2.4 材质与贴图
在真实的世界中，物体都是由一些材料构成的，这些材料有颜色、纹理、光洁度及透明度等外观属性。在3ds max 2018中，材质作为物体的表面属性，在创建物体和动画脚本中是必不可少的。只有给物体指定材质后，再加上灯光的效果才能完美地表现出物体造型的质感。本章将讲解如何为创建的物体赋予各种各样的材质，使作品更加真实。
2.4.1 材质编辑器的界面
3ds max 2018的材质编辑器有“精简材质编辑器”和“Slate材质编辑器”两种界面。其中“精简材质编辑器”界面就是用户熟悉的以前版本中的材质编辑器界面，如图2-130所示。另一种“Slate材质编辑器”界面则是将材质和贴图显示为关联在一起用来创建材质树的节点结构，如图2-131所示，用户可以通过这种节点结构编辑材质。
图2-130 “精简材质编辑器”界面
图2-131“Slate材质编辑器”界面
2.4.2 材质基本参数设定
进入材质编辑器的方法有两种，一种是单击主工具栏上的
（材质编辑器）按钮，另一种是按键盘上的快捷键〈M〉。“材质编辑器”面板如图2-132所示。
图2-132“材质编辑器”面板
材质按照复杂程度可分为以下3种。
●基本材质：指只具有光学特性的材质，它包括“漫反射”“环境色”“高光反射”“自发光”“不透明度”“高光级别”“光泽度”及“柔化”，这种材质占用的时间和内存少，但是没有贴图特性。
●基本贴图材质：指在“漫反射”中指定的使用基本贴图方式的材质。
●复合材质：单击材质编辑器上的
按钮后所出现的材质，如“双面”材质、“混合”材质及“顶/底”材质等。
1．材质样本球区
材质样本球区如图2-133所示，它包括24个样本球和9个控制按钮。9个控制按钮的说明如下。
图2-133 材质样本球区
（采样类型）：控制窗口样本球的显示类型，这里有
3种显示方式可供选择，比较结果如图2-134所示。
（背光）：控制材质是否显示背光照射，比较结果如图2-135所示。
图2-134 3种采样类型比较
图2-135 有无背光效果比较
（背景）：控制样本球是否显示透明背景，该功能主要针对透明材质，比较结果如图2-136所示。
（采样UV平铺）：控制编辑器中材质重复显示的次数，它有
4种方式可供选择，可影响材质球的显示而不影响赋给该材质的物体，比较结果如图2-137所示。
图2-136 显示背景前后对比
图2-137 不同采样U V平铺方式的效果对比
（视频颜色检查）：检查无效的视频颜色。
（生成预览）：控制是否能够预览动画材质。
（选项）：单击该按钮，将弹出“材质编辑器选项”对话框，如图2-138所示。在这里可以设置样本球是否抗锯齿，以及在材质编辑器中显示材质球的数目（3×2、5×3或6×4）等选项。
（按材质选择）：单击该按钮，将弹出如图2-139所示的“选择对象”对话框。
图2-138“材质编辑器选项”对话框
图2-139“选择对象”对话框
（材质/贴图导航器）：单击此按钮将弹出“材质/贴图导航器”窗口，显示当前材质和贴图的分级目录，单击某级目录可直接到该级进行编辑，如图2-140所示。
图2-140“材质/贴图导航器”窗口
2．材质编辑器工具栏区
材质样本球区的下面为材质编辑器的工具栏，其中包括进行材质编辑的常用工具，提供材质的存取功能，如图2-141所示。
图2-141 材质编辑器工具栏
（获取材质）：单击此按钮，弹出“材质/贴图浏览器”对话框，如图2-142所示，可以为当前材质球选择一个材质或贴图，该材质可以是已经存在的，也可以是新建的。
（将材质放入场景）：将材质放入场景，用材质编辑器中的当前材质更新场景中材质的定义。
