灯光与材质分析

灯光与材质分析
VR灯光
VR灯光主要分3种：平面光、半球光和球体光
投影：是否对物体的光照产生阴影
双面：用来控制灯光的双面都产生照明效果（当灯光类型为平面时有效，其它类型无效）不可见：用来控制最终渲染时是否显示VR灯的形状
忽略灯光法线：控制灯光的发射是否按照光源的法线发射
不衰减：物理世界中，所有的光线都是有衰减的，如果勾选这个选项，VR将不计算灯光的衰减效果
天光入口：这个选项是把VR灯转换为天光，这时的VR灯就变成间接照明（GI），失去了直接照明。

当勾选时，投影、双面、不可见等参数将不可用，这些参数将被VR的天光参数取代
存储发光贴图：勾选这个选项，同时间接照明（GI）里的一次反弹引擎选择发光贴图时，VR灯光的光照信息将保存在发光贴图里。

在渲染光子的时候将变慢，但出图渲染速度会提高很多。

当渲染完光子的时候，可以把这个VR灯光关闭或删除，它对最后的渲染效果没有影响，因为它的光照信息已经保存在发光贴图里
影响漫反射：该选项决定灯光是否影响物体材质属性的漫反射
影响高光反射：该选项决定灯光是否影响物体材质属性的高光
影响反射：勾选该选项时，灯光将对物体的反射区进行光照，物体可以将光源进行反射
细分：这个参数控制VR灯光的采样细分。

较低的值，杂点多，渲染速度快；较高的值，杂点少，渲染速度慢
阴影偏移：该参数用来控制物体与阴影偏移距离，较高的值会使阴影向灯光的方向偏移
标准材质介绍
阴影类型：标准材质的最基本属性，也称反光类型。

一块布料和一块金属在光的照射下所呈现出的反光效果是完全不同的
multi-layer（双非圆型高光）：组合了两个Anisotropic（非圆型高光），每一个反光都可以拥有不同的颜色和角度，适用于表现抛光的表面特殊效果，例如缎纹、丝绸和光芒四射的油漆等（其中roughness为粗糙度，值为0时，与使用Blinn效果一样）oren-nayer-Blinn：Blinn的变种，看起来更柔和，更适合做一些较为粗糙的效果。

如织物和陶器等，通常也可以用于模拟布、土坯和人的皮肤等效果
phong （平滑）：这种类型常用于表现玻璃制品、塑料等非常光滑的表面，它所呈现的反光是柔和的，这一点区别于blinn（圆形高光）strauss （金属）：也用于金属材质，它是metal的简化版，参数较少。

但比金属材质做出的金属质感要好，制作的材质比较逼真。

但不能调整自发光
translicent shader（半透明）：专用于表现半透明的物体表面，例如蜡烛、玉饰品、彩绘玻璃等。

Translucent Clr:指定透明色，即穿透物体的散射光颜色。

FilterColor设置穿透一个半透明物体的光的颜色。

Opacity可以设置浓度的百分比
VR材质面板介绍
漫反射：决定物体的表面颜色，通过点击它的色块，可以调整自身的颜色，点击右边的按钮可以选择不同的贴图类型
粗糙度：数值越大粗糙效果越明显，可以用该选项来模拟绒布的效果。

