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c4d利用法线贴图小技巧简化建模及增加真实性
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C4D R17 / 平面设计师 15:45:48
medium.jpg (62.96 KB, 下载次数: 0)
15:43 上传
我要阐述的问题只是一种思路和概念，没有涉及具体操作，没有基础的朋友最好先了解一下bodypaint以及C4D常规应用的基本常识，否则可能会看不明白。
以下内容是我长时间积累在记事本上的记录，不是一天写出来的，可能有些散，大家可以捡有兴趣的部分看看...
这个是关于法线贴图的一些另类创作思路，这一层是理论部分，着急看示例过程的朋友请直接前往下一层，大家都知道我们现在都是使用高模映射的方式来产生法线，好了，引出话题来了，继续...
是否3D模型细节都需要使用高模雕刻来得到法线贴图呢，
显然答案不会是绝对肯定的，就现有技术而言，雕刻并不等于最大效率，也不代表最低成本。当然，此处并非否认雕刻软件的价值，只是要我们思考一下，当前阶段是否有必要过于依赖数字雕刻技术。
以我们现有的软硬件平台设备而言，直接驱动雕刻后的高模来动画或是用于交互显然是不现实的，我想即便是能实现的一天资源也不会被如此滥用，特别是交互领域的应用（例如3D游戏）。
这样就产生了一个问题，我们使用雕刻软件来精心雕琢的模型转为法线之后，高模就没有再次的实际用途了，或者说是没有充分的被利用，只是充当了一个过程产物。
这个用途指的是广义上的，及真正体现其价值的应用，例如被最终用于CG渲染之类；大家不必为我这个说法来研究字眼错误或是语法问题，领会精神！呵呵。
我要说的是，在很多情况下，我们可以使用更廉价的办法来创建法线贴图，雕刻并不是法线贴图的唯一途径。
说道此先来阐述一下法线贴图的概念吧，观点是基于我个人经验的，如有错误或是跑偏还请大家纠正。
法线贴图目前常用的有两种模式，对象法线与相切法线，相切法线又称局部法线。至于二者的区别，过后细说，先看看法线与凸凹的效果与原理差别。
什么是法线（Normal）呢，法线即是几何体（三角形）正面的朝向，通过这个方向与灯光的角度来计算改几何体是否被照亮以及照亮的程度，
这是数字3D场景光影着色概念的基础。一个三角形在互相作用下通过平滑差值运算可以同时拥有最多三个方向的法线（实际还是一个），
如果用几何体描述法线的效果与几何体（三角形）数量是紧密相关的，代价比较大；
而法线贴图的做法是，用像素贴图来定义法线方向，即一个像素定义一个法线朝向，一个三角面上能包含多少贴图像素（与贴图大小、UV展开形式有关），就可以拥有多少条法线，这样既节省资源又可以做到快速运算，因此在交互行业得到大量的应用，在其它领域应用的例子也很多。
有一点需要强调，即法线贴图不会改变几何体的形状，只是一种贴图效果，因此不等于置换，至少目前如此（在这个技术更新频繁的念头加上这句话不吃亏）。
凸凹（Bump）大家应该都不陌生，其特点是比法线贴图廉价，但效果仅相当于一个ps滤镜，只适合描述特别细小的纹理。
说道此不得不提的一个问题，即二者在全局光之下的表现，因为全局照明应用愈来愈广泛，这个问题就越发值得我们注意；
全局照明是一种高级的模拟现实照明的计算，与传统的数字模型光影算法有较大差异，全局光照这个概念也由初期的与传统虚拟光源混用发展到今天的可以脱离传统光源，具体形式如纯HDRI照明或是其他几何体自发光照明,C4DR11版本这部分功能就得到了充分的加强。
业界知名的渲染器maxwell就是一个完全脱离了传统数字照明渲染的方式的典型。
在很多传统渲染器中，如果我们使用HDRI全局照明而未使用数字虚拟灯光,我们会发现一个问题，那就是高光效果消弱很严重甚至不见了！
高光消弱会连带影响凸凹贴图的效果，为什么呢（想起小沈阳了....）
