
11、，通常指定给【反射】贴图通道。由于【平面镜】是用来制作平面镜反射效果的，因此在使用时应注意以下3点。平面镜反射贴图不能赋予曲面物体，可以赋予平面物体。平面镜反射贴图要与物体的ID号相对应。如果将平面镜反射贴图指定给多个选择的面，这些面必须是共处一个平面。,不同【反射】值的渲染效果比较,6【光线跟踪】折射材质,【光线跟踪】贴图方式是一种最准确地模拟物体反射与折射效果的贴图类型，比【反射/折射】的6面贴图法所模拟的反射、折射效果要精确得多，但是它的渲染时间会加长。,光线跟踪材质的渲染效果,7.6 制作金属质感材质,通过制作金属质感的太阳系仪和塑料底座，介绍如何使用光线跟踪反射材质表现金属质感，以及
12、【金属】与【各向异性】明暗方式的使用方法。,金属质感的太阳系仪,1环境背景贴图,在【环境和效果】对话框中为场景添加一个背景贴图，这样可以使最终渲染的场景拥有一个环境背景。,添加背景贴图效果,2金属材质,利用【光线跟踪】贴图方式为太阳系仪制作金属材质，其制作关键是要将明暗方式设为“金属”，然后再提高反射强度，这样才能更好地表现出金属效果。,金属材质的设置过程,金属材质效果,3硬塑料材质,利用【各向异性】明暗器来制作塑料材质效果。【各向异性】明暗器调节两个垂直正交方向上可见高光尺寸之间的差额，它提供了一种“折叠光”的高光效果，这种明暗方式可以很好地表现毛发、塑料及被擦拭过的金属效果等。,塑料材质参
13、数设置,塑料材质效果,7.7 制作涌动的海面,涌动的海面,通过制作涌动的海面效果，来学习细胞贴图的使用方法，并加深对凹凸贴图通道的理解。,1制作水面材质,水面材质的制作过程比较复杂，因为既要表现水面涌动时的凹凸效果，又要表现出水面的反射效果。如果用【反射】/【折射】贴图来模拟反射，虽然渲染速度快，但不真实，因此需要使用【光线跟踪】贴图来制作水的反射效果，才能比较准确地反映出水面的反射效果。,材质参数设置,海面渲染效果,2材质动画及渲染输出,在【材质编辑器】窗口中有些参数是可以用来制作动画的，通过对这些参数的调节，可以得到材质的动画效果。 设置凹凸动画。 打开【渲染场景】对话框，选择【时间输出】栏内的【活动时间段】选项。 在【输出大小】栏内设置【宽度】值设为“400”、【高度】值设为“300”。 渲染动画。,
