3D建模必备技能！各种纹理贴图的原理、技巧与实践详解~

套用一句流行的话，世界上有两种纹理艺术家。有专门的纹理艺术家，然后有也承担纹理角色的建模师。无论您是哪种类型的纹理艺术家，理解纹理贴图背后的关键概念都非常重要，这些纹理贴图用于创建您需要创建的各种材质类型。

纹理化的过程不仅仅是为 3D 模型添加颜色，简单地说，没有什么比取一块平淡无奇的单色几何体并在将其转化为由范围广泛的材料，如塑料、生锈的金属和玻璃。在本文中，我们将了解一些在您开始为自己的模型创建纹理贴图时需要牢记的重要概念。

虽然在建模后立即跳入纹理可能很诱人，但大多数 3D 模型并没有准备好在建模后立即进行纹理处理。如果您在纹理化之前花时间正确地准备您的模型，它可以在以后的纹理化过程中为您省去很多麻烦。例如，检查法线翻转等问题并确保存在可行的 UV 布局是个好主意。

虽然 UVing 可能不是 3D 中最迷人的任务，但它对于纹理化过程仍然非常重要，因为它实际上是 3D 软件的指南，让您了解如何将您创建的任何 2D 纹理贴图应用到 3D 模型。您的 UV 可以是单个图块，或者如果您需要将更多像素用于模型上的某些区域，则可以将它们分布在多个图块中。

布置完 UV 后，通过遮挡一些不同的材料或着色器来简单地开始，以获得不同表面质量的粗略近似值。通过从简单开始，您可以快速对应该不同的区域进行更改，而不会陷入材料细节的泥潭。

例如，创建一个简单的橡胶材料以应用于模型上的所有橡胶区域。你认为一件特定的作品应该是塑料的吗？使用简单的塑料材质代替橡胶材质，粗略地俯视您的模型。一旦确定了模型所需的所有材料，就可以开始绘制纹理贴图了。

有几种不同的方法可以做到这一点。您可以使用的一种技术是从您的 3D 程序输出 UV 指南并将其导入 Photoshop 以开始绘制您的纹理。Photoshop 确实有一些简单的 3D 功能可以帮助解决这个问题，但根据您模型的复杂性，最好坚持返回 3D 程序来预览您的纹理。或者，如果您更喜欢更直接的方法，另一种常用技术是在 ZBrush 或 Mudbox 等程序中将纹理直接绘制到 3D 几何体上。

从头开始创建一切都很好，但有时您必须快速完成工作，而且通常使用照片作为向纹理添加真实世界细节的方式会更快。如果您要拍摄自己的纹理照片，请确保您的图像尽可能平坦。

大多数 3D 场景稍后都会添加灯光，因此如果您将灯光烘焙到纹理中，它可以打破现实的幻觉。例如，如果您的纹理在纹理中对象的右侧投射了阴影，但您的 3D 场景右侧有光，那么观众的眼睛会知道有些地方不太对劲，因为阴影不应该不要与光源投射在同一侧。出于这个原因，最好将您的纹理带入 Photoshop，以尽可能去除图像中的任何类型的光照或阴影。

值得指出的是，很多游戏都将烘焙光照作为一种伪造光照的技术。这是有意完成的，但通常在管道中比初始纹理的创建晚一点完成。一般来说，您会希望从原始图像中移除任何现有的光照。

当您想到纹理贴图时，首先想到的可能是颜色贴图。恰当命名的贴图基本上定义了材质的所有表面颜色，没有任何照明或阴影信息。颜色贴图，有时也称为漫反射贴图，可以在很长一段时间内将表面定义为由不同的现实世界材料制成。

您还可以使用颜色贴图作为许多其他纹理类型（如凹凸或镜面反射）的起点，因为颜色通常会随着材质其他方面的变化而在相同区域发生变化。例如，在上图中，您会注意到角色前额凹凸不平区域周围的颜色发生了变化。那里不仅存在颜色差异，而且一旦您创建了颜色贴图，就可以很好地开始制作凹凸贴图，而无需重新创建所有那些凹凸不平的区域。

