初学者对位移和凹凸贴图的指南

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如果您是CGI的新手,您可能会觉得在一系列令人眼花缭乱的软件中有太多的工具可供选择。通过打破CGI中的所有内容,我想让艺术家了解哪种工具最好。考虑到这一点,让我们通过查看凹凸和置换贴图来探索材质和着色器。但首先,让我们看看为什么这些地图与法线贴图不同。

凹凸贴图和法线贴图有什么区别?

在之前的一篇文章中,我看了一下法线贴图,这是一种用于为模型添加额外细节的图像映射。

还有其他图像地图类型可用于添加细节和浮雕3D艺术:凹凸和置换贴图。这些都使用黑白图像为模型创建浮雕数据,与法线贴图的复杂三色排列相比,使得在任何2D绘画应用程序中创建和操纵凹凸和位移图像更加容易。

凹凸和置换贴图之间的区别在于它们如何显示浮雕。

凹凸贴图如何工作?

凹凸贴图是最古老的图像贴图类型之一(法线贴图来自凹凸贴图),并且已经使用了几十年来为模型添加表面浮雕。凹凸贴图不是非常耗费资源,使其成为各种救援工作的热门选择。

凹凸贴图的捕获是它们无法渲染角落或边缘细节,这使得它们在某些情况下成为问题,例如将砖细节添加到角落边缘。凹凸贴图是迄今为止最容易管理的浮雕图像类型,因为它们几乎适用于任何表面,无论几何形状如何。

置换图有什么作用?

位移贴图虽然可以从与凹凸贴图相同类型的图像中导出,但功能更强大。它们可以真正地将几何体变形到边缘细节并使其包括边缘细节,使其成为更广泛用途的理想选择,例如地形创建(有时位移称为高度变形的高度图)和细节建模。

位移贴图不常用的原因是它们可能是计算密集型的,并且它们倾向于喜欢使用高分辨率几何体,这可能使它们不适合某些任务。

无论哪种方式,了解凹凸和置换贴图将使任何艺术家能够为他们添加细节楷模比通过其他基于图像的方法更快速,更直观。

何时使用凹凸贴图

A 3D tube with a black and white chequerboard bump map

凹凸贴图修改几何体的曲面

最简单的是,凹凸贴图仅修改几何体的曲面,而位移贴图实际上是在改变几何体。凹凸贴图非常适合在低多边形对象上添加大量低浮雕细节,因此由于凹凸贴图,单多边形墙可以显示数百块砖块。

当需要显示边缘细节时,这可能是一个问题,因为凹凸贴图不适用于侧面细节 - 它只显示真正的底层几何体。

何时使用置换贴图

A 3D tube with a black and white chequerboard displacement map

置换贴图会改变几何体本身

位移贴图是一种非常强大的技术,因为它们可以直观地允许使用简单的灰度图像添加模型细节。一个完美的例子是它们被用作创建景观高度数据的简单方法。

由于置换贴图(有时也称为高度贴图)正在修改底层几何图形,因此它们需要比凹凸贴图更高分辨率的网格,这可能会使它们使用起来更慢。但它们可以产生惊人的效果。

结合地图

A 3D tube with a black and white chequerboard bump and displacement map

结合两张地图以增加真正的浮雕效果

凹凸和置换贴图可以彼此结合使用。例如,使用置换贴图为景观添加真正的浮雕时,可以使用凹凸贴图向曲面添加额外的噪点。

这使得一些计算重量远离位移图,从而允许更快的性能,从而可以忽略不计的图像丢失。了解使用凹凸和置换贴图的时间和位置的属性可以从根本上改善模型和场景。

地图之间的高度差异

An undulating 3D plane

务必仔细检查外部软件带来的置换贴图

两张地图的高度都不同,因为每张地图背后的基础科学。但是,对于所使用的软件也是如此。当从外部绘画程序或其他渲染软件引入时,位移贴图尤其应该在最终渲染软件中进行双重检查;它们的显示方式可能存在差异,尤其是不同的几何级别。在对特定场景或所需模型进行测试之前,不要假设任何事情。

创建自己的凹凸贴图和置换贴图

A brick wall texture with a bump and displacement map

地图颜色有助于表示高度和深度

凹凸和置换贴图最好的一点是视觉上它们是有意义的,白色区域通常表示最高区域,黑色表示最低区域,50%灰色等于没有变化。

这意味着虽然像Bitmap2Material这样的应用程序可以很好地猜测创建浮雕,但有时候使用2D图像应用程序会更好。使用高通滤镜可以很好地开始创建浮雕贴图,然后可以使用传统的2D绘制绘画技巧

本文最初发表于238期 3D世界,CG全球最畅销的CG艺术家杂志。 购买问题241 要么 订阅3D World

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