基于Maya軟件的貴重非金屬材質(zhì)研究

張花馗 井慧娟

摘 要： 通過分析珠寶、玉石等貴重非金屬材質(zhì)的特性，結合Maya軟件的材質(zhì)系統(tǒng)技術，逐步剖析，以基本白玉材質(zhì)為基礎，添加紋理，從而完成天然紋理白玉的材質(zhì)設計，最后通過提高“潤澤度”達到羊脂玉材質(zhì)效果。這一獨特制作工藝的實現(xiàn)，為貴重非金屬材質(zhì)的虛擬實現(xiàn)提供了很好的策略。

關鍵詞： Maya； 材質(zhì)系統(tǒng)； 貴重非金屬； 渲染

中圖分類號：TP37 文獻標志碼：B 文章編號：1006-8228（2013）05-41-02

Research on precious non-metallic materials based on the Maya software

Zhang Huakui1， Jing Huijuan2

（1. College of Computer and Communication， Hunan University of Industry， Zhuzhou， Hunan 412007， China；

2. College of Science and Technology HNUT）

Abstract： By analyzing the characteristics of the jewelry， jade and other precious non-metallic materials， combined with the Maya software material system technology， gradually profiling by the basic white jade material basis， adding texture to the complete the design of the natural texture of white jade material， and finally improve hydration to achieve the suet jade material effect. The realization of this unique production process provides a good strategy for the virtual realization of the precious non-metallic material.

Key words： Maya； material system； precious non-metals； rendering

0 引言

Maya軟件是近年來CG領域的一個重要的開發(fā)工具，廣泛用于商業(yè)產(chǎn)品廣告開發(fā)、三維影視創(chuàng)作、網(wǎng)絡游戲開發(fā)、軍事仿真模擬器的開發(fā)等領域。在這些領域里，對其中的對象物件越來越強調(diào)實現(xiàn)效果的真實性和超真實感，在虛擬空間里的實現(xiàn)效果，其材質(zhì)的實現(xiàn)難度越來越大，但是需求越來越迫切。例如，常應用于玉石、珠寶等半透明高質(zhì)量材質(zhì)，在時下還沒有一套通用的方法來完全囊括這方面材質(zhì)的制作。本文做一些這方面的研究，以推動珠寶玉器等材質(zhì)技術的發(fā)展。

1 貴重非金屬材質(zhì)及其特性

在文獻[1]中對于貴金屬材質(zhì)的制作已作了一些研究，本文將對珠寶、玉石等貴重非金屬的材質(zhì)進行研究，這些材質(zhì)具有不同于一般半透明材質(zhì)的非均勻不透明性（含有瑕疵），還具有其不同于一般半透明材質(zhì)的貴重質(zhì)地，特別是“珠圓玉潤”的特點難于把握，從這些方面可以看出，珠寶玉器的材質(zhì)制作是比較難于掌控的。下面對貴重非金屬白玉材質(zhì)特點加以分析并擬出思路。

對于玉的衡量指標有很多，我們主要分析以下三項：顏色、透明度、光澤度。白玉的顏色是白色，透明度處于半透明與微透明之間，光澤度主要反應玉石表面對光的反射強度。在這三項指標中，光澤度是最難表現(xiàn)的?！肮鉂啥取钡纳{(diào)有這樣的特點：一般色調(diào)偏冷則白玉質(zhì)地就偏硬，如漢白玉等；如果色調(diào)偏暖則白玉質(zhì)地偏軟，如羊脂玉等。下面對溫潤的白玉材質(zhì)做一次制作實踐。

2 貴重非金屬（羊脂玉）材質(zhì)的技術實現(xiàn)

2.1 基本白玉材質(zhì)的打造

首先在場景中創(chuàng)建一個物體對象，然后，在Hypershade[2]（超級材質(zhì)編輯器）中創(chuàng)建一個Phong材質(zhì)，修改其屬性，將Color（顏色）設置為黑色，Cosine Power（余弦次方）設置為：50，Specular Color（鏡射顏色）：純白色。點擊Phong材質(zhì)球的Incandescence（熾熱值）屬性后面的圖標，創(chuàng)建一個ramp1紋理節(jié)點，調(diào)節(jié)其Type為V ramp，Interpolation為smooth（光滑），在漸變色塊區(qū)選擇兩個點：一個點在色塊的最上端（色點1），另一個點在色塊上方1/3處（色點2），去掉其2d紋理坐標節(jié)點，創(chuàng)建一個Clear Coat，將其out Value（輸出值）與ramp1紋理節(jié)點的V Coord（v坐標）屬性連接，接下來就是為Ramp 節(jié)點上的（色點1）和（色點2）創(chuàng)造具有白玉特點的復合紋理了。

2.2 為基本白玉材質(zhì)添加紋理后變成帶紋理的天然白玉材質(zhì)

我們來分析一下玉石的紋理特點，玉石首先它是一種天然的石頭，具有天然石材的紋理特性，因此，需對基本白玉材質(zhì)添加天然石材紋理，從而變成帶紋理的天然白玉材質(zhì)?？梢栽?d紋理中的天然石材紋理中尋找，比如Crater（火山巖）[3]、Marble（大理石）等，還可以用Solid Fractal（固體分形紋理）為玉石添加一些效果。下面來實際制作上述紋理。

