浅谈三维场景中材质贴图和灯光的制作与应用.docx
《浅谈三维场景中材质贴图和灯光的制作与应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈三维场景中材质贴图和灯光的制作与应用.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
浅谈三维场景中材质贴图和灯光的制作与应用
毕业设计（论文）
论文题目：
浅谈三维场景中材质、贴图和灯光的制作与应用
系别：
动画系
专业：
美术学（动漫设计）
姓名：
班级：
指导教师：
二〇一五年四月八日
摘要..............................................................................................1
一、引言...….…………………………….…………………………...…...….
二、正文…...…………….....…………………………………………………
（一）课题研究的背景、目的与意义……..………………..........
（二）材质、贴图和灯光的括…..…………………….......…………
1.材质、贴图和灯光的内容
2.材质、贴图和灯光的特点
（三）材质、贴图和灯光的制作与应用……………………………………
1.材质、贴图制作与运用
2.灯光运用
3.材质、贴图和灯光的运用联系紧密
三、结论…………..……………………………………..…………………...
四、参考文献.........................................................................................
致谢.............................................................................................................
浅谈三维场景制作中材质和贴图的制作与应用
摘要
随著社会的飞速发展，三维技术行业已具有广泛的影响力和潜在的发展力，而且还拥有着庞大的市场规模和庞大的消费需求。
三维又分三维动画、三维游戏、三维后期、特效等等，，三维已广泛运用于各方个面。
生活中随处可见的物品都可以利用三维技术制作出来，且可以运用三维技术制作一些效果，比如物体的光感，特效等等。
所以，现实中有许多广告、电影，电视剧、宣传片、栏目包装等方面都会运用三维技术。
在三维静帧场景制作中，材质、贴图和灯光决定了这个作品的最后的画面效果，是静三维帧场景制作中必不可少的一部分，也是富有魅力的一部分。
运用好材质、贴图和灯光可以打到作品场景预想的效果，表达出空间、体积、光感以及场景中物体的材质特征，使一幅静帧场景作品渗透出其自身的魅力。
关键词：
三维静帧、材质和贴图、灯光
一、引言
三维是指立体的、客观存在的现实空间，而三维场景就是运用三维软件制作的拥有立体空间的场景。
它不同于二维场景的一个平面物体画有立体感，而没有空间立体感；三维场景则是物体、空间都有立体感，是可以用鼠标在电脑界面上360度选择视角的模拟的场景。
要制作好一幅三维静帧场景作品，模型的制作是必不可少的，以及模型的精确度，面数控制等都是十分重要的。
但更为重要的是材质和贴图的制作。
没有材质和贴图的模型就好比没血没肉的骨架，而有了材质和贴图模型才是正真有血有肉了。
这其中也伴随灯光的打照，灯光能更好的体现出材质和贴图的光感，以及画面的光线亮度。
二、正文
（一）课题研究的背景、目的与意义
（★注：
三级标题为宋体小三加粗）
今天，高新科技从各方面改变着人们的生活。
借着先进的科技，全新的艺术表现形式不断推出，开盘了许多前所未有的新领域，在这样的氛围中，三维艺术应运而生，他是艺术和技术的完美结合，随着三维技术的日新月异，它已成为一种前沿的艺术表现形式。
由最著名的《阿凡达》，让全世界所有人认识了三维艺术的美丽和魅力，到现在各种3D大片的层出不穷。
其实三维技术发展到目前为止可以分为3个阶段。
1955—2000年是第一阶段，这一阶段是最初的三维动画（房地产动画、建筑动画、数字沙盘）和最初步发展时期。
在这一阶段，皮克斯/迪士尼动画电影有许多优秀作品。
如：
1995年的《玩具总动员》，1998年的《虫虫危及》到2001年《怪兽电力公司》。
2001—2003年为第二阶段，这一阶段是三维动画的快速发展时期。
在这个阶段中，三维动画从《一个人的游戏》皮克斯和梦工厂动画《两个人咬》，梦工厂的史瑞克，皮克斯的怪物公司，此阶段发展迅猛，。
