创建法线凹凸贴图.docx
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创建法线凹凸贴图
创建法线凹凸贴图
若要创建法线凹凸贴图，通常以两个对象开始：
一个多边形细化对象（其高分辨率几何体将充当法线凹凸贴图信息的源）和一个低分辨率目标对象（它将接收法线凹凸贴图，并利用该贴图使其看起来比实际外观更细致）。
本教程使用国际象棋中兵的两个版本来演示典型的工作流程。
设置并查看场景：
1.本课程的文件位于tutorials/normal_bump文件夹中。
在3dsMax中，打开pawn_normalbump_01.max。
惟一可见的对象是一个国际象棋兵的可编辑网格模型，它带有几个圆凿槽，还有反映在其曲面几何体中的粗糙边缘。
此模型将充当将要创建的法线凹凸贴图的信息源。
2.在任意视口中选择兵，然后右键单击它以显示四元菜单。
在“显示”区域中，选择“隐藏当前选择”以将兵隐藏。
3.在活动视口中再次右键单击，然后在四元菜单中选择“按名称取消隐藏”以显示“取消隐藏对象”对话框。
在列表中单击Pawn-LowRes以将其高亮显示，然后单击“取消隐藏”以在视口中显示对象。
这就是要应用法线凹凸贴图的低分辨率目标对象。
它的曲面是平滑的，而且它已经应用了棋盘格纹理贴图。
棋盘格贴图在设置曲面纹理贴图时用作可视化参考。
让我们看一下这是如何完成的。
4.选择Pawn-LowRes。
在主菜单上，选择“修改器”>“UV坐标”>“展开UVW”。
5.
在“修改器”面板>“参数”卷展栏上单击“编辑”按钮。
将显示“编辑UVW”对话框。
此对话框显示对象如何展开，以及纹理坐标如何映射到兵的面上。
布局这样设置是为了便于绘制，对“润色”纹理贴图来说，这可能很必要。
在本课程中将不修改纹理坐标，所以，请关闭“编辑UVW”对话框。
从堆栈中删除“UVW展开”修改器，然后继续。
6.按M键以显示“材质编辑器”。
左上方材质名为PAWN，它是已被指定给低分辨率兵的材质。
在“贴图”卷展栏上，禁用“漫反射颜色”贴图的切换以使该贴图处于非活动状态。
在“Camera01”视口中，兵失去了其棋盘格纹理。
既然您熟悉了场景的设置，那么就可以开始创建新的法线凹凸贴图的过程了。
7.关闭“材质编辑器”，然后继续。
设置“渲染到纹理（RTT）”：
若要生成法线凹凸贴图，您将使用“渲染到纹理”工具。
1.继续使用您一直使用的场景，或打开pawn_normalbump_02.max。
2.在活动视口中右键单击，然后从四元菜单中选择“全部取消隐藏”以取消隐藏高分辨率的兵Pawn_SCAR。
若要更好地看到这两个兵对象的边，请右键单击“Camera01”视口标签，然后启用“边面”。
这两个兵大小相同，并且精确对齐。
3.对于以下几个步骤，您将在“前”视口中执行。
最大化“前”视口，然后按H键以显示“选择对象”对话框。
双击“Pawn_LowRES”以将其选中，并关闭“选择对象”对话框。
4.在主菜单中，选择“渲染”>“渲染到纹理”以显示“渲染到纹理”对话框。
提示：
“渲染到纹理”对话框的默认快捷键是0键。
在“烘焙对象”卷展栏下，有一个用于选定的Pawn_LowRES对象的条目。
5.在“投射贴图”组中，选中“启用”，然后禁用“子对象级别”。
6.
单击“拾取”按钮以显示“添加目标”对话框。
单击Pawn_SCAR以将其高亮显示，然后单击“添加”按钮以关闭该对话框。
“投射贴图”组中的下拉列表由“（无投影修改器）”变为“投影”。
一个新的“投影”修改器被放置在Pawn_LowRES的修改器堆栈中，在视口中高分辨率兵对象周围出现一个粗略的线框框架。
7.
