Blender自學基礎教程2.0——10.材質

注意:最後幾篇內容將開啟日更模式。

材質是在渲染之前,除了建模和燈光以外的另一項重要技術。
在今天的推送裡,你將學習到材質貼圖的基本概念,賦予物體和表面某種材質的技巧,以及最重要(也最常見)的幾種材質屬性的表現方法。
這一章也將會很輕鬆。
首先,從這裡下載本節教程的相關檔案:
連結:https://pan.baidu.com/s/1IFtECNu2BRV7HlypnNoIMQ
提取碼:sqvh
也可以點選文末“閱讀原文”的連結。
大綱:
  1. 材質貼圖基本概念;
  2. 材質賦予的相關技術;
  3. 材質屬性;
  4. 貼圖。
1.材質貼圖基本概念
對照影片——《10-1.材質貼圖基本概念》
對比下面兩張圖片:

圖A
圖B
圖B在模型和燈光層面,都已經對圖A做出了一定程度的“模擬”,但是它倆看起來仍然很不一樣的原因就在於,圖B目前是素模(或者白模)——它們之間的差別在於“材質”,後者是沒有設定任何材質的樣子。
具體來說,材質,或者說物體的質感是由一些物理屬性決定的(比如光滑度取決於表面材質的致密程度),在3D軟體中,通常都會把這些物理屬性分門別類以各種引數來體現,調整對了某些引數,物體表面的質感就會符合要求。
我用一個簡單的案例串一下這個概念,看下圖:

普通漫反射材質,類似石膏幾何體,不光滑不透明非金屬,你建完的模型直接渲染的話就是這個樣子;
  • 調高 A 的 光滑度引數,就變成了 B,它可以概括所有 普通的光滑材質,比如陶瓷、刷過亮面油漆的表面、光滑的塑膠等等;
  • 調高 A 的 金屬性引數,就變成了 C,它概括一些不光滑的 金屬材質,比如鋁合金或者磨砂金屬表面之類的;
  • 調高 A 的 透明度引數,就變成了 D,它可以一些不光滑的 透明材質,比如磨砂玻璃或者塑膠袋等。
進一步地,混合  

光滑度引數

金屬性引數

和 

透明度引數

,還能派生出其他質感:

  • 比如,提高光滑度引數的金屬材質 E,看上去就像不鏽鋼這類高亮金屬;提高光滑度的透明材質 F,看上去就像普通光面玻璃或者水。
總之,透過混合簡單屬性的引數,我們能模擬各種各樣的材質。
具體的質感理論我就不在這裡囉嗦了,不然又是一大篇,可以檢視公眾號以往講質感的相關文章,

或者買兩本我的書《CG造型基礎與創作》看看。

如果你是專業的3D設計師,材質和貼圖的難度並不會低於建模——相反,

能夠促成高度真實感的,反而就是材質和貼圖(而不是建模)

,也就是說,真要把這塊技能練得特別好,是很花時間精力的。

好在如果你只是想利用3D渲染做創作輔助,就可以大幅下調完美預期,如果你接受

“勉勉強強可以用”

的預期,材質的設定是可以速成的

速成要點就這麼幾個:

  • 不追求全面,只學精幾個最常用的材質屬性(避開小機率出現的特殊質感)
  • 不追求過分細膩的貼圖細節(避開貼圖繪製技術,避開復合貼圖技術)
  • 不追求貼圖在結構上的完美對接

    (避開拆分UV和貼圖繪製)

為什麼我建議你們先避開這些問題?
因為,我在自學階段完整地學過以上這些技術,但在後續很多創作實踐中,它們被用上的機率很低,為了學了就能用,取捨是提升效率必須要做的事情。

下面我們開始今天的內容。

2.材質賦予的相關技術
對照影片——《10-2.材質賦予的相關技術》
在學習材質具體引數之前,你得先學會給指定的某個物體,或者某個表面賦予材質
以此前建好的這個模型為賦予材質的道具:

進入渲染觀察模式:

注意,如果你用的是我的模型,由於環境HDRI貼圖路徑丟失,可能環境會顯示為紫紅色,你需要刪除我的 HDRI 貼圖,重新做一下環境貼圖。
給物體賦予一個材質
選擇物體(1),點選屬性欄上的材質屬性(2),可以看到目前材質框(3)裡沒有任何材質:
你可以把材質框直接看成你選中的物體,你給這個物體新增的材質都會在這裡面出現。現在我們點選 +New 新建一個材質,材質屬性欄下方就會出現可供調節引數的選項(1)(前面提到的引數都可以在這裡找到)
同時,材質框裡多了一個材質(2),這就是你目前新建的材質;