一般情况下保持默认反射：这里的反射是靠颜色的灰度来控制的，颜色越白反射越亮，越黑反射越弱。

而这里选择的颜色则是反射出来的颜色，和反射的强度是分开计算的，点击旁边的按钮，可以使用贴图的灰度来控制反射的强弱（颜色分为色度和灰度，灰度是控制反射的强弱，色度是控制反射出什么颜色）
高光光泽度：控制材质的高光大小，默认情况下是和反射光泽度一起关联控制的，也可以通过点击旁边的L按钮来解除锁定，从而单独调整高光的大小
反射光泽度：物理世界中所有物体都有反射光泽度（通常被称为
反射模糊）默认的1表示是没有模糊的效果，而比较小的值表示模糊的效果越强烈，点击右边的按钮，可以通过贴图的灰度来控制反射模糊的强弱
细分：细分是用来控制反射光泽度的品质，较高的值可以得到很平滑的效果，而较低的值让模糊区域有颗粒效果，细分越大渲染速度越慢
使用插值：勾选改参数时，VR能够使用类似于发光贴图的缓存方式来加快反射模糊的计算，一般情况下不勾选，保持默认
Fresnel反射：Fresnel反射现象和观察者视线与物体表面的夹角有密切的关系，当观察者视线与物体表面夹角成90度时，基本看不到什么反射，而当观察者视线与物体表面夹角成180度的时候，反射现象很明显。

而反射的衰减多少和Fresnel的折射率有很大关系，折射率越大，反射衰减越弱，折射率越小，反射衰减越强
最大深度：反射的最大次数，反射次数越多，反射就越彻底，当然渲染的时间更久，通常保持默认值5即可
退出颜色：当物体的反射次数达到最大次数时就会停止计算反射，这时由于反射次数不够造成的反射区域的颜色就用退出色来代替折射：和反射的原理一样，颜色越白，物体越透明，进入物体内部产生折射的光线也就越多，颜色越黑，物体越不透明，产生折射的关系也就越小，点击右边的按钮，可以通过贴图的灰度来控制折射的强弱
光泽度：用来控制物体的折射模糊程度，值越小，模糊程度越明显，默认值1不产生折射模糊，点击右边的按钮可以通过贴图的灰度来控制折射模糊的强弱
细分：用来控制折射模糊的品质，较高的值可以得到比较光滑的效果，渲染速度就较慢，而较低的值模糊区域将有杂点产生使用插值：勾选该参数时，VR能使用类似于发光贴图的缓存方式来加快光泽度的计算，一般情况下不勾选，保持默认
影响阴影：这个选项将控制透明物体产生的阴影，勾选它，透明物体将产生真实的阴影，这个选项仅对VR灯光或者VR阴影类型有效
阴影Alpha:勾选这个选项，将会影响透明物体的Alpha通道效果
折射率：设置透明物体的折射率。

水的折射率1.33，玻璃折射率1.5，水晶折射率2.0，钻石折射率2.4，这些都是常用的折射率
最大深度：和反射中的最大深度原理一样，控制折射的最大次数
退出颜色：当物体的折射次数达到最大次数时就会停止计算折射，这时由于折射次数不够造成的折射区域的颜色就用退出色来代替烟雾颜色：这个选项可以让光线通过物体后，光线变少，就像和物理世界中的半透明物体一样，这个颜色值和物体的尺寸有关系，厚的物体颜色需要给淡一点才有效果
烟雾倍增：可以理解为烟雾的浓度，值越大，雾越浓，光线穿透物体的能力越差，不推荐使用大于1的值
烟雾偏移：控制烟雾的偏移，较低的值会使烟雾向摄像机的方向偏移
半透明
类型：半透明效果有3种类型，一种是硬（蜡）模型，比如蜡烛；一种是软（水）模型，比如海水；还有一种就是混合模型
背面颜色：用来控制半透明效果的颜色
厚度：用来控制光线在物体内部被追踪的深度，也可以理解为光线的最大穿透能力，较大的值，会让整个物体都被光线穿透，较小的值，让物体比较薄的地方产生半透明的现象
散步系数：物体内部的散射总量，0.0表示光线在所有方向被物体内部散射，1.0表示光线在一个方向被物体内部散射，而不考虑物体内部的曲面
前/后驱系数：控制光线在物体内部的散射方向，0.0表示光线沿着灯光发射的方向向前散射，1.0表示光线沿着灯光发射的方向向后散射，而0.5表示这两个情况各占一半
灯光倍增：光线穿透能力倍增值，值越大，散射效果越强
BRDF（双向反射分布）
BRDF主要用于控制物体表面的反射特征，当反射里的颜色不为黑色和反射光泽度不为1时，这个功能才有效果，VR提供了3种双向反
射分布类型
多面：高光区域最小。