单击“选项”按钮以显示“投影选项”对话框。
8.在“投影选项”对话框中，确保在“分解点击”组中选中“光线缺少检查”，并且“正常贴图空间”设置为“世界”。
注意，“光线缺少颜色”默认设置为鲜红色。
对于在创建法线凹凸贴图时可能遇到的常见问题，稍后会将此颜色用作可视提示。
提示：
若要获得“投影选项”对话框中控件的详细说明，请参见3dsMax8用户参考中的“渲染到纹理：
投影选项”对话框主题。
9.关闭“投影选项”对话框。
10.在“渲染到纹理”对话框>“烘焙对象”卷展栏>“贴图坐标”组中，选择“使用现有通道”。
您在此指定要使用先前在本课程中查看的预指定纹理贴图坐标，而不是让3dsMax在运行中创建新的纹理贴图坐标。
11.
在“渲染到纹理”对话框>“输出”卷展栏中，单击“添加”按钮。
将显示“添加纹理元素”对话框。
12.在“添加纹理元素”对话框中，单击“NormalsMap”以将其高亮显示，然后单击“添加元素”。
在“渲染到纹理”对话框的“输出”卷展栏中，出现一个新的“NormalsMap”条目。
13.在“输出”卷展栏中，单击“NormalsMap”条目以将其高亮显示，然后更改以下设置：
∙单击“选定元素通用设置”组中的“1024”按钮，以将输出大小设置为1024x1024像素。
∙对于“目标贴图位置”，从下拉列表中选择“凹凸”。
∙在“选定元素唯一设置”组中，启用“输出到法线凹凸”。
14.在“烘焙材质”卷展栏中，选择“输出到源”。
到此为止，您已经定义了用于创建法线凹凸贴图的所有基本元素和设置。
15.在“渲染到纹理”对话框底部，单击“渲染”以渲染法线凹凸贴图。
如果看到“文件存在”警告对话框，请单击“覆盖文件”。
渲染的贴图显示了展开的高分辨率兵的漫反射渲染结果，还显示了曲面上的凿槽。
在渲染结果中出现了红色斑点。
它们指示了凹凸贴图投影光线缺少几何体的区域。
此处的问题是，由“投影”修改器创建的框架并没有完全将高分辨率兵包围在这些斑点中。
这会在将法线凹凸贴图应用于低分辨率目标时产生问题。
在下一课程中，将调整“投影”修改器的框架以消除这些错误，并将最终的法线凹凸贴图应用于低分辨率兵。
将法线凹凸贴图应用于对象
在本课中，将优化从高分辨率源对象导出法线凹凸贴图信息的方式，并创建新的法线凹凸贴图，然后将该新贴图应用于低分辨率对象，以观察法线凹凸贴图的效果。
调整“投影”修改器：
投影的作用是当您使用法线凹凸贴图时作为工作流程的组成部分。
“投影”修改器是源对象与目标对象之间的媒介，它确定了高分辨率对象的投影法线被贴图到低分辨率版本上的方式。
在上一课程中，当使用“渲染到纹理”对话框时，“投影”修改器被自动应用于低分辨率对象。
因为高分辨率对象与低分辨率对象有不同的几何体，所以当首次应用“投影”修改器时，3dsMax不得不“猜测”您的意图。
您已使用此“猜测”渲染了纹理，其结果是法线凹凸贴图中有可检测到的错误，如渲染贴图中的红色面片所示。
在下面的步骤中，将调整“投影”修改器以消除这些错误，并获得您所期待的精确投影。
1.继续使用上一课的场景，或打开PAWN_NormalBump_03.max。
如果未选定Pawn-LowRES对象，请将其选定。
2.
单击“修改器”选项卡并切换视口，以便在检查修改器堆栈中的“投影”修改器时，可以在四个视图中看到对象。
围绕兵棋子的附加框架来自于“投影”修改器，此修改器是由“渲染到纹理”对话框自动应用的。
该框架需要在某些区域中修正，以便更如实地重新生成高分辨率几何体。
3.