纹理不必局限于彩色贴图。您可以创建纹理来驱动材料中的几乎任何通道。凹凸贴图是充当伪高度贴图的灰度图像。它实际上并没有创建任何额外的几何体，凹凸贴图所做的只是在模型表面创建凸起或降低细节的错觉。通常，如果您的凹凸贴图中有比 50% 灰色更暗的东西，它看起来就像被向下推入表面，而比这更亮的东西看起来会凸起。

使用凹凸贴图时要牢记的一件重要事情是，对象的轮廓将保持不变，因为如前所述，凹凸贴图实际上不会创建任何额外的几何体。出于这个原因，凹凸贴图非常适合在不需要影响轮廓的地方添加较小的细节。

如果您确实需要您的细节来影响轮廓，置换贴图是您的纹理工具带中一个非常强大的选项，因为它实际上确实会影响几何体本身。与凹凸贴图一样，置换贴图基本上是高度贴图，凹凸贴图和置换贴图之间的主要区别在于置换实际上会影响几何体。

创建置换贴图的常见工作流程是在 Mudbox 或 ZBrush 等雕刻应用程序中从高分辨率网格中烘焙它们。从高分辨率网格中烘焙出它们后，您可以将置换应用于模型的低分辨率版本。这使您能够获得一些真正高质量的细节，同时仍然保持网格分辨率可管理，以供管道中的未来步骤使用，例如装配和动画。如果您想更深入地了解凹凸贴图、置换贴图和法线贴图之间的区别。

虽然置换贴图和凹凸贴图各有利弊，但另一种伪高度贴图是法线贴图。与凹凸贴图等灰度图像不同，法线贴图基本上是几何体法线朝向的贴图。有了这些信息，就可以伪造从高度到模型如何受光照影响的任何错觉。

一般而言，法线贴图在实时渲染可以利用不同照明角度如何以不同方式影响模型几何的游戏中大量使用。如果您认为凹凸贴图、置换贴图和法线贴图之间有很多相似之处，您并不孤单。

在上图中，请注意角色眼睛周围的皮肤看起来比下巴下方区域更亮？这是通过高光贴图完成的，该贴图告诉 3D 程序模型的每个区域应该有多闪亮。

再举一个例子，湿塑料片反射的光与干塑料片完全不同。颜色可能相同并且可能具有相同的凹凸度，但您可以使用高光贴图控制它的光泽度。对于基本的镜面反射贴图，您可以使用深色调来减少镜面反射，使用浅色调来创建更强的高光。

您可以手动创建高光贴图，在 Mudbox 和 MARI 等程序中以交互方式绘制它们，或者您可以从彩色贴图开始并调整级别或曲线以创建最终的高光贴图。

有时将多种材质或纹理组合在一个对象上会很好。使用蒙版贴图，您可以通过使用贴图的黑白值来定义在对象的哪个区域显示哪个纹理层。虽然它会根据您使用的程序而有所不同，但在大多数情况下，白色将定义纹理的可见区域，而黑色将显示其他层。

使用遮罩贴图是一种非常灵活且无损的工作方式，因为它可以让您更改纹理出现的位置而无需实际接触贴图本身。您可以使用它们将纹理混合在一起或为贴花或纹身创建切口。

当您有大表面需要纹理时，通常需要从小纹理创建贴图。例如，如果您需要为整个停车场制作纹理，但您只有车道上一小部分沥青的照片，那么一旦将该小纹理应用到大面积区域，它就会看起来变形。

相反，您可以做的是在整个几何体上重复或平铺较小的纹理。要注意的是，如果您不小心，平铺可能会导致可见的接缝。为避免这种情况，大多数纹理程序都有可让您重复边缘像素的工具。通过这样做，您可以创建一个新图像，该图像将无缝平铺在整个表面上并避免任何可见的接缝。

现在您已经了解了许多行业标准的纹理贴图，您将为下一个纹理项目做好更好的准备。到目前为止，我们看到的大多数地图都可以在范围广泛的程序中创建。它们可以在Photoshop等程序中手动创建，或者您可以在Mudbox、ZBrush或MARI等程序中交互式创建它们。

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