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十五:C4D材质和贴图学习笔记-置换贴图及绘制  

2016-03-07 05:58:49|  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之十六:C4D材质和贴图学习笔记-3 - 数字人 - 数字人的学习空间
 
【前言】
上一篇重点研究了颜色通道以及颜色纹理贴图的绘制情况。当熟悉了BP 3D PAINT的时候,你能否感到:使用纹理绘制工具,能如此直接绘制和编辑纹理,是多么爽的一件事情啊?而BP 3D PAINTER不仅能绘制颜色纹理贴图,它也能绘制材质其他通道的纹理贴图。
下面,就来研究材质置换通道---置换贴图

【学习】
一、置换贴图的作用:
1、看下图,场景中一个简单的球体。
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2、如果材质的颜色通道载入一张地球的颜色纹理贴图。
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3、表面的细节有了,但是如果特写近镜头的时候,感觉一般,平淡,没有立体感。
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4、在置换通道载入一张地球的置换贴图。
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5、在渲染的时候,近镜头效果就不一样了,有了凹凸起伏。(是真的凹凸起伏)
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6、这就是置换贴图的作用,它能在渲染的时候,按照置换规则改变模型的表面形状,在实际不增加模型的面数,同时增加表面的细节,但只是在渲染的时候起作用。在场景模型编辑的时候不显示,这能大大提高编辑速度。缺点是渲染的时候很慢,因为它需要增加模型细分并进行转化高度的计算。在现实中,常用置换方法生成地形。
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7、制作地形贴图最好的软件,当然是WORLDMACHINE。用它可以随心所欲按照要求,制作近似真实的地形纹理贴图和置换贴图等,有机会再细谈。
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8、下图是该软件制作的置换贴图,也叫高度地图,它是个灰色位图。
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9、在C4D中建立一个平面,在材质的置换通道--纹理载入上图。设置如下:
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10、渲染,发现不错吧。
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11、下面这些图,是C4D官方帮助文件中的截图。在置换通道中,用不同的noise燥波纹理生成的置换形体。
从左到右,分别是对燥波贴图的正常,翻转,缩小,放大四种处理,置换渲染形成的几何图形。仔细看看有帮助的。
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二、置换贴图的原理
置换贴图就是一张灰度位图。表示黑到灰到白,对应着不同的高度。
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1、强度和高度定义渲染之后生成的高度,最后的结果是二者的相乘。
2、类型:以下六种,最常用为强度和强度中心。
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3、如下所示:用BP 3D PAINT在置换通道绘制一个灰度贴图如下:
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第一种置换类型使用强度中心,强度中心类型的规则是以黑色不置换,为底,白色为最高。
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第二种置换类型使用强度,50%灰度的颜色不置换,为底。黑色向下置换,白色向上置换。注意看中间的坡度是从何处开始的。
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第三种置换类型 红色和绿色:是一张红色和绿色组成的位图。黑色不置换,为底,绿色向上置换,红色向下置换。
第四种置换类型 RGB:是一张RGB彩色位图。其中R对应X、G对应Y、B对应Z,三个通道对应三个坐标。(数据存储方式类似法线贴图)

三、置换贴图的设置
下面是置换贴图在渲染时的具体设置。设置好坏,直接影响渲染后的置换结果。具体看C4D自带的帮助,这里着重谈前三个参数:
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1、次多边形置换 :这个必须勾选。否则模型上的面数不够,置换显示不明显。这是个开关。
2、细分数级别:数值越大,置换效果越细腻,但渲染越慢(1-12)这个数值是原始模型面数乘以2的N方。如简单立方体6个面,细分级别如果为3,那么渲染时,模型的面数为6*2*2*2=48面。
3、圆滑几个体:在渲染时,是否平滑模型表面,消除棱角

四、用BP 3D PAINT绘制置换贴图
一般情况下,充当置换贴图的就是一张灰度位图,这张图,你可以到网上去找,然后,转化为灰度图,去掉色彩。但一张合适的置换贴图,最好还是根据自己的要求,用纹理绘制软件自己制作。