你可以點選(3)裡的加減號新增和刪除某個材質(新增後面會講到)
也可以在(4)這兒給材質

重新命名

,如果場景裡材質很多,重新命名有助於你快速找到某個材質:

我們先調一個簡單的材質,點選

Base Color 固有色

(1),模仿參考圖片選一個顏色(2),此時茶几的本體有了一個固有色:

用同樣的方法,選擇縱向鐵環,也給它賦予一個材質:
我們知道

橫向的鐵環

和縱向鐵環是

同樣的材質

,因此不需要再建一個新的,你可以點選(1),這裡會出現場景裡所有物體的材質,從裡面找到你想要賦予的材質(2),點選:

用同樣的方法,給鉚釘和前面的鎖賦予同樣的材質:

這是給一個物體賦予材質的方法。

給物體賦予多種材質
觀察茶几下面的地毯,按照參考圖,地毯存在兩種材質:

首先,選擇地毯,先用前面的方法給它賦予一個材質,調好顏色:

一般建議先給面積更大的表面賦予材質

tab

鍵進入地毯的

面編輯模式

,選擇需要改變材質的

地毯邊緣的面

選中這些面之後,點選材質框邊上的

+

(1),

新增一個材質

可以看到材質框裡有了兩個材質

(新增的那個是未被定義的狀態)

,選擇新增的那個,點選 

+New

(2);

這樣材質框裡有了兩個已被定義的材質,點選

Assign

 把新增的材質

指定

給選中的面(3);

此時,在模型上可以看到,地毯的邊已經變了顏色(4):

然後你可以按前面的方法給這個材質修改顏色:

這樣我們就在一個材質上賦予了多種材質,要賦予更多材質,就用同樣的方法新增材質即可,要刪除,就點選材質框邊上的 

號。

你可以試著給更多的物體賦予材質

(固有色)

3.材質屬性
對照影片——《10-3.材質屬性》
下面我們透過給茶几模型調整質感,來學習最常用的幾種材質屬性。
選擇茶几兩側的耳朵(1),給它賦予一個材質(2):

拉高材質選項裡的

Metallic 金屬性

,材質生成了

金屬質感

金屬性是一個重要的材質引數,必須掌握
參考圖裡兩側的耳朵應該是銅質的,因此,繼續在 Base Color固有色裡給它調一個顏色:
你可以把已經賦予材質的鐵環

(好吧應該是銅環)

也修改一下

金屬性

觀察參考圖,你會發現銅環和耳朵雖然材質接近,但是

耳朵明顯要更光滑

,此時你可以選擇耳朵,然後在材質屬性裡調整

Roughness 粗糙度

調低

粗糙度(也就是變得更光滑了)

,此時耳朵的質感和銅環產生了區別:

粗糙度也是一個重要的材質引數,必須掌握
結合

固有色、金屬性和粗糙度

,你已經可以給很多物體調整材質了:

注意調整材質的時候,好好想想物體表面究竟是什麼樣的特性,拿地毯舉個例子,地毯的布料肯定是粗糙的,因此得拉高粗糙度:

注意,blender 中

新建材質預設是帶 50% 粗糙度的

,也就是有一點光滑,你得根據實際材質手動調整才行。

繼續看茶几上的蠟燭,蠟燭是一種典型的

子面材質

,它帶有一定透明度

(但我們不會用透明度屬性去調它)

,光線可以照入物體內部發生散射。像蠟燭、皮膚、大理石或者玉器這類半透光的東西,通常使用材質選項裡的 

Subsurface次表面

和 

Subsurface Radius

 來調:

次表面屬性不太重要,
如果是大面積這類材質,對於計算機的計算量是比較大的,渲染速度會變慢
拉高 

Subsurface

引數,蠟燭就有了一些透光感:

你可以給蠟燭調一點 Base Color 固有色來模仿蠟的顏色:
Subsurface Radius

 三排引數,分別指代的是

光線 R 紅/G 綠/B 藍 

在物體內部發生散射的程度,預設 R 是1.000,比 G 和 B 大,所以上圖中蠟燭內部好像有點發紅

(這經常用來模擬皮膚內部毛細血管散射光線的效果)

,如果你拉高 G

(綠)

,物體內部就會散射更多的綠光

(如果是翡翠就可以這麼調)

