材质贴图的三维贴图
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发布时间：2022-04-29 13:19
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时间：2022-06-28 18:04
材质简单的说就是物体看起来的质地。材质可以看成是材料和质感的结合。在渲染程序中，它是表面各可视属性的结合，这些可视属性是指表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。正是有了这些属性，才能让我们识别三维中的模型是什么做成的，也正是有了这些属性，我们计算机三维的虚拟世界才会和真实世界一样缤纷多彩。我们必须仔细分析产生不同材质的原因，才能让我们更好的把握质感。材质的*仍然是光，离开光材质是无法体现的。举例来说，借助夜晚微弱的天空光，我们往往很难分辨物体的材质，而在正常的照明条件下，则很容易分辨。另外，在彩色光源的照射下，我们也很难分辨物体表面的颜色，在白色光源的照射下则很容易。这种情况表明了物体的材质与光的微妙关系。下面，我们将具体分析两者间的相互作用。
色彩（包括纹理）
色彩是光的一种特性，我们通常看到的色彩是光作用于眼睛的结果。但光线照射到物体上的时候，物体会吸收一些光色，同时也会漫反射一些光色，这些漫反射出来的光色到达我们的的眼睛之后，就决定物体看起来是什么颜色，这种颜色在绘画中称为“固有色”。这些被漫反射出来的光色除了会影响我们的视觉之外，还会影响它周围的物体，这就是光能传递。当然，影响的范围不会像我们的视觉范围那么大，它要遵循光能衰减的原理。另外，有很多资料把Radiosity翻译成“热辐射”，其实这也蛮贴切的，因为物体在反射光色的时候，光色就是以辐射的形式发散出去的，所以，它周围的物体才会出现“染色”现象。
光滑与反射
一个物体是否有光滑的表面，往往不需要用手去触摸，视觉就会告诉我们结果。因为光滑的物体，总会出现明显的高光，比如玻璃、瓷器、金属………而没有明显高光的物体，通常都是比较粗糙的，比如砖头、瓦片、泥土………这种差异在自然界无处不在，但它的产生依然是光线的反射作用，但和上面“固有色”的漫反射方式不同，光滑的物体有一种类似“镜子”的效果，在物体的表面还没有光滑到可以镜像反射出周围的物体的时候，它对光源的位置和颜色是非常敏感的。所以，光滑的物体表面只“镜射”出光源，这就是物体表面的高光区，它的颜色是由照射它的光源颜色决定的（金属除外），随着物体表面光滑度的提高，对光源的反射会越来越清晰，这就是在三维材质编辑中，越是光滑的物体高光范围越小，强度越高。当高光的清晰程度已经接近光源本身后，物体表面通常就要呈现出另一种面貌了，这就是Reflection材质产生的原因，也是古人磨铜为镜的原理。但必须注意的是，不是任何材质都可以在不断的“磨练”中提高自己的光滑程度。比如我们很清楚瓦片是不会磨成镜的，原因是瓦片是很粗糙的，这个粗糙不单指它的外观，也指它内部的微观结构。瓦片质地粗糙里面充满了气孔，无论怎样磨它，也只能使它的表面看起来整齐，而不能填补这些气孔，所以无法成镜。我们在编辑材质的时候，一定不能忽视材质光滑度的上限，有很多初学者作品中的物体看起来都像是塑料做的就是这个原因。
透明与折射
自然界的大多数物体通常会遮挡光线，当光线可以自由的穿过物体时，这个物体肯定就是透明的。这里所指的“穿过”，不单指光源的光线穿过透明物体，还指透明物体背后的物体反射出来的光线也要再次穿过透明物体，这样使我们可以看见透明物体背后的东西。由于透明物体的密度不同，光线射入后会发生偏转现象，这就是折射。比如插进水里的筷子，看起来就是弯的。不同的透明物质其折射率也不一样，即使同一种透明的物质，温度的不同也会影响其折射率，比如当我们穿过火焰上方的热空气观察对面的景象，会发现有明显的扭曲现象。这就是因为温度改变了空气的密度，不同的密度产生了不同的折射率。正确的使用折射率是真实再现透明物体的重要手段。
在自然界中还存在另一种形式的透明，在三维软件的材质编辑中把这种属性称之为“半透明”，比如纸张、塑料、植物的叶子、还有蜡烛等等。它们原本不是透明的物体，但在强光的照射下背光部分会出现“透光”现象。
通过上面简单的描述，相信大家已经进一步了解了光和材质的关系，如果在编辑材质时忽略了光的作用，是很难调出有真实感的材质的。因此，在材质编辑器中调节各种属性时，必须考虑到场景中的光源，并参考基础光学现象，最终以达到良好的视觉效果为目的，而不是孤立的调节它们。当然，也不能一味的照搬物理现象，毕竟艺术和科学之间还是存在差距的，真实与唯美也不是同一个概念。 一幅渲染出来的图像其实就是一幅画面。在模型定位之后，光源和材质决定了画面的色调，而摄像机就决定了画面的构图。在确定摄像机的位置时，总是考虑到大众的视觉习惯，在大多数情况下视点不应高于正常人的身高，也会根据室内的空间结构，选择是采用人蹲着的视点高度、坐着的视点高度或是站立时的视点高度，这样渲染出来的图像就会符合人的视觉习惯，看起来也会很舒服。在使用站立时的视点高度时，目标点一般都会在视点的同一高度，也就是平视。这样墙体和柱子的垂直*廓线才不会产生透视变形，给人稳定的感觉，这种稳定感和舒适感就是靠摄像机营造出来的。
当然，这种放置摄像机的方法不见得也适合表现室外的建筑，我想说的是，摄像机的位置必须考虑观察者所处的位置和习惯，否则画面会看起来很别扭。在影视作品中，摄影机的自由度会大得多，为了表现特殊的情感效果。有时会故意使用一些夸张、甚至极端的镜头，要注意区别对待。
在三维软件中的摄像机除了影响构图之外，还有其他的作用，这就是景深效果和运动模糊。应该说这两种特效都是和摄像机密不可分的，因为摄像机（或照相机）都有光圈和快门，而光圈和快门就是产生景深效果和运动模糊的直接原因，所以，运用好这两种特效是再现真实摄像效果的必要手段。
三维软件里的摄像机，除了上面提到的内容外，还有更复杂的部分，那就是摄像机的运动。如果你的工作不会涉及到动画制作，可以忽略与摄像机运动有关的内容，但不论怎样，花点时间看看摄像方面的书籍是很有帮助的。要知道影视作品和我们平时照相不同，照相注重构图和用光，影视作品更讲究镜头的运动和镜头的切换。所以，如果你要运用好你的“虚拟摄像机”，就必须参考专业类的书籍，千万不要再凭自己的想象，否则，费了好大的劲儿制作好了模型，设置好了光源，把最难调的材质也调好了，还设置了动画关键帧，本来应该有个好的渲染结果了，却因为使用了“蹩脚”的摄像机镜头和运动方法而导致剪辑师无从下手，结果前功尽弃。当然，这种结果在三维动画制作中并不多见，原因是三维动画制作通常都是先有了分镜头脚本（也叫故事板）才开始制作的。
