气功大师王林 变蛇:3D效果图中透明材质的制作

一、气泡
气泡材质是透明材质中较具典型性而制作又较简单的材质。气泡的特性有如下几点：表面光滑、反光较强烈、透明度大，而透明度因光线折射的原因由中间向边缘逐步衰减。由于气泡壁很薄，透明度较大，其对光线的折射、外部环境在气泡上反射的影像、以及光线透过气泡在地面上投射的阴影都可以忽略，因此在该材质的制作中，只需设置好反光和透明度衰减就可以有相当好的效果。材质设置如下：
1．首先将Shader Basic Parameter（着色处理基本参数）设置为“Phong”（多面）；
2．设置反光强度和光斑的大小：
将Specular level（高光）设为150；将Glossiness（光泽）设为30，（高光决定反光的强度，光泽决定光斑的大小）；
3．设置透明度：将Opacity（不透明度）设为60，（不透明度为100时，材质不透明，设为0时，材质全透明）；
4．设置透明度衰减：打开Extended Parameter（扩展参数）对话框，在Advance Transparency（高级透明）中，将Falloff（衰减）钩选为“in” （in为从里向外衰减，out为从外向里衰减），Amt（衰减量）设为100；
5．设置滤色特性：在Type（形式）中，钩选“Filter”（过滤器），并为其设置一个浅灰色。
设置就大体完成了，见图1（文中未涉及的参数保持默认值，下同）。
如果想令效果更真实，可在Photoshop中做一张薄膜干涉图样的七彩条纹贴图（如图2），贴在Diffuse（漫反射）上，Amount（贴图强度）10～20即可。在本例中，我们可以看到，调整“不透明度”参数时，材质的透明度是整体均匀地改变的，而“高级透明”中，改变“衰减”方式（in或out）以及“衰减量”，可以将材质的透明度设置为由里向外或由外向里衰减，产生的柔和的透明度变化，更接近真实的效果。通过“过滤器”的颜色设置，还可设置材质的滤色性。因此，在做类似物件的简单透明贴图时，可将“高级透明”中的“衰减”作为主要参数设置，将“不透明度”作为辅助参数，较容易得到满意的效果，材质设置也显得较容易。
本材质的设置，对光线的折射参数、反射参数以及滤色设置都作了忽略，这只是透明材质的一个特例，实际应用中，绝大多数透明材质对以上参数要求是很高的，如以下提到的例子。
二、平板玻璃
以一张玻璃餐桌作例子，桌面用的玻璃较厚，从侧面看，经玻璃桌面过滤的光为绿色光，水平方向色彩较重，垂直方向色彩较淡。玻璃表面平滑，反光，光线透过玻璃投射在地面的阴影较淡。
制作一种材质，可以采用的设置方法很多，本文尝试用几种设置方法，对设置效果作一个对比。
（一）反射着色方式
材质编辑器中默认的材质类型是标准材质（Standard），是最基本的材质类型，用于制作透明物件的材质虽有一定的局限性，但仔细对各参数进行调整，仍可做出仿真度颇高的贴图。而且熟悉标准材质的设置，有助于对各参数的理解。
材质设置如下：
1．选择处理方式：将Shader Basic Parameter（着色处理基本参数）设置为“Blinn”（反射）；
2．设置表面光泽及高光：Ambient（环境反射光）、 Diffuse（漫反射）及Specular（高光）均保持为默认颜色；将Specular level（高光）设为100；将Glossiness（光泽）设为40；
3．设置透明度：将Opacity（不透明度）设为30；
4．设置透明度衰减及滤色特性：打开Extended Parameter（扩展参数）对话框，在Advance Transparency（高级透明）中，将Falloff（衰减）钩选为“in”，Amt（衰减量）设为100；在Type（形式）中，钩选“Filter”（过滤器），并为其设置一个较深的绿色。将Index of Refraction（折射指数）设为1.5；
5．设置反光特性：为Reflection（反射）选项加入一Flat mirror（平面镜）贴图，钩选“Apply to faces with ID:1”，将Amount（贴图强度）设为30。
将材质赋予餐桌面，根据反光及透光的情况，适当调整灯光的位置、亮度及阴影参数，配合“高光”及“光泽”参数的调整，使效果达到最佳。如图4：
本设置中，Diffuse（漫反射）的默认颜色是浅灰色，其灰度的深浅决定玻璃的明暗程度。高光和光泽数值的大小与灯光的位置及亮度有关，应根据物件表面反光的程度进行调整。
