第5章 创建贴图材质
前一章学习了通过调整漫反射的值设定材质的颜色来创建一些基本的材质。一般情况下，调整基本材质就足够了，但是当对象和场景比较复杂时，就要用到贴图材质了，本章就介绍如何创建贴图材质。
5.1 位图和程序贴图
3ds max材质编辑器包括两类贴图，即位图和程序贴图。有时这两类贴图看起来类似，但作用原理不一样。
5.1.1 位图
位图是二维图像，单个图像由水平和垂直方向的像素组成。图像的像素越多，它就变得越大。小的或中等大小的位图用在对象上时，不要离摄像机太近。如果摄像机要放大对象的一部分，可能需要比较大的位图。图5.1给出了摄像机放大有中等大小位图的对象时的情况，图像的右下角出现了块状像素，这种现象称作像素化。
图5.1
在上面的图像中，使用比较大的位图会减少像素化。但是，较大的位图需要更多的内存，因此渲染时会花费更长的时间。
5.1.2 程序贴图
与位图不一样，程序贴图的工作原理是利用简单或复杂的数学方程进行运算形成贴图。使用程序贴图的优点是：当对它们放大时，不会降低分辨率，能看到更多的细节。
当放大一个对象(比如砖)时，图像的细节变得很明显，见图5.2。注意砖锯齿状的边和灰泥上的噪声。程序贴图的另一个优点是它们是三维的，填充整个3D空间，比如用一个大理石纹理填充对象时，就像它是实心的，见图5.3。
3ds max提供了多种程序贴图，例如噪声、水、斑点、旋涡、渐变等等，贴图的灵活性提供了外观的多样性。
图5.2
5.1.3 组合贴图
3ds max允许将位图和程序贴图组合在同一贴图里，这样就提供了更大的灵活性。图5.4是一个带有位图的程序贴图。
图5.3 图5.4
5.2 贴图通道
当创建简单或复杂的贴图材质时，必须使用一个或多个材质编辑器的贴图通道，诸如Diffuse Color、Bump、Specular或其它可使用的贴图通道。这些通道能够使用位图和程序贴图。贴图可单独使用，也可以组合在一起使用。
5.2.1 进入贴图通道
要设置贴图时，单击Basic Parameters卷展栏的贴图框 
。这些贴图框在颜色样本和微调器旁边。但是，在Basic Parameters卷展栏中并不能使用所有的贴图通道。
要观看明暗器的所有贴图通道需要打开Maps卷展栏，这样就会看到所有的贴图通道，图5.5是Metal明暗器贴图通道的一部分。
图5.5
在Map卷展栏中可以改变贴图的Amount设置。Amount可以控制使用贴图的数量。在图5.6中，左边图像的Diffuse Color数量设置为100，而右边图像的Diffuse Color数量设置为25，其它参数设置相同。
图5.6
5.2.2 贴图通道
有些明暗器提供了另外的贴图通道选项。如Multi-Layer、Oren-Nayer-Blinn和Anisotropic明暗器就提供了比Blinn明暗器更多的贴图通道。明暗器提供贴图通道的多少取决于明暗器自身的特征；越复杂的明暗器提供的贴图通道越多。图5.7是Multi-Layer明暗器贴图通道。
图5.7
下面我们对图5.7中的各个参数进行一些简单的解释。
— Ambient Color：Ambient Color贴图控制环境光的量和颜色。环境光的量受Rendering->Environment对话框中Ambient值的影响，见图5.8。增加环境中的Ambient值，会使Ambient贴图变亮。
图5.8
在默认的情况下，该数值与Diffuse值锁定在一起，打开解锁按钮 
可将锁定打开。在图5.9中，左边图像是用做Ambient贴图的灰度级位图，右边图像是将左边图像应用给环境贴图后的效果。
图5.9
— Diffuse Color：Diffuse Color贴图通道是最有用的贴图通道之一。它决定对象的可见表面的颜色。
在图5.10中左边的图像是用做Diffuse贴图的彩色位图，右边图像将左边图像贴到Diffuse Color通道后的效果。
图5.10
— Diffuse Level：该贴图通道基于贴图灰度值，用于设定Diffuse Color贴图通道的值。它用来设定Diffuse Color贴图亮度值，对模拟灰尘效果很有用。
在图5.11中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图5.11
说明：任意一个贴图通道都能用彩色或灰度级图像，但是，某些贴图通道只使用贴图的灰度值而放弃颜色信息。Diffuse Level就是这样的通道。
— Diff. Roughness：当给这个通道使用贴图时，较亮的材质部分会显得不光滑。这个贴图通道常用来模拟老化的表面。
在图5.12中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
一般来说，改变Diffuse Roughness值会使材质外表有微妙的改变。
图5.12
— Specular Color：该通道决定材质高光部分的颜色。它使用贴图改变高光的颜色，从而产生特殊的表面效果。
在图5.13中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图5.13
— Specular Level：该通道基于贴图灰度值改变贴图的高光亮度。利用这个特性，可以给表面材质加污垢、熏烟及磨损痕迹。
在图5.14中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图5.14