反射:高光区域次之。

沃德：高光区域最大
各向异性：控制高光区域的形状
旋转：控制高光形状的角度
UV矢量源：控制高光形状的轴向，也可以通过贴图通道来设置
关于BRDF现象，在物理世界中随处可见，例如不锈钢锅底的高光形状是成2个锥形的，这就是BRDF现象，这是因为不锈钢表面是一个有规律的均匀的凹槽，也就是拉丝效果，当光反射到这样的表面上就会产生BRDF现象
跟踪反射：控制光线是否追踪反射，不勾选，VR将不渲染反射效果
跟踪折射：控制光线是否追踪折射，不勾选，VR将不渲染折射效果
双面：控制VR渲染的面为双面
背面反射：勾选时，强制VR计算反射物体的背面反射效果
其它部分的参数，在做效果图的时候用得不多，基本保持默认即可
VR材质种类介绍
VR双面材质
VR双面材质可以设置物体前后两面不同的材质，常用来做纸张、窗帘、树叶等效果
正面材质：物体正面的材质
背面材质：物体背面的材质，当勾选None按钮后面的复选框时，用户就可以指定不同于正面的材质
半透明：当给0.0时，我们看到的将全部是正面的材质；当给1.0时，我们看到的将全部是背面的材质；而给0.5时，正面和背面材质各一半
VR灯光材质
这个材质可以指定给物体，并把物体当光源使用，效果和MAX里的自发光效果类似，也可以把它做成材质光源
颜色：材质光源的发光颜色，可以用贴图来控制颜色
不透明度：用贴图来指定发光体的透明度
双面发光：当勾选该选项时，它可以让材质光源双面发光
VR材质包裹器
VR材质包裹器主要控制材质的全局光照、焦散和物体的不可见等特殊内容，通过材质包裹器的设定，我们就可以控制所有赋予该材质物体的全局光照、焦散和不可见等属性
基本材质：用来设置VR材质包裹器中使用的基础材质参数，此材质必须是VR渲染器支持的材质类型
产生全局照明：控制当前赋予材质包裹器的物体是否计算GI光照的产生，后面的参数控制GI的倍增数量
接受全局照明：控制当前赋予材质包裹器的物体是否计算GI光照的接受，后面的参数控制GI的倍增数量
产生焦散：控制当前赋予材质包裹器的物体是否产生焦散
接受焦散：控制当前赋予材质包裹器的物体是否接受焦散，后面的数值框用于控制当前赋予材质包裹器的物体的焦散倍增值无光属性：目前VR还没有独立的Matte/Shadow（不可见/阴影）材质，但VR材质包裹器里的这个不可见选项可以模拟Matte/Shadow（不可见/阴影）材质效果
无光对象：控制当前赋予材质包裹器的物体是否可见，勾选后，物体将不可见
Alpha分摊：控制当前赋予材质包裹器的物体在Alpha通道的状态，1表示物体产生Alpha 通道，0表示物体不产生Alpha通道，-1表示会影响其它物体的Alpha通道
阴影：控制当前赋予材质包裹器的物体是否产生阴影效果，勾选后，物体将产生阴影
影响Alpha：勾选该参数后，渲染出来的阴影将带Alpha通道
颜色：用来设置赋予材质包裹器的物体产生的阴影颜色
亮度：控制阴影的亮度
反射值：控制当前赋予材质包裹器的物体的反射数量
折射值：控制当前赋予材质包裹器的物体的折射数量
全局照明数量：控制当前赋予材质包裹器的物体的间接照明总量VR混合材质
VR混合材质可以让多个材质以层的方式混合来模拟物理世界中的复杂材质，VR混合材质和MAX里的混合材质的效果类似，但是其渲染速度比MAX的快很多
基本材质：可以理解为最基层的材质
镀膜材质：表面材质，可以理解为基本材质上面的材质
混合数量：这个混合数量是表示镀膜材质混合多少到基本材质上面，如果颜色给白色，那么这个镀膜材质将全部混合上去，而下面的基本材质将不起作用；如果颜色给黑色，那么这个镀膜材质自身就没什么效果，混合数量也可以由后面的贴图通道来代替
递增法（虫漆）模式：选择这个选项，VR混合材质将和MAX里的虫漆材质效果类似，一般不勾选
VR替代材质
可以让用户更广泛地去控制场景的色彩融合、反射、折射等，它主要包括5种材质：基本材质、全局光材质、反射材质、折射材质和阴影材质
基本材质：这是物体的基础材质
全局光材质：这是物体的全局光材质，当使用这个参数的时候，灯光的反弹将依照这个材质
的灰度来控制，而不是基础材质
反射材质：物体的反射材质，在反射里看到的物体的材质
折射材质：物体的折射材质，在折射里看到的物体的材质
阴影材质：基本材质的阴影将用该参数中的材质来控制，而基本材质的阴影将无效
VR边纹理材质
VR边纹理材质是一个非常简单的材质，效果和MAX里的线框材质类似
颜色：设置边线的颜色
隐藏边线：勾选它时，物体背面的边线也将渲染出来
厚度：决定边线的厚度，主要分为2个单位。