（将材质指定给选定对象）：赋予场景材质，将当前材质赋予场景中选定的对象。此按钮只在选定对象后才有效。
（重置贴图/材质为默认设置）：恢复材质/贴图为默认设置，恢复当前样本窗口为默认设置，单击此按钮将弹出如图2-143所示的提示对话框。
（生成材质副本）：单击此按钮，将当前的同步材质在同一个材质球中再复制一个同样参数的非同步材质。此按钮只能对同步材质使用。
（使唯一）：对于进行关联复制的贴图，可以通过此按钮将贴图之间的关联关系取消，使它们各自独立。
（放入库）：单击此按钮将弹出如图2-144所示的“放置到库”对话框，可以将反复修改后得到的材质存放到材质库中保存，以便将来重复使用。
图2-142“材质/贴图浏览器”对话框
图2-143 提示对话框
图2-144“放置到库”对话框
（材质ID通道）：赋给材质通道，用于视频后期处理。
（在视口中显示标准贴图）：在视图中显示贴图，选择这个选项将消耗很多显存。
（显示最终效果）：3ds max中的很多材质都是由基本材质和贴图材质组成的，利用此按钮可以在样本窗口中显示最终的效果。
（转到父对象）：当在一个材质的下一级材质中时，此按钮有效。单击此按钮可以回到上一级材质。
（转到下一个同级顶）：当在一个材质的下一级材质中时，此按钮有效。单击此按钮可以到另一个同级材质中去。
3．明暗器基本参数区
明暗器基本参数区如图2-145所示。
图2-145 明暗器基本参数区
1）阴影类型。阴影类型是标准材质的最基本属性，也称为反光类型，一块布料和一块金属在光的照射下所呈现的反光效果是完全不同的。3ds max提供了8种模拟不同物体反光效果的类型，如图2-146a～h所示。
图2-146 不同阴影类型效果比较
a）各向异性材质 b）Blinn材质 c）金属材质 d）多层材质 e）Oren-Nayer-Blinn材质
f）Phong材质 g）Strauss材质 h）半透明明暗器材质
下面就来依次介绍每一种反光类型的具体应用。
各向异性：它的反光呈不对称形状，反光角度可任意调节，常用于表现金属漆、玻璃等光滑物体的反光效果。
Blinn：常用于表现坚硬光滑的物体表面，它所呈现的反光呈尖锐状态。
金属：专用于金属材质的制作，它可以模拟出金属表面非常强烈的反光效果。
多层：组合了两个各项异性反光，每一个反光都可以拥有不同的颜色和角度，适用于光滑复杂的表面。
Oren-Nayar-Blinn：主要用于不光滑物体，如布料和织物等。
Phong：这种类型常用于表现类似玻璃或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。
Strauss：也是用于金属材质，参数比“金属”要少，但比“金属”做出的金属质感要好。
半透明明暗器：专门用于表现半透明的物体表面，如蜡烛、玉饰品、有色玻璃等。
2）显示效果。3ds max 2018有4种显示效果，它们分别是“线框”“双面”“面贴图”和“面状”。下面分别介绍这4种滤光器的作用。
线框：它以网格线框的方式渲染物体，只能表现出物体的线架结构，其显示效果如图2-147所示。对于线框的粗细，可由扩展参数面板中的“线框”项来调节。
图2-147 线框显示
双面：它将物体法线的另一面也进行渲染，为了简化计算，通常只渲染物体的外表面，这对大多数的物体都适用。但对有些敞开的物体，其内壁不会看到材质的效果，这时就需要打开双面显示，效果如图2-148所示。
图2-148 选中“双面”选项前后比较
a）双面显示（未打开）b）双面显示（打开）
面贴图：将材质指定给物体所有的面，如果是一个贴图材质，则物体表面的贴图坐标会失去作用，贴图会分布在物体的每一个面上，效果如图2-149所示。