此刻中国三维动画也开始逐步兴起，有环球数码投入巨资和开展在中国本土培养优秀的影视制作人员，开始创作自己的第一部三维动画《魔比斯环》。
从2004年开始，三维到其发展的鼎盛时期第三阶段——动画。
在这个阶段，三维技术飞速发展，国内外优秀作品层出不穷，各种风格的作品也愈加多，这些作品重要的一个环节，都要用到材质，贴图。
无论一个好的静帧作品，还是优秀的动画作品，只要用到三维技术，就会遇到材质、贴图。
可以说，没有材质、贴图的作品就没有灵魂一样，只是一个躯壳。
在三维中，造型是基础，也就是建造模型是基础，而材质、贴图和灯光的运用烘托才是表现作品思想的重要手段。
在三维动画短片中材质、贴图和灯光决定了一个三维静帧场景的画面效果，也是制作好静帧场景的重要意义所在。
物体材质质感通过照明得以体现，灯光需要材质反映出其作用，在调整灯光的同时要注意不断调整材质的颜色及各种节点、参数，使这些相互作用协调。
好的灯光材质效果可以使一幅效果图具有极强的艺术感染力，在表现空间效果的同时渗透出艺术的吸引力。
（一）材质、贴图和灯光的概括
（★注：
三级标题为宋体小三加粗）
1.材质、贴图和灯光的内容
材质即为物体的质地属性，也可以理解成是材料和质感的结合。
在渲染过程中，它是表面各种可视属性的结合，这些可视属性是指表面的色彩、光滑度、反射率、纹理等等。
例如金属、不锈钢、塑料、木头、玻璃和水晶等等材质。
正是有了这些属性，三维的虚拟世界才会和真实世界一样缤纷多彩。
在maya中，材质的表现是用材质节点和参数体现出来的，maya的材质节点和参数就是用来真实地实现物体实际质地属性的工具。
而题图也是物体的纹理属性，贴图是另一种实现物体属性的工具，与材质不同的是，贴图是需要去绘制的。
同时，贴图是可以绘制上物体特有的纹理的，虽然，材质也可以体现出物体纹理，但是有时候在特定地方，要体现物体的一个特有的纹理效果，还是需要贴图实现的，因为材质没有那么智能。
灯光则maya中不可或缺的一部分，因为只有材质、贴图来表现物体的质地属性是不行的，还需要灯光的辅助照射才能刚好的体现出物体的质地属性。
Maya中灯光是指根据不同的空间、不同的场合、不同的对象选择不同的照明方式和灯具。
（★注：
三级标题为宋体小三加粗）
2.材质、贴图和灯光的特点
材质不同于贴图的特点是因为材质不需要展开UV就可以进行物体质地属性的调整。
因为材质是用节点、参数的调试来达到物体属性的效果。
节点是maya中用来实现某一功能效果的独立程序模块，maya的节点功能完善，操作十分灵活，但有些时候，要制作出非常棒的效果，需要的节点还是十分的繁多，这也需要头脑清晰才能制作出来。
Maya是通过节点和节点之间的连接，来实现材质调试丰富的效果，这样也大大提高了工作效率。
参数则是调整材质球的某些属性来实现物体质感属性的效果。
例如Blinn材质球的CommonMaterialAttributes通用属性中的基本属性参数：
（1）Color（颜色）属性，该属性是显示材质颜色的。
还可以连接贴图以使效果更加丰富。
用法则是，通过点击Color后面的棋盘格来加载file节点来添加纹理。
（2）Transparency（透明度）属性，这是通过黑、白、灰的变化程度来来控制材质的透明度。
（3）AmbiengColor（环境色）属性，环境色默认是黑色，这时它并不影响材质的颜色。
当提高亮度或者改变颜色时，会影响被指定该材质的物体的背光面。
（4）Incandescence（自发光）属性，自发光是一种材质自身发光的效果，但它的光亮不会影响到其他的物体。
（5）BumpMapping属性，通过连接的纹理贴图黑。
白。
灰的变化，影响物体发现方向的显示效果，在渲染时使它看上去产生凹凸的感觉，也就是我们常说的凹凸贴图，而实际上被指定凹凸贴图的物体的表面并未发生改变。
使用方法则是，通过点击BumpMapping选项后面的棋盘格加载file节点，添加纹理贴图从而形成节点网。
（6）Diffuse（漫反射）属性，漫反射描述的是物体在个个方向反射光线的能力。
（7）Translucence（半透明）属性，这是一种透光不透影的光学效果，例如，常见的半透明材质有蜡、纸张、花瓣、叶子和人的耳朵等等。
除了这些参数，Blinn材质球还有SpecularShading（高光属性）、SpecialEffect（特效）等等的属性调节，而这些属性下面还有很多小细节属性调节。
一幅好的三维静帧作品，就是在通过添加节点，调整细节参数以及配合灯光的调节来实现其质感的。
Maya的灯光是根据