世界单位，厚度单位为场景尺寸单位。

像素，厚度单位为像素
常用材质制作思路
1、木地板材质参数设置与制作思路
在制作木地板之前，大家也可以分析物理世界里的木地板材质的特性，这里表现的木地板是一种表面相对粗糙的木地板。

1 带有Fresnel反射
2 表面有划痕和凹凸
3 木纹石无规律的
首先在漫反射通道里给个木地板贴图，用来模拟真实地板的图案和色彩。

在它的贴图参数里，把“模糊”改为0.01，目的是为了让渲染出来的贴图更清晰。

由于物理世界里的地板是带有Fresnel反射的，因此在反射通道里给一个衰减，其方式为Fresnel，将折射率改为2.0，其目的是为了让反射的衰减不太强烈。

木地板表面带有一点高光，所以将高光光泽度改为0.85，让反射带点模糊，将反射光泽度改为0.9，细分20
在凹凸通道里指定一个和漫反射通道一样的贴图，凹凸值为20，目的是让地板渲染出来的效果带点凹凸的纹理感觉。

在这里，很多朋友都会有个疑问：为什么不用黑白的贴图，而要用彩色的呢？其实无论是用黑白还是彩色，效果都是一样的。

如果用彩色的，3ds Max在计算渲染的时候，会把彩色贴图转换为黑白的。

如果用黑白贴图那么就不需要转换。

它们的差别就是需不需要3ds Max 来转换。

如果是一个大场景，贴图很多，那么还是要用黑白贴图，这样3ds Max就不需要再做转换处理，节约内存的使用量。

而本场景比较小，所以就没做黑白的处理，直接用彩色图。

然后就是给木地板指定一个UV贴图命令，指定一个贴图坐标。

（注：在高光光泽度里给贴图是用来控制高光范围，在反射光泽度给贴图是用来控制反射模糊的范围）
首先观察物理世界里的木纹柜子的材质，在真实的情况下，木纹材质有以下几个特征
1 表面比较光滑
2 带有Fresnel的反射，反射较强
3 高光相对比较小
根据这几个特征，现在来设置柜子的材质参数
在漫反射通道里，给一个木纹的贴图，同样为了让贴图更清晰，把模糊值改为0.01
在反射通道里添加一个衰减，衰减方式选择Fresnel，灰度220 由于高光和模糊都比较小，所以高光光泽度改为0.88，反射光泽度0.9，细分20.凹凸10
同样的原理，一般木制门的材质设置也跟其差不多
3、布沙发材质参数设置与制作思路
先看看真实的布沙发材质是什么样子，通过观察得出，布沙发具有以下几个特征
1 布的表面比较粗糙
2 布的表面基本没反射现象
3 布的表面有一层毛茸茸的感觉
根据以上的分析，现在来设置布材质的参数
布沙发的表面看起来有一层白绒毛的感觉，这是因为布表面的毛发受到光照的影响而产生的。