面状：它提供更细级别的渲染方式，渲染速度极慢，如果没有特殊品质的精度要求，不要使用这种方式，尤其是在指定了反射材质之后。效果如图2-150所示。
图2-149“面贴图”效果
图2-150“面状”效果
4．材质参数控制区
材质参数控制区包括“基本参数”“扩展参数”“超级采样”和“贴图”4个卷展栏，下面就来介绍一下这些卷展栏。
（1）“基本参数”卷展栏
包括生成和改变材质的各种控制，如图2-151所示。
图2-151 “基本参数”卷展栏
它一共有4个选项组，分别是“基本颜色”选项组、“反射高光”选项组、“自发光”选项组和“不透明度”选项组，下面分别对它们进行介绍。
1）“基本颜色”选项组。用于控制材质的基本光照属性，共有3个选项，这是标准材质的3种明暗特性。
环境光：控制物体表面阴影的颜色，它所代表的是物体所在环境投射在物体上的光。除非有特殊需要，环境光一般都是比较暗的。
漫反射：控制材质表面过渡区的颜色，它是由光的漫反射形成的。这是物体上主要的颜色，也是平常生活中看到的一般物体的颜色。
高光反射：控制物体表面高光区的颜色。如果高光很强，在物体的表面可形成一个亮点。高光一般都是比较浅的颜色光。
另外，单击这3个选项右侧的颜色框，都会弹出“颜色选择器”对话框，如图2-152所示。在颜色区上移动光标或在文本框中输入数值都可改变颜色。单击
按钮可重新设定颜色，设置好颜色后，单击
按钮即可。默认环境光和漫反射颜色相同，如果需要环境光与漫反射的颜色不同时，可单击它们之间的锁定按钮
，即可解除锁定，可以将它们设定为不同的颜色。
如果单击漫反射和高光反射框后面的小方块按钮，会弹出“材质/贴图浏览器”对话框，如图2-153所示。从中可以选择不同的贴图类型，具体的操作会在后面的实例中进行说明。
图2-152 “颜色选择器：环境光颜色”对话框
图2-153 “材质/贴图浏览器”对话框
2）“反射高光”选项组。用于确定材质表面高光的光照属性，一共有3个选项。
高光级别：确定材质表面的反光强度，数值越大反光强度越大。
光泽度：确定材质表面反光面积的大小，数值越大反光面积越小。
柔化：对高光区的反光进行柔化处理，使它产生柔和效果。
3）“自发光”选项组。可使材质具备自身发光的效果，常用于制作太阳、灯泡等光源物体的材质。数值越大，自发光亮度越高。选中“颜色”复选框，可以设置不同颜色的自发光。单击数值框后面的小方块按钮，可以给自发光设置贴图。
4）“不透明度”选项组。用于设置材质的不透明度，可以使物体产生透明的效果。默认值为100，即不透明材质。降低数值可使透明度增加，数值为0时变为完全透明材质。对于透明材质，还可以在扩展参数面板中调节它的透明衰减程度。
（2）“扩展参数”卷展栏
用于增强对线框图、透明效果和反射光线的控制，展开“扩展参数”卷展栏，共有3个选项组，如图2-154所示。
图2-154 “扩展参数”卷展栏
1）“高级透明”选项组。主要用于控制透明材质的不透明衰减度设置，它又包括“衰减”和“类型”两部分。
“衰减”部分有3个选项，它们用来控制物体内部和外部透明的程度。“内”单选按钮用来规定物体由边缘向中心增加透明的程度，如玻璃的效果；“外”单选按钮用来规定物体由中心向边缘增加透明的程度，类似云雾的效果；“数量”微调框可以控制物体中心和边缘的透明度哪一个更强。
“类型”部分有3个单选按钮，用来控制透明的类型。“过滤”单选按钮用来以过滤色确定透明的颜色，它会根据一种过滤色在物体的表面上色；“相减”单选按钮可以根据背景色减去材质的颜色，使材质后面的颜色变暗；“相加”单选按钮可以将材质颜色加到背景色中，使材质后面的颜色变亮。