（★注：
三级标题为宋体小三加粗）
不同的空间、不同的场合、不同的对象来选择不同的照明方式和灯具，运用不同光源的特质，保证恰当的照度和亮度，营造出富有感染力的空间环境。
而maya的灯光类型有AmbientLighe（环境光）、DirectionalLighe（平行光）、PointLighe（泛光灯）、SpitLighe（聚光灯）、AreaLighe（面积光）、VolumeLighe（体积光），这六种灯光。
而这六种灯光又是每一种有每一种的特点。
一个场景需要根据场景需要来打灯光，有的甚至需要根据场景需要打好几盏灯来达到灯光的材质和贴图的融合，以做出场景物体的质感要求。
所以，灯光是必不可少的。
（三）材质、贴图和灯光的制作与应用
1．材质、贴图制作与应用
如前面所说，才是是不需要斩开UV而进行直接调整的。
比如，金属呀，水晶呀，不锈钢呀，等等这些材质都可以用材质球直接调参数而调出来，而不用展开UV，再去ps里去处理贴图，节约了很多时间，而且有些调出来的效果比贴图的效果还好。
而材质的调试是需要用到节点和参数的。
比如折射率这个参数，是根据物体的物理规律来调整的，如水的折射率是1.33，而在maya中，调水的材质的时候，Refraction（折射率）也要改为1.33，这样才会出现真实的水的折射的感觉。
常见的物体的折射率，如：
空气的折射率是1.00，玻璃的是1.44，晶体的是2.00等等，这些都是需要记住的，以方便调试的时候直接输入。
在本次制作中，作品里的有些没有纹理的玻璃，金属，不锈钢都是运用，首先添加材质球，调节材质的各种属性来达到某个固定物体的视觉感觉，同时结合灯光的使用，调试出这个物体的质感。
贴图的制作是比较繁琐的。
三维软件中，“U”相当于世界坐标中的X轴，“V”相当于世界坐标的Y轴，所以，UV也称为纹理坐标或者贴图坐标，是用于控制图像如何投射到编辑对象上的。
所以，在制作贴图的时候，要线在maya软件中展开物体的UV，再把UV的jpeg格式的图片储存到工程文件里，再把UV的jpeg格式的图片导入到ps里进行贴图的绘制。
比如，我的作品里面的，生锈的金属物体，生锈的不锈钢物体，有纹路的木头，羽毛，各种书、本、图、画等，都是这样制作的，这是因为他们都有特定的纹理结构，不是用材质球直接调不出来的。
而有些时候，一个好的三维作品，在运用材质球调节材质参数、节点的同时，还同时运用到贴图效果。
比如，生锈的凹凸质感的金属，是运用材质参数调试出金属质感，同时还用了一张黑白灰的图片，运用节点连接到材质球的BumpMapping凹凸属性上，这样可以达到金属的真实的凹凸质感，而生锈的锈迹，则是要展开UV，在特定的地方画上锈迹的贴图，来达到锈迹的效果。
2．灯光应用
灯光是静帧场景中必不可少的环节，有时候甚至可以说是灵魂环节。
静帧场景中，我吐的造型、材质。
贴图都需要用光来照明，没有光的画面是一片漆黑的，什么都看不见。
而最重要的氛围和意境，往往也是通过光来刻画和体现的。
在调试好一部分步骤的材质。
贴图后，试着打一个聚光灯，来看看物品的效果，如果可以就可以继续往下做，而后面，还会涉及到因为环境需要，而打好几盏灯光。
3．材质、贴图和灯光的运用紧密联系
一幅优秀的静帧作品，不仅要表现出物体的质感、纹理，还要表现出作品的意境、氛围和所要表达的感情，这需要，材质、贴图、灯光的综合运用。
我的作品中，真是综合运用这三样，才制作出这种真实场景的效果。
三、结论
三维静帧场景是三维制作中比较重要的环节，常常运用到很广的领域，比如，动画片、产品展示、以及各种电视剧里等等。
虽然静帧场景在整个三维大范围中只是占了很小的一部分，但是，这个技术随着时代的发展已经越来约重要，运用也越来越广，所以，静帧场景艺术也是现在发展的趋势。
而要制作还衣服三维静帧场景作品，则需要综合运用材质、贴图和灯光的技术。
参考文献
[1]尖峰科技：
《3DSMAX/VRAY材质与灯光高级应用教程》中国青年电子出版社，2009.2.
[2]王军平，李郁林.3DSMAX高级材质与贴图的艺术[M],北京：
中国铁道出版社，2010
[3]幸星国际动画学院：
《三维动画制作材质概述》，2013
[4]未知.企业网站Maya材质与纹理的区别，
[5]未知.企业网站Maya材质贴图界面讲解3（玻璃）
[6]未知.企业网站Maya材质和贴图，
致谢
对于这次毕业论文的撰写，非常感谢巫天巧老师的指导，在最初的论文选题和论文题目的题写上给了很多指导，以及后面的写作过程中也给了很多意见。
在此借论文完成之际，表示由衷的感谢与敬意。
杜鑫楠
20015年04月08日
升级会员 