下面再來說一個非常重要的材質屬性

透明度引數

由於茶几上沒啥透明的東西,所以我建了一個瓶子:

選擇瓶子,給它賦予一個材質。在 Blender 裡,要創造透明物體,是透過

Transmission 透明度

 Transmission Roughness 透明粗糙度

來實現的:

把 Transmission 透明度 拉到滿,瓶子出現了一些透光的效果,之所以看上去不太透明,是因為預設材質裡帶有 50% 的粗糙度,把粗糙度調成 0 即可呈現普通玻璃質感:
你還可以調點玻璃的綠色,透明度對固有色很敏感,通常只需要一點點即可:

Transmission Roughness 透明粗糙度 和 前面講到的 Roughness 粗糙度 是不一樣的,如果你僅僅拉高 透明粗糙度,物體表面的光滑度仍然可以很高,如同下左圖,只是玻璃內部變得“渾濁”了;如果拉高的是 粗糙度,物體表面就不可能還具有高光這樣的東西了:
我們把其餘未賦予材質的東西都賦予材質,並分別調整引數:

茶几模型的材質就調整完成了。

除了以上這些最常用的引數,材質選項裡還有其他引數,如果你感興趣,也可以分別試試看,我把它們的基本功能列在下面:

除了上面詳細講的幾個材質屬性,其他的不學也沒關係
4.貼圖
對照影片——《10-4.貼圖》
就像本文開頭說的那樣,要做好貼圖是困難的——嚴格來說,大部分物體表面都並非只有一個

“固有色”

,而是有紋理、有圖案、有細節的:

如果你是專業的3D設計師,需要在這方面投入時間精力,貼圖做得好不好,直接影響渲染輸出的效果。

但我們並非直接渲染出圖,你可以在 PS 裡利用

圖層模式

等後期P圖的方式去給一些表面新增紋理和圖案,這對於概念設計師來說效率反而更高。

因此,我個人建議,對於大部分的表面,能概括成一個顏色的,直接在賦予材質後改 Base Color 固有色 即可,少部分你確實希望看看貼圖效果的東西,可以自己額外找貼圖,或者自己在PS裡製作圖片,然後用來當成貼圖。
下面僅透過改變地毯圖案的方式,說明一下貼圖的操作方式:

首先,開啟

設定

——

Add-ons 外掛

,在搜尋裡輸入 wrangler,出現

Node Wrangler 外掛

之後,勾選它,儲存設定:

這個自帶外掛可以快速生成一些節點,很方便
回到主介面,拉出一個副窗,把副窗設定為 Shader Editor 材質編輯器
然後選擇地毯,在

材質框

裡選擇地毯中部的這個材質:

你在

材質編輯器副窗

裡就能看到這樣的一個節點,節點裡的這些屬性和材質屬性欄那邊的是一樣的,你也可以在這邊調整金屬性粗糙度什麼的:

材質節點是一個功能很強大的東西,玩好了什麼奇葩材質都能做出來,但是學習成本比較高,目前不需要挖到那麼深
選擇(1)這個節點,然後按

ctrl+T

,後面會新增幾個節點:

沒有勾選前面那個外掛的話按 ctrl+T 是沒有的
此時主窗口裡地毯相應的部分變成了紫紅色的(1),

Base Color 固有色

變成了

Image Texture 圖片紋理 

(2),這說明原來地毯上的這部分固有色,將被替換成一張貼圖,目前貼圖沒有指定,所以軟體以紫紅色提示你:

所以,你得先為地毯的圖案找一張貼圖,你可以在下圖中這個網站找到免費貼圖,也可以直接去搜索引擎下載,JPG或者PNG格式的都可以:

比如我決定使用這個貼圖:

貼圖別選太大的,1K或者2K就夠了,下載它:

解壓縮後,我們只使用這張圖片即可,把圖片放到你硬碟的某個地方,最好是建一個

專門存貼圖的資料夾(建議英文路徑)

,然後永遠不再移動這個資料夾,否則你的檔案連結貼圖的路徑會出錯而導致貼圖丟失:

回到材質編輯器,找到 

Image Texture

 這個節點,點選

Open 開啟

你存放那張貼圖的路徑:

看,原先的固有色被連結替換成了貼圖(1)(2):

不僅固有色能被替換成圖片,金屬性、光滑度等材質屬性也都可以被替換成圖片,用來實現不均勻的材質狀態,但那似乎有些超綱了,目前你們只給固有色替換圖片即可。
你可以在 

Mapping

 節點中調整貼圖的

位置

旋轉角度

縮放比例

我調整了它的

Scale 比例

,3個數值如果一樣大,代表1:1縮放,你也可以單獨調整某個軸的比例:

貼圖被縮小了,貼圖顯得有些長的原因,是地毯模型沒有

應用比例,你選擇它按 ctrl+A

,然後

Apply scale

之後就會是正的了

(這一步我在影片裡沒有做)

如果貼圖包裹有些奇怪,比如不正常地拉伸,你可以進入該模型的面編輯模式,全選面後,點選

滑鼠右鍵

,選擇

UV unwrap Faces —— Smart UV Project

,軟體的這個功能可以給出一個傻瓜式的貼圖包裹方案,絕大多數情況下會比預設的正常一點:

嚴格來說專業地分UV是一個技術活兒啊,我當初也自學了這個
你也可以在 

Mapping

 節點中調整一下這個貼圖的角度:

下面,講幾個調整貼圖顏色的節點。

如何調整貼圖顏色
我們前面說到,貼圖本質上就是

一張圖片

替代了

固有色

,如果貼圖本身很合適,你當然可以直接貼上就完事兒了,但是如果你想要改變這張貼圖的顏色或者對比度

(比如我覺得這個貼圖的圖案沒毛病,但是想把它變成藍色的)

,是不是得把圖片拖到PS裡修改完再連結過來呢?

不需要,因為我們可以在 Blender 裡修改圖片顏色
要實現這樣的需求,你得透過材質編輯器裡的一些節點。

在材質編輯器裡按

shift+A 新增節點

,調整圖片顏色的話,一般使用

Color 子選單

裡的這些節點:

我個人比較常用的是 

Hue Saturation Value 色相飽和度明度

RGB Curves 曲線

這兩個,你可以把它們理解為透過 色相飽和度 和 曲線 來調整PS裡的一張圖片。點選前者,就生成了一個

色相飽和度明度節點

點住節點的標題欄,把它拖到

圖片節點

主節點

的連線線中間,它就會自動連線上去:

當我調整節點中的 Hue 色相 時,場景中的貼圖發生了色相變化,你也可以調整 Saturation 和 Value 調整圖片的飽和度明度
要刪除節點,把圖片節點的端點拖到主節點的端點上,然後選擇 HSV 節點刪除即可:

你可以用同樣的方式,新增 

RGB Curves 曲線

 節點並把它和原有的節點連起來,用曲線來調整圖片:

比如希望加強圖片對比度,則把曲線拉成S形,操作邏輯和 PS 裡沒有差別,但要刪除控制點的話,得點選節點下面的 X:

也可以像在PS裡一樣,進入圖片的RGB通道去調整顏色,比如進入節點的G

(藍)

通道,拉高藍色曲線,場景裡地毯貼圖的紅色就變得偏冷了:

以上,就是使用貼圖和透過節點來調整貼圖顏色的基本方法。

另外再提一句,關於使用貼圖,目前也有第三方推出了一些

貼圖外掛

,比如 Extreme PBR ,本質上都是安裝一個很龐大的貼相簿,然後透過外掛裡的按鈕來賦予和控制貼圖顏色,感興趣的同學也可以網上搜一搜相關資源:

最後,補充說明一個和質感有關的

修改器

——

倒角修改器

如果你給物體賦予了帶有

光滑度

或者

金屬性

的材質,物體表面大機率會存在高光,而高光經常會出現在結構的轉折處——那是因為在現實世界中,這些地方並不是純粹的“角”,而是帶有一個“圓角”的結構,高光往往出現在小圓角上。

而在建模中,我們透過網格編輯

(比如擠出)

做出的模型,這些結構上並沒有圓角,當然也就不會存在任何高光,有時這會影響到質感的表現:

在網格里製作小倒角是不明智的,那會讓後續的模型修改遇到非常大的麻煩,所以你可以使用

倒角修改器

來給模型新增倒角。

點選屬性欄 修改器屬性(扳手圖示),新增 Bevel 倒角修改器
透過調整修改器裡的兩個引數,給物體新增倒角,這樣轉折處有了倒角,高光自然就有所依附了:
以茶几的銅環為例,對比未新增倒角和新增倒角之後的效果:

未新增倒角修改器
新增倒角修改器
當然,如果場景挺大……這一點點的差別也不會那麼明顯
,總之,作為一個知識點了解一下就行了。

關於材質,我們就先學到這裡,在下一個推送中,我們將給室內場景裡的所有東西新增材質,到時候它就會和原圖更加接近:

改天見。


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