2）“线框”选项组。主要用来对线框进行编辑，它包括两个单选按钮和一个数值微调框。其中，“大小”微调框用来设置线框的粗细，“像素”和“单位”两个单选按钮控制线框粗细的单位。“像素”表示线宽以屏幕像素为单位，“单位”表示线宽以系统设定的逻辑单位为单位。
3）“反射暗淡”选项组。用来控制反射模糊效果，数值可通过“暗淡级别”和“反射级别”微调框来控制。“暗淡级别”可设置物体投影区反射的强度，数值为1时，不产生模糊影响；数值为0时，被投影区仍表现为原有的投影效果，不产生反射。“反射级别”可设置物体不投影区的反射强度，它可以使反射强度倍增，一般用默认值即可。如果选中“应用”复选框，则反射暗淡将发生作用。
（3）“超级采样”卷展栏
“超级采样”卷展栏如图2-155所示。超级采样需要较多的时间进行渲染，但不需要占用额外的内存。超级采样会使用更小的采样点并返回平均值以增加抗锯齿效果。
图2-155 “超级采样”卷展栏
（4）“贴图”卷展栏
在材质参数控制区上，“贴图”卷展栏也是很常用的一组参数，如图2-156所示。
它可以设置12种贴图方式，在物体不同的区域指定不同的贴图。
这12种贴图方式的名称从上至下分别为：环境光颜色、漫反射颜色、高光颜色、高光级别、光泽度、自发光、不透明度、过滤色、凹凸、反射、折射和置换。在每种方式右侧都有一个长方形按钮，单击它可以弹出“材质/贴图浏览器”对话框。每种贴图方式后面的数值框可以控制贴图的程度，比如对于“反射”贴图，数值为100时表示完全反射，数值为30时表示以30%的透明度进行反射。一般最大值都为100（表示百分比值），只有“凹凸”贴图除外，它的最大值为999。对于“贴图”卷展栏的常用贴图方式将在后面的实例中陆续介绍。如图2-157所示是一张利用反射贴图制作的图片，可以作为对“贴图”卷展栏的贴图方式的参考。
图2-156“贴图”卷展栏
图2-157 反射效果
2.4.3 贴图类型
使用材质编辑器的第一步便是要了解什么是贴图。初学3ds max 2018的读者经常将贴图和材质混淆在一起，其实两者是一种从属的关系。贴图只用于表现物体的某一种属性，如透明或凹凸等。而材质则是由多种贴图集合而成的，最终表现出一个真实的物体。例如，制作玻璃材质，既要表现出玻璃的透明，又要表现出它的光滑和反射折射特性，而玻璃的透明、光滑和反射折射的属性便可以看作是3种不同的贴图。要完整地表现玻璃的材质，就要将这3种贴图集合在一起，这便是贴图和材质的关系。
在3ds max 2018中，贴图是由材质编辑器的内置程序生成或从外部导入的图案或图片，3ds max 2018共有42种贴图类型，在图2-158所示的“材质/贴图浏览器”对话框中可以对它们进行统一管理。
下面就来介绍一些常用贴图的具体作用。
1）Combustion：需配合Discreet公司出品的Combustion软件来使用，即可将Combustion的材质调入3ds max 2018中。
2）Perlin大理石：通过两种颜色混合，产生类似珍珠岩纹理的效果，经常用于制作大理石、星球等一些有不规则纹理的物体材质。
3）RGB倍增：主要用来配合“凹凸”贴图方式，允许将两种颜色或贴图的颜色进行相乘处理，来增加图像的对比度。
4）RGB染色：通过3种颜色通道来调整贴图的色调，省去了在其他图像处理软件中处理图像的时间。
5）凹痕：能够产生一种风化和腐蚀的效果，它被经常用于“凹凸”贴图方式，利用这种效果可以制作岩石、锈迹斑斑的金属等效果。“凹痕参数”卷展栏如图2-159所示。
图2-158 “材质/贴图浏览器”对话框
图2-159“凹痕参数”卷展栏
大小：控制凹痕尺寸及数量，系统默认值为200，图2-160a～c为在“贴图”卷展栏“凹凸”中指定“凹痕”贴图并设置不同“大小”值的材质效果。
