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十六:C4D材质和贴图学习笔记-凹凸贴图及绘制  

2016-03-07 20:44:38|  分类: 纹理贴图UV |  标签: |举报 |字号 订阅

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数字人C4D贴图雕刻UV之十五:C4D材质和贴图学习笔记-4 - 数字人 - 数字人的学习空间
 
【前言】
      上一篇研究置换贴图时,谈过置换贴图虽然能改变模型的形状,但在实际的应用中,很少用它。因为它在渲染的时候,太消耗CPU资源,正因为如此,所以在游戏中也很少用到。在实际的应用中,取而代之的而是凹凸通道的凹凸贴图和法线通道的法线贴图,它们的用途很大。
      所以这一篇,首先研究内容是凹凸通道-凹凸贴图。然后,继续研究BP 3D PAINT绘制凹凸纹理贴图,制作一个“宝箱”。

【研究】
一、凹凸纹理贴图原理:
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1、软件是如何渲染物体表面情况的,看下面这张图。物体表面的光照信息最重要的是光入射方向与入射点的法线夹角。说白了渲染器关心的是模型表面的法线方向。凹凸贴图本质上就是记录了这个夹角的相关信息。所以说模型表面光照的计算与某个面上的法线方向息息相关。
下图模型上的每个点的法线方向都是相同的,渲染引擎就会判断这是一个平面。
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2、下图,如果模型是个曲面,那么模型上每个入射点法线与入射光的夹角不会相同,如果夹角为0,那个位置一定是高光产生区。
 
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3、重要:反过来说,如果我们改变了模型的光照信息。比如下图,给一个平面模型表面每一入射点,法线与光线夹角都不一样的信息。渲染引擎读出这样的光照信息以后,他不管模型真实是什么样子,按照给定的光照信息,渲染出红色表示的凹凸效果。
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4、凹凸贴图就是用来记录这样的光照信息的数据文件,它是一张灰度图像文件
利用该贴图的从白到黑的(定义物体表面不同的光照效果,从而定义不同的“高度”。
实际上是把每一入射点法线与光线的不同的角度,用不同的灰度记录下来了。白色为最高,黑色为最低。
渲染学习笔记:Vray初探-9 标准材质- Bump层 - 数字人 - 数字人的学习空间
 
5、当然,这种方法就像魔术师变模式一样是假的,模型没有真正改变。而是在渲染时,通过凹凸贴图改变了模型表面光照信息,欺骗渲染引擎生成的“假的凹凸”而已。
也就是说,渲染引擎在渲染时,从凹凸通道读出凹凸纹理贴图上每一点的灰度值,然后再通过计算公式转化为法线的不同方向,从而判断每一点的光照信息,按照规则渲染出结果。所以如果使用凹凸贴图,渲染计算就有一个从灰度值转化为法线方向的计算过程,这个过程导致它不如法线贴图快捷的原因,这是后话,以后再谈。
下图,如果你不看模型的边缘,凹凸感还是很真实的。
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二、如何制作凹凸贴图:

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第一种方法通过PHOTOSHOP转化为灰度图

1、在PS 中选择菜单-图像--模式-转化灰度图。
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2、转化为:
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3、载入凹凸通道。
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4、建立灯光打开阴影。从一个角度看,凹凸感很强。
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第二种方法:通过C4D过滤SHADE处理。(推荐:方便)
1、直接载入彩色纹理。
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2、再点击纹理选择过滤(它是一个像滤镜一样的SHADE)
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3、核心:把饱和度从100%调到-100%,去掉颜色。然后适当调整对比和亮度。
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4、效果也是不错的。这种方法就不用跨软件到PS处理了。
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第三种方法:通过BP 3D Paint绘制凹凸贴图。
一边学习如何绘制凹凸贴图,一边学习BP 3D paint制作一个“宝箱”。
1、建立一个立方体,C掉转换多边形。
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2、处理其UV,不要让它们重合,不利于绘制纹理。
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3、转到BP 3D Paint中,打开材质面板,点击菜单--创建一个新的材质。
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4、转到对象面板,把新建的材质拖给立方体。
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5、转回材质面板,在材质上右键--创建新纹理--选择颜色--颜色选择红色。
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5、在新建一个纹理--凹凸纹理---选择颜色--黑色。
为什么选择黑色,黑色表示高度的起点。(零高度)
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6、点击凹凸图标,表示只对凹凸纹理绘制。
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7、转到图层,新建一层。(新建这个透明层是建在凹凸纹理中的)
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8、我们选择白色,用笔刷随便画一些,模型出现了“立体”的笔刷痕迹。
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9、转到纹理面板。关掉图层中的背景--黑色。看清楚了立方体上面对应的UV。下面我们就在它上面的新建图层上进行绘制。
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10、用选区工具绘制一个矩形,然后填充白色。
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11、再用选区工具,按DEL删除里边的白色,形成一个白色的框。
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12、在菜单--过滤(相当于PS的滤镜)-高斯模糊。
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13、放大看一看,模糊边缘。
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14、完成。打开底层的背景黑色。这可是在凹凸通道,这个模糊的白框会在模型表面形成什么?
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15、建立一个灯光,打开阴影。
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16、渲染一下看一看。这个凹凸纹理已经改变了模型表面的光照信息,蒙骗渲染器渲染成为一个凸起的棱。
 下面我们继续蒙骗渲染器,制作一个螺钉。
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17、选择选取工具,绘制圆形选区。
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18、填充一个渐变-放射形。
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19、如下,这种中间白色,周围深灰,蒙骗渲染器,一定会渲染成为一个半球形状。
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20、选择矩形选区工具,按SHIFT建加选,如下:
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21、填充黑色,然后用高斯模糊一点点。一个螺钉的凹凸贴图就制作完成了。
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22、打开凹凸贴图的黑色背景。
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23、转到透视图观看。不错啊,这比建模可节省多少面啊!
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24、把这个图层改名为螺钉。
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 25、关闭黑色背景,下面我们自顶制一个笔刷。框选螺钉,点击笔刷工具,选择预览下的位图。
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26、再点击设置--位图--从选集/纹理载入
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27、螺钉笔刷制作完成了。调整间隔大一点。
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28、在凹凸贴图中再建立一个透明图层。
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29、尝试着调整好笔刷的间隔。现在我教你如何绘制一排螺钉。
先点击一点,然后按住SHIFT键,再点击最后一点。一排螺钉就绘制完成。
螺钉之间的距离是由笔刷间隔决定的。
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30、转到透视图看看。
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31、这篇文章应该到此结束了。
但是螺钉应该是金属的,有反射效果,如何制作有反射的金属螺钉呢?
再写一点吧!选择魔棒,注意属性--反向选择。
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32、当我们点击黑色的时候,实际上选择的是两排螺钉。
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33、在材质面板的材质上按右键--添加新纹理--反射层--默认高光。(反射也没有别的,对付用吧)
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34、这个反射贴图背景颜色设为黑色,你懂得。(表示没有反射)
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35、选择反射。
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36、转到它的图层面板,添加新图层,选区还在,然后填充白色。这些白色的地方,将告诉反射通道,将在这些地方产生反射作用。这些地方对应着模型什么地方?想一想?(告诉你吧:所有的螺钉)
注意:点击C4D总菜单--文件--保存全部纹理。
(如果你只选择保存,或按ctrl+S 那只是保存的C4D文件。而刚刚绘制的颜色、凹凸、反射三张贴图并没有保存到硬盘上)
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37、点击反射通道,删除默认高光。添加一个GGX层。把反射强度20%。
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38、整个箱子全部产生了反射。因为它覆盖了颜色通道,对整个模型起作用。我们的目的是螺钉,不是全部。
如何做?对的,那张反射贴图呢?
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39、在反射层--层遮罩--纹理-载入刚才绘制的反射贴图。
(因为我们保存全部纹理贴图,所以这张反射贴图被保存出来)
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40、看看吧,这张反射贴图控制渲染器只对螺钉有作用,其他的地方没有反射。
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41、来张特写。
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【后记】
      1、我在讲C4D纹理贴图的时候,实际上,默默地把BP 3D PAINT的使用方法也讲了。本来,这个箱子我还能继续添加细节,写到此,看了看可够多的,太多了不愿意看啊,就打住吧!发挥你的创意,自己做吧! 
下图 这个箱子的制作,建模非常简单,就是一个倒角的BOX而已,总共有26面。箱子上的细节都是用BP 3D PAINT绘制的颜色贴图、凹凸贴图、反射贴图产生的细节,然后渲染而成的。制作有点粗,能说明道理就行了。
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      2、通过这篇,你是否思考一下你过去的做法:制作完一个模型,然后通过标准材质的相关通道载入纹理,然后,通过不同UV方式对齐纹理,不断地在模型上对位调整。这种方法似乎很常用。个人感觉:简单的模型,简单的纹理还可以,但复杂的就费劲了。还是熟悉使用这种方法吧:第一步建立模型;第二步正确地展开UV;第三步到BP 3D PAINT中去制作相关纹理,也不用导出到PS去制作了。
这种方法在C4D中,应该是最常用,高效的方法吧。但我不知道,为什么大家都去用上面的方法?
      3、凹凸贴图的使用比置换贴图更有效率,它在不消耗计算资源的情况下,能增加模型表面的细节。但现实中,很少游戏引擎和三维软件使用凹凸贴图,更多使用的是法线贴图。法线贴图非常流行,它又是什么原理,如何制作呢?
下一篇将从CG人角度研究法线贴图。请继续关注!
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