主要原因还是传统的高光算法是基于传统的虚拟灯光的，纯HDRI照明未使用任何虚拟灯光，没有效果也就不足为奇了，如何解决呢目前方案有2个：
1使用传统光源来配合，至于方式可以选择分通道渲染后期叠加的方式比较好。
2这就是问题关键了，更加物理化的理解照明。即完全抛弃传统虚拟光源，代价是渲染成本的提高，不过这个提高在某些情况下是可以接受的。实现途径就是.....使用光线追踪来实现高光。
说到使用光线追踪很多朋友一定已经明白了，为大众能充分理解我再具体解释一下：因为数字技术的限制的长时间影响，光线追踪已经被大部分爱好者认为是镜面反射的意思而忽略了其本质；
光线追踪是从真实的角度来计算光线的弹射算法而非一种效果，抛开数字图形渲染技术给我们的影响。
现实世界中，高光和反射是同一种现象，被照射表面光洁度不同导致反射效果不同，表面粗糙的反射即为高光，表面精细的反射即为镜面。因此，我们可以使用光线追踪反射来模拟这些高光效果，模拟粗糙反射我们可以调整反射的模糊数值即可，尽管成本高些也是值得的。
绕了个大圈子回到法线贴图的主题，上述的种种负面影响的基本对法线贴图没有什么作用，因为法线贴图与凸凹不同，其完全改变了几何体表面的朝向，就等于从光线的角度完全改变了几何体的形状，这么说可能有点抽象，大家领会精神吧，
凸凹效果只能获得一种纹理细节，而法线贴图则可以改变几何体的光照模型，尽管模型的几何外形不会改变，但视觉效果已经很值得我们应用了。
法线贴图会使用到三个通道RGB的全部信息，而这三个通道分别代表XYZ三个朝向，加上黑白色调区分可以表达6个方向即x,-x,y,-y,z,-z。
至于法线贴图的术语与专业描述大家可以去网络上搜索一下，我就不多废话了，捞点干的。
对象法线，完全使用法线贴图信息来带替几何体原有的法线信息，平滑效果好，但只能支持刚性运动，不能支持几何体变形，即变形也没有正确效果，因此多被用于机械、房屋等不变形对象。
相切法线，将法线贴图信息与几何体原有法线叠加使用，比较常见，平滑效果取决于模型表面的光滑平整度，相切法线对模型表面的平整光滑度的要求是：越圆滑越好。
相切法线优点是可以支持几何体变形，因此多用于角色以及平滑精度相对较高的可变形对象。
C4D的烘焙模块目前只能生成全局法线，不过这不要紧，我们可以使用一款免费的第三方软件工具 xNormal轻松地转换全局与局部法线贴图，大家可以去官方网站免费下载
下面我们来具体实例应用一下：既然说道了雕刻并不是法线贴图的唯一途径，那就意味着我们接下来的示例中将不会使用第三方雕刻类软件。
具体思路还是基于绘制法线贴图的，有个出来不久的强悍雕刻软件 3D-Coat，其中有种笔触工具可以直接以雕刻的形式来绘制法线贴图；
但这和我这个示例有些不同，原因之一就是目前c4D的BP还不可以直接在绘制中交互预览法线贴图效果，不过这对于我要说明的问题影响不大，呵呵。
我这里提到的绘制法线概念主要是基于全局法线的，全局法线绘制概念对于简化建模非常有帮助，特别是场景、物件类对象。例如分体建模的情况，这种情况下，现有雕刻软件也很难处理好不同物件交叉的边界。
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15:44 上传
这是一个水泵电机组的模型，上方原模可以看到，很粗糙，这种程度初学者都可以轻松做出来，在这个例子中模型只是多边形poly而已，没有使用细分。
依次向下展示了法线贴图后的效果，而我只是使用了C4D的烘焙工具来产生全局法线贴图，然后有对贴图进行了修饰：
主要是针对锐边部分进行了模糊处理，手动模糊带来的自然地不平整恰好增强了真实性，这个即使使用细分面建模也很难做到这一点，再者细分面代价要比这高得多，制作难度大，渲染负担重...除非有必要和价值，否则轻易使用细分曲面建模只会给自己带来更多疲劳和困扰。绘制法线的做法非常适合场景，例如不平整的土砖强，墙壁与地面衔接处理等等...