图2-160 不同“大小”值的效果比较
a）“大小”为200 b）“大小”为400 c）“大小”为800
强度：控制凹痕的数量，系统默认值为20。
迭代次数：控制凹痕的重复次数，系统默认值为2。
6）斑点：产生两色杂斑纹理，常用于制作花岗岩、灰尘等物体效果。
7）波浪：产生三维和平面的水波纹效果。
8）大理石：产生岩石断层的效果，当然也可用来制作木头的纹理，其效果不亚于“木材”贴图。
9）顶点颜色：用于可编辑的网格物体，当然也可利用它来制作色彩渐变效果。
10）法线凹凸：它使用的是纹理烘焙法线贴图。可以将其指定给材质的凹凸组件和位移组件。
11）光线跟踪：这是一种使用率较高的贴图，但渲染时间比较长，一般在制作单幅效果图时使用。
12）灰泥：功能类似于“泼溅”贴图，常常用于制作腐蚀生锈的金属和物体破败的效果。
13）混合：将两种贴图混合在一起，通过调整混合的数量值来产生相互融合的效果。
14）渐变：产生3种颜色或是3种贴图的渐变过渡效果，“渐变参数”卷展栏如图2-161所示。它的参数解释如下。
图2-161 “渐变参数”卷展栏
颜色#1/颜色#2/颜色#3：颜色条块用来设置3个渐变区域的颜色，右侧的“无贴图”按钮用来指定贴图。
颜色2位置：设置中间色的位置，系统默认值为0.5。
渐变类型：分为“线性”和“径向”两种。
15）渐变坡度：可以把它看作是渐变贴图的升级，这是一种功能非常强大的贴图。它能产生多色的过渡效果，提供多达12种纹理类型，经常用于制作石头表面、天空及水面等材质。
16）粒子年龄：专用于粒子系统，根据粒子所设定的时间段，分别为开始、中间和结束处的粒子指定3种不同的颜色或贴图，类似于颜色渐变，不过这种渐变是真正动态的渐变。粒子在诞生阶段是第一种颜色，随着生长慢慢变成第二种颜色，最后在消亡阶段转变为第三种颜色，利用这个特性可以制作出动态的彩色粒子流动及礼花绽放的效果。
17）粒子运动模糊：它可以根据粒子的速度进行模糊处理，常配合“不透明度”贴图方式使用。
18）每像素摄影机贴图：可以从特定的摄影机方向投射贴图。
19）木材：能够产生木材纹理，经常用来制作木器、星球等物体。
20）泼溅：用于产生类似油彩飞溅的效果，常常用于制作喷涂墙壁、腐蚀和破败的物体效果。
21）棋盘格：产生两色方格交错的图案，常用于制作砖墙、地板砖等有序纹理。
22）输出：专门用来弥补某些无输出设置的贴图类型。
23）衰减：产生双色过渡的效果（当然也可以是两种贴图），经常配合“不透明度”贴图方式来使用，主要产生透明衰减效果，常用于制作水晶、太阳光、霓虹灯、眼球等物体；它还常用来配合“蒙版”和“混合”贴图，制作一些多个材质渐变融合或覆盖的效果。
24）位图：允许使用一张位图或视频格式文件作为物体的贴图图片。这是3ds max最常用的贴图类型，支持多种位图格式，包括AVI、MOV、BMP、JPG、GIF、IFL、PNG、RLA、TGA、TIF、YUV、PSD、FLC、RPF、FLI和CIN等。
25）细胞：用来模拟石头砌墙、鹅卵石路面或海面等物体效果。
26）烟雾：能够产生丝状、雾状及絮状等无序的纹理图案，常常用来作为背景和不透明贴图使用。
27）噪波：通过两种颜色或贴图的随机混合，产生一种无序的杂点效果，这是3ds max 2018材质制作中使用比较频繁的一种贴图，常常用来制作石头、天空等效果。
28）遮罩：使用一张贴图作为遮罩，通过贴图本身的灰度值大小来显示被遮罩贴图的材质效果。
29）漩涡：产生有两种颜色的漩涡图像（当然也可以是两种贴图），常用于模拟水中漩涡、星云等效果。
2.4.4 材质类型