— Glossiness：该贴图通道基于位图的灰度值影响高光区域的大小；数值越小，区域越大；数值越大，区域越小，但亮度会随之增加。使用这个通道，可以创建在同一材质中从无光泽到有光泽的表面类型变化。
在图5.15中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。注意，对象表面暗圆环和亮圆环之间暗的区域没有高光。
— Anisotropy：该贴图通道基于贴图的灰度值决定高光的宽度。它可以用于制作光滑的金属、绸和缎等效果。
在图5.16中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图 5.15
图5.16
— Orientation：该贴图通道用来处理Anisotropic高光的旋转。它可以基于贴图的灰度数值设置Anisotropic高光的旋转，从而给材质的高光部分增加复杂性。
在图5.17中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
— Self-Illumination：该贴图通道有两个选项；可以使用贴图灰度数值确定自发光的值，也可以使贴图作为自发光的颜色。
图5.18是使用贴图灰度数值确定自发光的值的情况。这时基本参数卷展栏中的Color复选框没有被复选，见图5.19。在图5.18中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图5.17
图5.18
图5.19
图5.20是使用贴图作为自发光颜色的情况。这时基本参数卷展栏中的Color复选框被复选。在图5.20中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图5.20
— Opacity：该通道根据贴图的灰度数值决定材质的不透明度或透明度。白色不透明，黑色透明。不透明也有几个其它的选项，如Filter、additive或subtractive。
图5.21是材质的层级结构。图5.22是关闭双面 
的情况，图5.23是打开双面 
的情况。
图5.21 图5.22
选取 
选项后，将材质的透明部分从颜色中减去，使背景变暗，见图5.24。选取 
选项后，将材质的透明部分加入到颜色中，使背景变亮，见图5.25。
图5.23 图5.24 图5.25
— Filter Color：当创建透明材质时，有时需要给材质的不同区域加颜色。该贴图通道可以产生这样的效果，如可以创建彩色玻璃的效果。
在图5.26中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图5.26
— Bump：该贴图通道可以使几何对象产生突起的效果。该贴图通道的Amount区域设定的数值可以是正的，也可以是负的。利用这个贴图通道可以方便地模拟岩石表面的凹凸效果。
在图5.27中，左边是贴图的层级结构，右边是贴图的最后效果。
图5.27
— Reflection：使用该贴图通道可创建诸如镜子、铬合金、发亮的塑料等反射材质。Reflection贴图通道有许多贴图类型选项，下面我们介绍几个主要的选项。
5.3 UVW贴图
当给集合对象应用2D贴图时，经常需要设置对象的贴图信息。这些信息告诉3ds max如何在对象上设计2D贴图。
许多3ds max的对象有默认的贴图坐标。放样对象和NURBS对象也有它们自己的贴图坐标，但是这些坐标的作用有限。例如如果应用了Boolean操作，或材质使用2D 贴图之前，对象已经塌陷成可编辑的网格，那么就可能丢失了默认的贴图坐标。
在3ds max 6中，经常使用如下几个编辑修改器来给几何体设置贴图信息：
— UVW Map
— Map Scaler
— Unwarp UVW
— Surface Mapper等
本节介绍最为常用的UVW Map。
5.3.1 UVW Map 编辑修改器
UVW Map编辑修改器用来控制对象的UVW贴图坐标，其Parameters卷展栏见图5.28。
UVW编辑修改器提供了调整贴图坐标类型、贴图大小、贴图的重复次数、贴图通道设置和贴图的对齐设置等功能。
图5.28
贴图坐标类型
贴图坐标类型用来确定如何给对象应用UVW坐标，共有7个选项：
Planar：该贴图类型以平面投影方式向对象上贴图。它适合于平面的表面，如纸、墙等。图5.29是采用平面投影的结果。
图5.29
Cylindrical：该贴图类型使用圆柱投影方式向对象上贴图。螺丝钉、钢笔、电话筒和药瓶都适于使用圆柱贴图。图5.30是采用圆柱投影的结果。
说明：打开Cap选项，圆柱的顶面和底面放置的是平面贴图投影，见图5.31。
Spherical：该类型围绕对象以球形投影方式贴图，会产生接缝。在接缝处，贴图的边汇合在一起，顶底也有两个接点，见图5.32。
图5.30
图5.31
图5.32
Shrink Wrap：像球形贴图一样，它使用球形方式向对象投影贴图。但是Shrink Wrap将贴图所有的角拉到一个点，消除了接缝，只产生一个奇异点，见图5.33。
图5。33
Box：该类型以6个面的方式向对象投影。每个面是一个Planar贴图。面法线决定不规则表面上贴图的偏移，见图5.34。
图5.34
Face：该类型对对象的每一个面应用一个平面贴图。其贴图效果与几何体面的多少有很大关系，见图5.35。
图5.35
XYZ to UVW：此类贴图设计用于3D Maps。它使3D贴图“粘贴”在对象的表面上，见图5.36。
图5.36
一旦了解和掌握了贴图的使用方法，就可以创建纹理丰富的材质了。