下面就简单用一个范例:绘制置换贴图制作一个有脚印的雪地。
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1、建立一个平面,分段数高一些。
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2、按C转化多边形,按M~C选择笔刷,处理成起伏感觉。
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3、使用基本物体进行编辑,制作一个雪人。
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4、建立环境。利用MAGICSHOW插件下点雪。(《用插件制作雪中》提到如何使用这个插件
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如下设置
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5、把在雪人身上生成的雪,添加一个细分。
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6、渲染如下:
 为什么要在雪人身上制作雪呢?这说明,先堆成的雪人,后下的雪,雪人下面才会有雪窝,符合逻辑。
发现雪人周边非常空白,非常单调,下面我们用BP 3D PAINT绘制置换贴图,制作一些脚印。
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7、整理一下对象,命名归类,形成好习惯。
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8、查看一下地面的UV,很整齐,没有重合的。不错!
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9、删掉地面雪的材质,新建一个材质赋予它。在颜色通道--纹理--添加--效果--环境吸收。
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10、点击对象菜单--对象--烘焙纹理。文件名为'置换贴图",大小为2048.
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11、选项面板--勾选颜色。烘焙出一个中间黑灰色的园洞图案。这是因为雪人和地面接触的形成的。
我们烘焙这个图当做置换贴图。一是知道雪人的位置,方便画脚印;二是形成了雪人下面的雪窝。
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12、把刚刚删掉的雪的材质重新赋给地面。在这个材质的置换通道载入刚刚烘焙的置换贴图。并设置如下:
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 13、转到BP 3D PAINT模块中,选中地面,它已经有材质了。
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14、转到材质面板,发现置换通道已经生成,并载有贴图文件。
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15、转到图层面板,添加一个透明层。
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16、打开纹理窗口,点击纹理菜单--选中这张烘焙贴图,把它显示出来。
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17、选中画笔工具,选中黑色。微微扩大涂一下,然后用高斯模糊一下。 
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18、渲染一下,雪窝有点大了。可以把它在缩小一点。
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19、用笔刷绘制两个脚印。
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20、关闭背景图层。选中矩形选择工具,并选择脚印。
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21、点击笔刷设置--笔刷改为位图,设置--位图--从选集火纹理载入。重新定义一个笔刷。
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22、打开底下背景图层,关闭刚绘制的脚印图层,重新再建立一个图层,起名为:一排脚印。
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23、对笔刷进行设置如下,调整大小,间隔。可以在图层绘制试一试,CTRL+Z撤销。现在间隔不错了,但是方向不对。
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24、点击旋转后边的”... “,打开新面板--勾选绘制方向。 
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25、然后把旋转调整90度。这样,脚印就跟真鼠标绘制的路径走了。绘制以后,再添加一个图层,在这个图层绘制小孩的脚印。
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26、在新建的图层中,把笔刷减小,颜色减淡,在涂一层小孩的。
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27、扩大笔刷间隔,随机在雪人周围点涂。
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 27、最后渲染。如果你感到脚印太深,调整置换的强度和高度。做的有点粗,说明道理就行了。
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【后记】
      置换贴图在其他软件中,也有叫做Height(高度)贴图的,它的确非常强大,在渲染的时候,能改变物体的形状,非常适合制作静帧高质量的图片渲染和动画。由于它是在后期CPU渲染的时候,才增加模型的细分和表面细节,而模型在编辑的时候,面数很少,所以能节约显示资源,使编辑更流畅,大大提高模型的编辑效率。但是,如果在游戏中,大量使用置换贴图那可麻烦了。GPU显卡不断地置换渲染计算,就会消耗大量的计算资源,会使游戏卡顿。所以,一般游戏中很少使用置换贴图的。那用什么实现这种增加模型表面细节的方法呢?下一篇谈谈《法线贴图和凹凸贴图的用法和区别》,OK!

【感悟】
        每一种技术的应用,都是为了更好地突破硬件资源的限制,而想出的一种解决办法。即使在三维场景中制作出你想要的一切东西,软件可以,硬件就受不了,内存不够,显卡不够,CPU不够,硬件限制了软件不可能制作一切东西。所以,为了节约资源,只能制作带有通道的一小部分,最后到非线性编辑软件去合成在一起。
        如果你留心,三维软件中有很多节约计算资源的地方,如C4D场景的各显示模式未来节约显示资源设定的;细分对象在使用的时候,显示细分为2,渲染为3等,都是节约计算资源。在日常生活中使用智能手机,在你打完电话30秒左右,自动关闭屏幕,为了节约电池的电能。节约资源,优化设计,在日常生活中无处不在。所以,明白这个道理,才会在未来的项目中,能自觉地实施和优化方案,在任何地方都要考虑节约计算资源,如删除不必要的点、线面,用贴图替代模型细节等等,才能更高效地完成你的项目。
      
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