創(chuàng)建一個Ramp2紋理節(jié)點，去點其紋理坐標，調(diào)節(jié)其Type為V ramp，Interpolation為linear（線性），在色塊最上端創(chuàng)建一個色點，其顏色為（H：0，S：0，V：0.6），然后在其下方1/8處創(chuàng)建另一個色點，其顏色為（H：50，S：0.140，V：0.62），再創(chuàng)建一個Solid Fractal（固體分形紋理）節(jié)點，將其OutAlpha與Ramp2紋理節(jié)點的V Coord連接，適當調(diào)節(jié)Solid Fractal（固體分形紋理）節(jié)點的相關參數(shù)，使紋理有被拉伸的效果。為了使玉石的紋理更加復雜、真實，可以再用LayeredTexture[3]（層紋理）為其添加一個Crater（火山巖）紋理，并且調(diào)整其3d坐標節(jié)點的Scale縮放值為2、1、20；調(diào)整Crater（火山巖）紋理的Channel1至為（H：0，S：0，V：0.45），Channel2至為（H：0，S：0，V：0.62），Channel1至為（H：0，S：0，V：0.5），其他項目可以做微調(diào)。

然后將Crater（火山巖）紋理拖入LayeredTexture（層紋理）屬性框中，設置其Alpha：0.1，在將Ramp2紋理節(jié)點也拖入LayeredTexture（層紋理）屬性框中Crater（火山巖）紋理之后，設置其Alpha：1.0。至此，我們?yōu)橛袷呀?jīng)做完了一個紋理效果，這個紋理效果可以直接接在Ramp1紋理的色點1或者色點2上面（但是最好不要同時直接連接在兩個色點上），對此，可以將LayeredTexture（層紋理）連接在色點1上，然后再創(chuàng)建一個乘除節(jié)點（開啟乘法功能），將LayeredTexture（層紋理）的OutColor與乘除節(jié)點的Input1連接，調(diào)節(jié)Input2參數(shù)為（1.1，1.1，1.1），最后將乘除節(jié)點的Output與色點2的Color連接，白玉材質(zhì)節(jié)點網(wǎng)絡完成，如圖1所示。

圖1 帶紋理白玉材質(zhì)節(jié)點網(wǎng)絡

2.3 為天然白玉材質(zhì)提升“潤澤度”

如果要加強白玉的“潤澤度”，可以在此基礎上添加Anisotropic[3]（各項異性材質(zhì)），將其透明度調(diào)為1，Color調(diào)為黑色，其他屬性可以適當調(diào)整，再創(chuàng)建一個Layered shade[3]（層材質(zhì)），將增強“潤澤”效果的Anisotropic（各項異性材質(zhì)）拖入Layered shade（層材質(zhì)）中，然后拖基本玉石材質(zhì)球Phong1到Layered shade（層材質(zhì)）中的Anisotropic（各項異性材質(zhì)）后面，至此天然白玉材質(zhì)就變成了羊脂玉材質(zhì)了。注意高光顏色為暖色，如圖2所示。

圖2 羊脂玉材質(zhì)節(jié)點網(wǎng)絡

要得到完美的效果，除了上述材質(zhì)技術外，還要結合場景布光、渲染器的選擇及其參數(shù)設置、渲染策略的使用，以及精心的參數(shù)調(diào)節(jié)等。將材質(zhì)賦予對象，所制作的羊脂玉瓶效果如圖3所示。

圖3 羊脂玉瓶

3 結束語

通過對貴重非金屬羊脂玉材質(zhì)的制作實現(xiàn)了以下突破：一是利用Incandescence（熾熱值）來調(diào)節(jié)紋理，充分利用其“熾熱”的特點模擬出玉的“貴氣”；二是結合ClearCoat[4]（其專門用于制作汽車烤漆的節(jié)點）和Ramp節(jié)點進一步的優(yōu)化了玉的貴重之氣；三是在一般白玉材質(zhì)的基礎上，加入了Anisotropic（各項異性材質(zhì)）的高光作用效果，增強了白玉的潤澤度，“水頭”更足，以及調(diào)整高光顏色的冷暖，完成貴重非金屬“羊脂玉”的材質(zhì)效果。上述技術對于其他貴重非金屬材質(zhì)的制作有一定的可移植性。要得到更逼真的效果，還需要對材質(zhì)、光線、環(huán)境等相互作用因素做進一步研究，而且，還要從多方面做更多的思考和研究。

參考文獻：

[1] 張花馗，井慧娟.基于Maya軟件的貴重金屬材質(zhì)研究[J].計算機時代，

2012.10：40-41

[2] Autodesk公司，張彩霞，朗亞妹譯.Maya的藝術（第一版）[M].人民郵電

出版社，2011.

[3] 王以斌.Maya材質(zhì)、貼圖與渲染精粹[M].機械工業(yè)出版社，2007.

[4] 張昶，李志豪.CG演繹——Maya 2008超現(xiàn)實光與材質(zhì)深度解析[M].

人民郵電出版社，2008.