请看细节对照：
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这是我专门为此贴而作的一个例子，一个焊接在方板上的螺杆，属于土加工零件，所要强调之处就在于焊点的处理，大家看左上方的线框白模，螺丝杆、焊点、方钣是三个没有任何相互瓜葛的poly对象，只是简单的交叉在一起，而使它们看起来是一体的诀窍就在于法线的处理，这个是很有意思的，至少目前如果想从建模上实现这一效果那就要费很大功夫，即便是用模型直接做出来这种最终形态，也很难再轻易的灵活分开，自由度差了很多。
最重要的是我们必须考虑效率问题，烘焙并简单修饰一下法线的工作量大家都可以接受，但这种类型的物件还不值得大家耗费精力去进行高精复杂建模。
焊点上的纹路是我后来绘制的，做到这一点只需要了解各个方向的法线色彩并加以灵活运用就可以，颜色是直接在模型其他位置上取来的，所以并不需要人为记忆什么色彩信息。
UV的处理现在基本就是点几个钮的事，只要注意最终模型表面像素大小基本平均就可以了，使用自动适配会使这个工作简单化，细节就不多说了，一说就没完没了，不了解的朋友多找找教程吧。
用到的部分工具：
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绘制前后实际效果对比：
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要在视图中直接实时预览法线效果，那就使用增强OpenGL模式（视图显示 菜单中），6600以上的显卡基本就OK了。
在视图显示交互方面会遇到一个问题：
C4D默认的视图纹理预览尺寸太小，根本看不清效果，需要设置一下，大小按你自己的实际情况选择：
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最近怎么一发帖就是长篇大论，只是粗略描述就这么多字....难道说我变罗嗦了？
OK，做个总结，本案的思路很显然只是给C4D用户的，比较适合3D游戏模型制作领域，对于场景与物件，机器类的元素对象非常适用，将会在建模复杂度与工作效率上取得一个很好的平衡，当然这并不是能取代雕刻软件的，只是能解决一些很特别的问题，例如，本案的情况（分体元素保持光滑连续）现有的雕刻软件也很难做到呢。
当然我提倡的主导核心还是......提高工作效率！
问题补充：
以下是回复大家在该帖子中的一些细节提问，为方便大家阅读，整理如下：
1.关于如何将法线贴图显示出来并绘制的方法：
前提---把烘焙的材质（C）复制一个（文中代号D），把复制的材质（D）法线贴图贴到自发光通道，其它通道全部取消，包括颜色通道。
方法1.复制当前网格物件，这样就有两个同样的网格对象A和B，设置A为只在视图显示，B只有渲染显示；把材质C赋予对象B，把材质D赋予对象A。
方法2.不必复制网格物件，将材质C、D标签都放到A物体上就行，不要设置材质叠加。要使用哪个只要颠倒标签顺序即可，临时点击也可以，这里灵活运用的空间很大，具体就按个人习惯做...
C4D R17 / 平面设计师 15:45:48
全部评论（1）
12:07:30：
拿去学习了，很nice&&
Maxon Cinema 4D
adobe Photoshp
adobe Illustrator
adobe InDesign
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为什么会这样啊 用Bitmap2Materia输出的法线贴图效收藏
(图1)为什么是这样啊(图2 图3)这样的材质有问题吗？ 试过把法线贴图直接贴在法线上 还是这样 (图4 图5)于是我重新做了个... 怎么在这里看起来边缘还是黑色的(图7)这次正常了 不过貌似反光缺了点 求各位大神教下 怎么用Bitmap2Materia算出法线贴图不会出现这种错误？或者怎么看是不是正常的 比如第三张 在Bitmap2Materia里看起来是不对的 但是导入后是正常的 上一次我做的时候我记得在Bitmap2Materia里看起来正常的 结果就是图1那样子顺便问下 3DMAX用了UVW展开并塌陷后有方法复原吗？ 不小心把几个要上贴图的模型的贴图通道给展开了 贴图全乱了
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我靠！ 度娘不让我发原图 发原图就当广告贴秒删！！！ 只能用手机发度娘压缩过的图 还模糊的要命！！
没人吗？顺便问下 3dmax模型导入的时候必须要整理uv的贴图通道吗？ 我有个模型没整理导入贴图一块正常 一块拉伸
。。。。。怎么说呢
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