从渲染结果可以看到，玻璃截面对光线的折射和颜色过滤模拟得不理想。
（二）金属着色方式
尝试其他处理方式，可以得到更好的效果。材质设置如下：
1．选择处理方式：将Shader Basic Parameter（着色处理基本参数）设置为Metal（金属），钩选2-side（双面）；
2．设置表面光泽及高光：为Ambient（环境反射光）、Diffuse（漫反射）选一浅灰色；将Specular level（高光）设为50；将Glossiness（光泽）设为50；
3． 设置透明度衰减：为Opacity（不透明度）选项加入一“Falloff”（衰减）贴图（图5），将其中的“Falloff Type”（衰减类型）选为“Fresnel”（变为纯色）；并将Mix Curve(混合曲线)调整成如图6的形状；
4．设置滤色特性：打开Extended Parameter（扩展参数）对话框，在Advance Transparency（高级透明）中，将Type（形式）钩选“Filter”（过滤器），并为其设置一个较深的绿色。将Index of Refraction设为1.5；（透明度衰减在上一步已经设置，这里无需重复设置，因此Falloff Amt 保持默认值 0）。
5．设置反射及折射特性：为Refraction（折射）选项加入Raytrace（光线跟踪）贴图，将贴图强度设为20。
在折射选项中加入光线跟踪贴图后，玻璃截面的折射大体模拟出来了，而且玻璃表面的反光效果也有了。通过调整混合曲线的形状，使玻璃侧面过滤出较顶面更深的绿色。
使用Metal（金属）处理方式的优点是可将玻璃表面的反射光模拟得更为强烈，缺点是如果需要改变Diffuse（漫反射）的颜色时，反射的高光会同时改变颜色。因此在设置时，避免了通过Diffuse着色，而使用Filter（过滤器）着色，使反射的高光保持白色。
同样在标准材质（Standard）类型中，可以在“着色处理基本参数”（Shader Basic Parameter）中将Metal或Blinn换成Translucent shader（透明着色），但这种材质处理方式在加入光线跟踪贴图时，渲染时间变得很长，而效果也没有太多改善。
（三）使用光线跟踪材质
3dsmax为了模拟出更逼真的透明材质，开发出Raytrace（光线跟踪）材质类型（注意：与前面提到的光线跟踪贴图不是同一个概念），设置更简明，效果更真实。同样是这张餐桌，用光线跟踪材质做出的效果，可以做一个清楚的对比。
材质设置如下：
1．首先将Standard（标准材质）更换为Raytrace（光线跟踪材质），
2．将Shading（着色处理）设置为Phong（多面）；
3．设置玻璃的基本颜色：为Diffues（漫反射）设置R:0,G:200,B:50的一个鲜艳的绿色；
4．设置玻璃的透明度：为Transparency（透明度）设置R:200,G:230,B:190的一个淡淡的绿色；
5．设置玻璃的反射特性：为Reflect（反射）设置一个Flat mirror（平面镜）贴图，并将贴图强度设为50；
6．设置玻璃的折射特性：将Index of Refr（折射指数）设为2；
7．设置玻璃的高光特性：将Specular level设为160；Glossines设为40；
设置完成，渲染结果与上比较，明显看出，光线跟踪材质比标准材质做出来的透明材质更加真实，尤其是光线经过折射后在玻璃的截面透射出来，效果更接近实物。在透明材质制作中，光线跟踪材质经常会被采用，其质感好，通透感强，并且制作简单。
与标准材质相比，Transparency（透明度）取代了Opacity不透明度参数，并且透明度有数值设置和颜色设置两种方式。由于光线跟踪材质类型是专门用于制作透明材质的，折射作为隐含的默认项目，新增了折射指数，用以设定折射率的大小。
在基本着色处理方式选项，可选择Phong、Blinn、Metal等等，在本例中，选择Metal处理方式效果会更好一些。
玻璃幕墙的材质设置方法与平面玻璃（如餐桌面）的设置方法一样，假如需要做雕花的玻璃幕墙的话，可选择一黑白或对比度较大的雕花图案，贴在Bump（凹凸）选项上，Amount（贴图强度）的大小决定凹凸的深浅，并且该数值可设定为负值，产生凸出的效果。
三、玻璃容器及透明液体
容器的特性是外形多为弧形曲线，壁厚比较小，对光线有一定的折射，加入透明液体后，透明液体形成半球形或柱体形状，光线经过这些物件产生的折射更大，而且液体往往有颜色，透射的光线被过滤，因而透射的阴影与液体的颜色相同。