材质是一个由多种贴图组成的集合体，并通过自身的结构和贴图方式来调配这些贴图，从而形成一个完整的物体材质。但是现实世界中的每一个物体本身的结构和属性是各不相同的，当在3ds max中模拟这些物体时，就需要材质能够将这些不同的特性准确地表现出来。为了达到这个要求，3ds max 2018提供了13种材质类型，如图2-162所示。每种类型的材质都有自己特有的结构和贴图方式，以表现现实世界中各种物体不同的特性。
图2-162 材质类型
提示：再次重申，物体最终的材质有可能是由多个不同类型的材质组成的，材质类型并不代表最终的材质，但在为一个物体制作材质时，首先要确定一种最适合它的材质类型。
下面就来介绍常用的几种材质类型的具体应用。
1）Ink'n Paint：专门用于渲染卡通漫画效果，利用它可以在3ds max中直接输出卡通动画。由于“Ink'n Paint”是材质，因此可以创建将3D着色对象与平面着色卡通对象相结合的场景，如图2-163所示。
2）变形器：配合“变形器”修改器使用，能够产生材质融合的变形动画。
3）虫漆：用于模拟金属漆、地板漆等物体效果，类似混合材质，但它的混合数值没有上限。
4）顶/底：为一个物体指定两种不同的材质，一个位于顶端，一个位于底端，中间的交接处可以产生过渡效果，而且两种材质在物体中所占的比例还可以调节。图2-164为使用“顶/底”材质制作的烧水壶效果。
图2-163 3D着色对象与平面着色卡通对象相结合的场景
图2-164“顶/底”材质制作的烧水壶效果
5）多维/子对象：用于将多个材质组合为一种复合式材质，分别指定给一个物体的不同次物体对象，但要为每一个次物体对象指定一个ID号，才能正确显示。
6）合成：用于将多个不同的材质叠加在一起，包括一个基本材质和10个附加材质，通过添加、排除和混合创造出复杂多样的物体材质。常用来制作动物和人体皮肤、生锈的金属及复杂的岩石等物体材质。
7）混合：用于将两个不同的材质融合在一起，根据融合度的不同，控制两种材质的显示程度。可以利用这种特性制作变形的动画，另外也可以指定一张图形作为融合的遮罩，利用它本身的灰度值来决定两种材质融合的程度。它经常用来制作一些质感要求比较高的物体，如打磨的大理石表面质感、上蜡的地板等。
8）壳材质：专门配合“渲染到贴图”命令使用，它的作用是将“渲染到贴图”命令产生的贴图再贴回物体造型中，这个功能非常有用，在复杂的场景渲染中可以省略光照计算占用的时间。
9）双面：可以为物体内外或正反表面分别指定两种不同的材质，并且可以控制它们彼此之间的透明度来产生一些特殊的效果。这种材质经常用在一些需要物体双面显示不同材质的动画中，如纸牌、杯子等造型物体。
10）外部参照材质：用于在另一个场景文件中参照外部某个应用于对象的材质。
11）无光/投影：它的作用是隐藏场景中的物体，而且在渲染时也无法看到。它不会对背景进行遮挡，但对场景中的其他物体起着遮挡作用，而且还可以表现出自身投影和接受投影的效果，如制作轮胎在水面上的投影效果。
2.4.5 课后练习
1．填空题
（1）______贴图类型，能够产生真实而完全的曲面反射效果。______贴图类型，能够产生模拟镜面反射的效果。
（2）通常使用______材质来模拟冰雪融化的山脉效果，使用______材质来模拟花瓶里外不同材质的效果。
2．选择题
（1）下列哪种材质专门用于渲染卡通漫画效果？（ ）
A.壳材质
B.双面材质
C.Ink'n Paint
D.双面
（2）单击下列哪个按钮可以在视图中显示贴图？（ ）
A.
B.
C.
D.
3．问答题
（1）3ds max 2018包括多少种材质类型？
（2）简述贴图和材质的关系。