在这里如果通过模型来表现这一效果难度很大，并且不一定能表现好，所以采用材质来表现。

在漫反射通道里设置一个衰减程序贴图，衰减方式为Fresnel
在第一个贴图通道里指定一个布沙发的贴图，第二个通道里指定一个比布沙发更白一点的颜色，来模拟布沙发表面的白绒毛。

给布沙发一个比较大的高光，设置高光光泽度为0.35，在选项栏中把跟踪反射关闭，这样就不会产生反射而保留高光。

布沙发表面比较粗糙，所以设置凹凸强度为30，最后给布沙发指定一个合适的贴图坐标。

漫反射颜色设置为一个黑色，目的是让不锈钢材质看起来明暗分明，在反射通道里给个180的灰度值，高光光泽度改为0.85，反射光泽度改为0.88，细分值为20，将各向异性值改为0.4，旋转方向60度。

为什么这里的不锈钢不加Fresnel反射呢，这是因为不锈钢的Fresnel现象不是很强烈，只带有一点点，而且考虑到Fresnel渲染计算时间相对要长点，所以这里就没考虑采用Fresnel 来模拟第2种：非常高亮、光滑而且没什么模糊的不锈钢材质
同样漫反射通道里给一个黑色，反射通道给个180灰度值，将高光光泽度改为0.85，反射光泽度0.95，细分12，将最大深度改为10，是为了让不锈钢看着不那么灰，使反射的东西更清晰
第3种：拉丝不锈钢，这和上面的不锈钢材质有些相似之处
漫反射通道里给个70的灰度值，将反射通道颜色改为（174.181.185）其目的是为了让反射里的内容带点蓝色，看着更漂亮些
将高光光泽度改为0.85，反射光泽度0.8，细分20，让模糊更细。

在凹凸通道里给一个噪波，凹凸大小15。

噪波方式为显示贴图通道，平铺值50，大小0.35。

最后再指定一个合适的UV 贴图坐标
5、灯罩材质参数设置与制作思路
真实的灯罩材质有如下几个特征
1 半透明
2 几乎没反射
3 高光比较大
由于灯罩是白色的，所以在漫反射通道给一个250的灰度值
因为灯罩有较大的高光，所以将高光光泽度设置为0.28，将反射强度设置为11，同时在选项栏中把跟踪反射关闭，目的是让灯罩不产生反射现象。

将折射通道的颜色设置为50的灰度，让灯罩的透光系数大约为0.2（50/255），再设置折射光泽度为0.8，细分20，同时勾选影响阴
影，让灯光能透过灯罩
这里需要注意折射率的问题，这里灯罩的折射率设定为1.2，给大家举个例子，窗纱的折射率为1.01，玻璃的折射率为1.5，砖石的折射率为2.4。

6、磨砂玻璃材质参数设置与制作思路
本案例中要表现一种比较粗糙的磨砂玻璃效果，设置漫反射灰度240，来模拟白色的磨砂玻璃，在折射通道里设置了衰减，衰减方式选择垂直/平行，这种方式会有点朦胧的效果，很适合用来做磨砂玻璃或纱窗帘。

折射光泽度设置为0.7，是为了让玻璃不要太过模糊，还可以隐约看到外面的东西，设置细分为10，这样速度也比较快而且可以达到所需要的效果。

在折射通道了加衰减，要把前侧的黑色、白色调换一下位置，设置为220是为了不让玻璃完全透明
7、塑料材质参数设置与制作思路
在真实的情况下，塑料材质有以下几个特征
1 表面光滑
2 带有Fresnel的反射
3 高光相对较小
根据这几个特征，现在来设置楼梯的材质，首先漫反射通道给一个240的灰度值，反射通道给一个衰减，其方式为Fresnel，灰度值225.为了得到一个相对较小的高光，把高光光泽度改为0.85；由于塑料表面是相对光滑，但还是带有一点模糊反射，所以这里设置了一个较小的反射光泽度0.95，细分20，最大深度改为8，是为了让反射更亮。