在“修改器”面板上，单击堆栈中的“投影”修改器使其高亮显示。
在“框架”卷展栏>“显示”组中，启用“着色”。
将框架着色后，可以更容易地看到它。
4.单击“框架”卷展栏底部的“重置”按钮。
框架自身进行重置，以紧密地包围低分辨率兵棋子目标。
框架的图形是正确的，但重要的是框架应完全包围源高分辨率对象。
在源几何体位于框架以外的部分，其结果将会是缺少光线相交，这会导致在法线凹凸贴图中出现裂纹。
注意：
在上一课中，您在“投影选项”对话框中启用了“光线缺少检查”按钮，并将“光线缺少颜色”设置为纯红色。
这意味者无论何时出现光线相交缺少，它们都将在法线凹凸贴图中显示为纯红色。
5.在“框架”卷展栏>“推力”组中，将“数量”设置为6.5。
框架稍微向外膨胀了一点，使得Pawn_SCAR的大部分都包围在其中。
此时，大多数贴图问题都已解决，但如果对“前”视图执行“弧形旋转”，仍然会检测到在顶部、中部轮缘和基座的某些区域中有源对象超出了投影框架。
可以手动调整这些区域。
按F键将视口重置为“前”。
6.
从“选择”卷展栏中启用“顶点”子对象层级。
7.在“前”视口中，选择顶部的3行顶点。
8.将这些顶点向上移动一点，直到框架超出Pawn_SCAR几何体。
9.在“前”视口中，选择中部凸缘处的顶点。
10.在“Camera01”视口中，稍微向外均匀缩放这些顶点。
额外缩放2%应该足够了。
观察3dsMax窗口底部的坐标显示以查看进度。
11.最后，选择框架基座处的顶点。
在“Camera01”视口中，将这些顶点稍微向外均匀缩放，直到框架的基座部分超出Pawn_SCAR几何体。
12.
对框架的优化处理已经完成。
单击“选择”卷展栏上的“顶点”按钮以退出“顶点”子对象层级。
现在就可以渲染法线凹凸贴图，并将其应用于低分辨率对象了。
使用“NormalBump”应用法线凹凸贴图：
1.继续使用上一课的场景，或打开PAWN_NormalBump_04.max。
如果未选定Pawn_LowRES，请将其选定。
2.在主菜单中，选择“渲染”>“渲染到纹理”以显示“渲染到纹理”对话框。
在“渲染到纹理”对话框>“烘焙材质”卷展栏中，确认“输出到源”已选定。
3.单击该对话框底部的“渲染”按钮，以渲染法线凹凸贴图。
如果显示“文件存在”警告，请单击“覆盖文件”继续。
出现渲染的法线贴图。
它看起来类似于在Pawn_SCAR曲面上显示照明和阴影的反射阶段图，Pawn_SCAR被展开以匹配Pawn_LowRES的贴图坐标。
即使您无法看到它，凹凸法线数据仍然被生成并“烘焙”到指定给Pawn_LowRES的PAWN材质中。
注意：
如果在渲染图像上看到任何红色，则表明在渲染过程中有光线缺少，这意味着Pawn_SCAR对象在这些位置超出了“投影”修改器框架。
使用红色区域作为提示，按照上一系列步骤中所执行的操作，找到框架中的这些区域，并调整框架几何体使得在渲染新法线贴图时红色区域正好消失。
4.关闭渲染帧窗口，然后关闭“渲染到纹理”对话框。
隐藏Pawn_SCAR，使得只有低分辨率兵棋子目标可见。
按M键显示“材质编辑器”。
观察PAWN材质的“贴图”卷展栏。
可以看到一个新的法线凹凸贴图被指定给“凹凸”成分。
5.单击“凹凸”贴图按钮查看此新贴图。
在“法线凹凸”贴图的“参数”卷展栏中，可以看到刚才使用“渲染到纹理”对话框渲染的TGA文件已被指定为“法线”贴图。
另外，还要注意“方法”已设置为“世界”：
这对应于您在“投影选项”对话框中选择的坐标。
提示：
“附加凹凸”成分用于向法线凹凸贴图添加普通凹凸贴图。
当您完成本教程后，可能希望试验使用此槽添加额外的凹凸细节时所得到的效果。
6.单击“法线”按钮查看此位图的细节。
在“位图参数”卷展栏>“裁剪/放置”组中，单击“查看图像”按钮第一次查看法线凹凸贴图。
将出现一幅颜色错误的图像，它类似于先前从“渲染到纹理”过程中看到的图像。
在此图像中，可以清楚地看到从高分辨率兵棋子源对象中导出的疤痕区域。
图像上的颜色是有意义的。
法线凹凸贴图传达的细节比常规凹凸贴图传达的细节如此之多的原因是，法线位图将整个RGB光谱用于曲面细节信息，而常规凹凸贴图仅使用单一灰度。
蓝色通道可传达垂直深度信息，而红色和绿色通道为每一点处曲面的法线方向提供方向向量，从而加强此信息。
这一结果的真实性更高。
关闭含有法线贴图图像的对话框，然后继续。
7.