使用标准材质做玻璃容器的材质时，除与上两例大体接近的参数设置外，还须在折射（Refraction）选项上加入Thin Wall Refraction（薄壁折射）贴图，在出现的对话框中，为Thickness Offset（壁厚偏移）设置一个数值，数值不同时，折射光的成像区别很大，需耐心地调整，直到成像满意；做液体材质时须在折射（Refraction）选项上加入Reflect/Refract(折射/反射)贴图，使液体中折射出背景的影像。
以下着重介绍光线跟踪材质类型的设置：
（一）容器（酒瓶）材质的设置
首先将Standard（标准材质）更换为Raytrace（光线跟踪材质）；
1．设置容器的高光特性：将Specular level设为200；Glossines设为40；
2．设置容器的反射特性：为Reflect（反射）设置一个Falloff（衰减）贴图，将Falloff type（衰减类型）改为Fresnel（纯色），贴图强度设为100；
3．设置容器的透明度：为Transparency（透明度）设置R:255,G:255,B:255的一个纯白色；
4．设置容器的折射特性：将Index of Refr（折射指数）设为1.05。
容器的材质就设置好了
（二）红色液体（酒瓶里的液体）材质的设置
同样将Standard（标准材质）更换为Raytrace（光线跟踪材质）；
1．设置液体的高光特性：将Specular level设为250；Glossines设为80；
2．设置液体的反射特性：为Reflect（反射）设置一个Falloff（衰减）贴图，将Falloff type（衰减类型）改为Fresnel（纯色），贴图强度设为100；
3．设置液体的透明度及颜色：为Transparency（透明度）设置R:255,G:0,B:0的一个纯红色 ；打开Extended Parameter（扩展参数）对话框，在Special Effect（特殊效果）栏，为Extra lighting（额外灯光）和Fluorescence（荧光）分别设置一个R:255,G:0,B:0的一个纯红色；
4．设置液体的折射特性：将Index of Refr（折射指数）设为1.3。
液体的材质就设置好了。分别将材质赋予容器和液体，渲染结果
对以上设置，需作几点说明：
1．Transparency（透明度）决定材质的透明度，调整Transparency的灰度等级，可调整材质透明度的等级，如纯白色时，材质为全透明，设置为黑色时，材质为不透明，也可以不钩选该选项（将小框中的勾去掉，以上框变成数字选项）这时可以百分比数值直接输入调整其透明度。假如材质需要有特定颜色的滤色效果，也可以在此颜色框里设置相应的颜色，此时颜色的明亮程度会影响材质的透明度，明亮程度越大，透明度越大，同时Diffuse（表面色）对材质的性状也有影响，在本例液体设置中，可将表面色设为黑色，而通过“额外灯光”及“荧光”指标对颜色效果进行修正。
2．Index of Refr（折射指数）设定材质的折射率，透明物件的折射与其形状、密度等指标有关，要将物件模拟得真实，须对这些物件相应的物理特性有一定的了解。如本例中瓶子里的液体与杯子里的液体由于形状不同，所使用的折射率也不同，同样，瓶子和杯子厚度不同，折射率也不同。
3．调整Reflect的灰度来控制材质的反射，在本例的设置中为该参数设置了一个Falloff贴图，这样可将反光模拟得更真实，过渡更自然柔和，若没有这个贴图，设置为白色，反光最强烈，黑色时无反光，假如为其设置一特定的颜色，则物件上的反光也呈相应的颜色。
制作玻璃及液体类的透明材质时，周围环境如桌面、背景等对最终的效果影响极大，环境的色彩及明暗程度，直接在物件的折射和反射中体现出来。另外，灯光的设置同样对最终效果起着决定性的作用，因此，须对光线跟踪材质及灯光的运用有进一步的了解，才能做出更逼真的效果。
在有些渲染器插件中，会带有材质，如Brazil r/s渲染器中的Brazil glass就是十分优秀的透明材质，尤其是反映光线经过透明物件折射后投影在地面的光影，十分逼真，值得向读者推荐。
3DSMAX中透明材质的设置方法很多，不能一一列举。以上数例，旨在将有关参数的基本含义作一个简要的分析。多摸索，多尝试，不难绘出精彩的效果图。
(转自“http://www.ylstudy.com/thread-30918-1-1.html)