各向异性0.5,70度
8、皮材质参数设置与制作思路（皮沙发）
在真实的情况下，皮制材质有以下几个特征
1 皮的表面有比较柔和的高光
2 表面有一点反射现象
3 表面纹理感很强
根据以上的分析，现在来设置皮材质的参数。

在漫反射通道给一个皮的贴图，用来模拟皮的图案和色彩。

把模糊改为0.1，目的是为了让渲染出来的贴图更清晰。

反射通道给一个衰减，衰减方式Fresnel，灰度值250
由于皮材质有反射而且有很柔和的高光，所以高光光泽度改为0.65，反射光泽度改为0.7，细分20
在凹凸通道里给一个凹凸贴图，其凹凸值为40，目的是让渲染出来的皮质带点凹凸的纹理感觉，最后给皮椅子一个合适的UV贴图
9、沙发垫材质参数设置与制作思路
在这里换一个新的方法来表现沙发垫材质，采用标准材质来表现选择材质类型为Oren-Nayar-Blinn，在漫反射通道里给个布纹贴图，模糊值0.6，平铺0.5.粗糙度50改为20.由于要表现布表面上的一层白绒绒的效果，所以在自发光通道给个遮罩，在贴图和遮罩都给个衰减，灰度值150，只是贴图中衰减方式为Fresnel，而遮罩中衰减方式
为阴影/灯光，由于布表面比较粗糙，所以在凹凸通道里给个凹凸贴图，来模拟布的粗糙，凹凸值40，模糊值0.5，而不是0.01，这是为了让凹凸不要太清晰锐利，平铺2.0
10、白油漆材质参数设置与制作思路
1 表面相对光滑，模糊程度比较小
2 高光比较小
3 带有Fresnel反射
首先在漫反射通道给一个250的灰度值，因为白漆带一点反射，所以在反射通道里给一个衰减，方式为Fresnel，由于反射衰减不太强烈，所以将折射率改为1.8
由于白漆比较光滑，所以高光较小，高光光泽度改为0.92，由于表面模糊程度不大，反射光泽度改为0.93，细分15
11、地毯VR材质参数设置与制作思路
在做地毯之前需要了解地毯的材质特性，为了认识这点，先来找一张照片来观察分析，可以发现地毯有以下几个特征
1 表面比较粗糙
2 高光面积较大
3 没有反射现象
在漫反射通道给一个合适的地毯贴图，由于地毯表面看起来相对粗糙，需要再凹凸贴图里添加一个凹凸贴图，凹凸值50
因为地毯的表面高光比较大，所以这里设置高光光泽度为0.15，而反射强度给个28的灰度，同时把跟踪反射关掉。

12、陶瓷瓶材质参数设置与制作思路
1 表面比较光滑，高光比较小
2 有较强的Fresnel反射
3 反射模糊度不强
根据上面的特征，在VR中设置材质参数
在漫反射通道里给一张合适的花瓶贴图，把模糊值改为0.01，在反射通道里给一个衰减，衰减方式为Fresnel，将高光光泽度改为0.88，反射光泽度为0.95，细分8即可
13、大理石材质参数设置与制作思路
在反射通道里直接设置为11的灰度值，高光光泽度改为0.9，由于表面很光滑，所以这里的反射光泽度改为0.98，其他参数保持默认即可。

为什么这里没有采用衰减里的Fresnel反射呢？这是因为台面表面太光滑，Fresnel衰减现象不太明显，所以就采用了一种近似的方式，直接用反射。

14、餐盘子材质参数设置与制作思路
在漫反射通道里给个250的灰度值，在反射通道里给个衰减，方式为Fresnel，将高光光泽度和反射光泽度均改为0.9，其他参数保持默认即可。

15、玻璃材质参数设置与制作思路
玻璃材质在日常生活中很常见，它不仅有反射，而且有折射。

因为这里做的玻璃是不带颜色的，所以漫反射通道里的颜色和烟雾颜色都保持默认的颜色值即可。