金属的贴图和设置

很多人因为金属的贴图和设置方面有很多不明白的地方。特别是不锈钢类的材质。这里谈一点体会。

金属的外观工作原理：

金属是一种具有大量自由电子的的物质。这样在金属的表面游离着一层不会逃逸的自由电子，自由电子的多少和受金属原子的大小限制也很大，其中金属键的强弱起很大的作用。这样，各种不同的金属具有自己不同的光泽和色彩。所以，在MAX中，有一个材质shader 是专门用来模拟金属物体的，从重金属到轻金属，任何金属物体都能模拟。如果你模拟不出来，那么请打一下自己的耳光，检查一下自己是否把MAX搞明白了，是否知道了物体的表面特性的实际知识。

金属分有色金属和黑金属两重。比如黄金属于有色金属。铝、铁等是黑金属。有色金属的diffuse色彩就调成金属的固有色。如果使用standard材质就要根据反射贴图的强弱调整，（diffuse的亮度÷2.55）+反射数值=100为真实情况。如果需要增强贴图来减少真实灯光布置的工作量，那么这个树脂可以高于100。黑金属则把diffuse调整为黑色或灰色，如果你想成为高手，请把它调整为黑色。因为黑色的DIFFUSE才是最真实的。

有些金属表面有生锈、污渍等东西。必须使用混合贴图和一层一层的蒙板来完成。这里不予讨论。这里要讨论的是解决光洁的金属表面。如果使用raytrace材质，那么就用考虑“（diffuse 的亮度÷2.55）+反射数值=100”，因为计算机自动把raytrace设置成真实的物理计算。反射提高，diffuse就降低。如果有折射存在的话，先反射后折射最后剩下的就是DIFFUSE的作用了。如果不是必要，请不要使用raytrace材质。虽然它调整起来工作量小，但是它需要较真实的环境和大量的渲染计算量。

金属的高光决定了金属的色泽（重金属和轻金属）。金属的颜色决定了是否为有色金属和黑色金属。如此之外，金属最强烈的视觉效果就是反射。如果你的场景足够真实，灯光足够丰富，并且能够有充足的时间来计算和渲染你的场景，那么请使用raytrace贴图做反射。（standard材质）否则，这里就要用另一种方法来模拟。

另一种模拟就是贴图模拟。可以在reflection中使用一张贴图，并模糊掉。这个技术在很早以前就存在了，并一直存在与MAX自带的材质库中。你们可以去看看。

但是这个技术有一个问题，用于曲面光滑的物体效果很不错。用于平面如BOX物体就根本不象不锈钢。

发生这个问题的原因是因为那张贴图太小了，内容过于稀少。而且现实中很少有非常平的面。如果能够看到非常平的金属表面，它实际上表现的更象一面镜子。只不过，平金属表面常有加工的痕迹，一般都是圆周型的，所以你可以在上面看见扇形的高光，类似于光碟的扇形色彩。如果一要模拟平面的金属，那么你需要一张非常大的非常丰富的而且有一定要求的图片。

非常大的，丰富的图片，最好的就应该是一张360全景照片。并使用圆柱或者球形的环境贴图坐标。使用360全景照片，仍然不能满足一些要求，比如天空，在真实情况中，天空具有及其强烈的照明效果。这样，当这张图片反射在物体表面的时候，仍然会有所失真。因为亮度需要高的地方无法达到要求。毕竟一张图片最亮的地方才255。这样，就需要在output的选项中调整各项数值，让MAX能够模拟出高亮度动态信息图片。这就是很久以前传说中的

MAX内置的HDRI。不过能用好OUTPUT这个东西的人很少。很少很少。至少在我所见过的一些所谓高手中没有几个人在真正地用。他们认为这个只是在调整图片的色彩亮度方面起作用，还不如在photoshop中来的简单，效果好。可是他们却忘了，photoshop可能输出亮度大于255的图片吗？max的output就可以。

终于有一天，网络上流行一个叫HDRI的格式的图片。他实际上就是一个球形的全景图，并且在图形的各个部分分布了亮度的数值倍数。比如天空，基本亮度为230，那么当他起照明或反射作用的时候，可能乘上多倍。这样HDRI图片就具有高度的亮度信息，可以用来做完整的环境贴图和环境照明用灯光。HDRI一点都不神秘。如此而已

其实只要很系统的学习过MAX，你就会发现解决这个问题是及其轻松的事情。

我们只要想到，反射周边物体的时候，用真实的计算方法（raytrace），当没有东西反射的时候，再用这张贴图，不就完了吗？那么如何做到呢？

在raytrace贴图设置中，只要简单地把背景反射改成一张HDRI贴图即可。HDRI你可以自己使用全景图片+OUTPUT调整，也可以使用现成的。

如下图：

已经说过，使用Raytrace计算方法会带来巨大的计算量。当然这也是可以解决的。

你可以估计物体可以反射的东西，当一些反射的场景物体过于复杂，并且在某个镜头的时候不需要反射，或者说他在反射当中的作用可以忽略不计，那么，你可以从反射中排除。如上图所示，去掉visible to reflection/refraction选项就可以

遗憾的是，MAX并不提供这样的一个功能：一个物体对A反射计算无效，对B计算反射有效。这样的话，如果一个物体对于A物体反射可以忽略，但对于B物体反射很明显，并且A和B互相发射也很明显，那么，你就不可能在MAX的SCANLINE渲染器中完成对A反射无效但对B反射有效的设置。因为MAX无法作到。这时候你可能需要分几个层次输出，并到后期软件如Combustion中去合成。这样当然是可以做到的。不过你就别想在MAX中一次完成。因为目前那是不可能的。

实际上，要完成一个完美的复杂的金属材质是需要很多步骤的。这里写的这些东西不是必须的规则，如加勒比海盗中的海盗法典一样，它更象是一个guide（指导）。如果你不能深入了解MAX的材质编辑器的各种作用，而且不对生活进行细致的观察，没有比较牢固的自然科学根基，那么，你是无法成为一个材质高手的。

在raytrace depth中，有一个控制选项叫Maximum Depth，我们发现它已经被设置成9。

9是什么意思呢？

表示反射加强了9次。比如两面平行的镜子，如果设置成0，那么你就只会在对方中发现一个镜子的图像。如果设置成1，就会发现有2个，……，设置成9，就会发现有10个反射。一般来说，对于曲面物体，反射超过3（4个反射图像）就不非常丰富。如果你设置成9，那么就会多出3倍的计算量。折射也会加上3倍，考虑到相互影响，反射和折射混合计算，就会再多出3*3倍的计算量。这样，3和9的数值设置最后会相差18倍的计算量！

你考虑一下要不要降低这个maximum depth的数值。

如果一个物体是个凸体，那么enable self reflect/refract选项并不怎么重要。如果物体是个凹体，这个选项将导致你的光线跟踪计算量程几何级数增加。除非对一个自反射/自折射物体进行特写渲染，否则请一定要关闭这个选项！