在“材质编辑器”中，单击“在视口中显示贴图”以在着色视口中显示贴图，然后退出“材质编辑器”。
8.如果Pawn_SCAR对象可见，请将其隐藏。
在“Camera01”视口中，禁用“边面”（如果其处于启用状态）。
在着色视口中将出现法线贴图，它以一种反映源对象凿痕的方式覆盖在目标对象上。
观察法线贴图的效果：
现在，您已创建了一个基于Pawn_SCAR几何体的法线凹凸贴图，并通过法线凹凸贴图类型将其应用于Pawn_LowRES。
您将渲染低分辨率版本和高分辨率版本，并使用RAM播放器比较结果。
1.继续使用上一课的场景，或打开PAWN_NormalBump_05.max。
如果未选定Pawn_LowRES，请将其选定。
2.按Shift+L组合键取消隐藏场景中的已隐藏灯光。
3.按H键显示“选择对象”对话框，然后双击Sky01选择天光对象。
4.在“修改器”面板>“天光参数”卷展栏中，选择“启用”选项以激活天光。
5.
单击“快速渲染”以渲染Pawn_LowRES对象。
6.在主菜单中，选择“渲染”>“RAM播放器”。
7.
在“RAM播放器”中，单击“在通道A中打开上次渲染图像”按钮以将渲染图像加载到“通道A”中。
8.在活动视口中，隐藏Pawn_LowRES，并取消隐藏Pawn_SCAR。
再次单击“快速渲染”按钮，以渲染Pawn_SCAR对象。
9.
在“RAM播放器”中，单击“在通道B中打开上次渲染图像”按钮以将渲染图像加载到“通道B”中。
使用“RAM播放器”对话框比较带有法线凹凸贴图的低分辨率兵棋子的渲染图像（左半部分）和高分辨率兵棋子的渲染图像（右半部分）。
在“RAM播放器”中，两幅渲染图像的部分并排显示。
沿图像长度水平地拖动屏幕分割控件（框架上下边框上的白色三角形），以比较两次渲染的细节。
差别是存在的，但是如果考虑低分辨率版本的效率，差别并不明显。
10.改善低分辨率版本的一个方法是，移除兵棋子相对于背景观察时看到的多边形轮廓。
通过将新的“涡轮平滑”修改器应用于低分辨率兵棋子，可达到上述目的。
11.再次隐藏Pawn_SCAR，并取消隐藏Pawn_LowRES。
选择Pawn_LowRES并向其添加“涡轮平滑”修改器。
12.单击“快速渲染”以渲染Pawn_LowRES对象。
在“RAM播放器”上，将上一个渲染图像加载到“通道A”中，然后将结果与“通道B”中的最高分辨率版本相比较。
两个版本之间仍然有细微的差别，但“涡轮平滑”修改器已极大改善了“RAM播放器”中图像左侧的“通道A”版本的边缘。
在上面的示例渲染结果中，左侧的PAWN_LowRES对象由3840个面、一个法线凹凸贴图和一个“涡轮平滑”修改器组成。
右侧的Pawn_SCAR对象由8589个面组成，没有法线凹凸贴图或修改器。
小结
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