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【重磅翻译】关于凹凸,法线和置换贴图,终于讲清楚了(houdini15.5最新翻译文档-材质卷)

 cghunter 2021-04-16

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利用零碎时间,走上超神之路!


首先给打赏过的朋友道个歉,公司突然来了一个紧急的任务(也不是一次两次了)又是那种要全副精力应付的事情(应为下个月就要交货)材质翻译篇要推迟多一天发布~因为小编发现还可以加点内容,感觉对大家也算是一种负责(因为帮助文档里面有时候会穿插和跳转到其他页面);不过先给大家分享一个非常不错的知识点:

以前学习maya的时候就知道学到过法线贴图可以选择切线tangent方向,物体坐标和世界坐标,但是一直不知道区别,反正一直都选择tangent切线方向;当然还有更深入的关于取值范围【-1-1】还是【0-1】还有gamma值的设置,置换贴图与法线的关系等等,很多都只是记住,而不知道为什么;终于在翻译houdini15.5材质贴图篇的时候找到了这个详细说明,希望对大家有帮助


通过法线,凹凸,置换贴图添加细节

预览

法线,凹凸和置换贴图用来给低模创建高细节模型的假象的一种方法,是在渲染/显示的时候增加细节显示;

在下面这个图片里,左边的头部模型是低分辨模型,中间头部是一个高细分高精度模型。最右边的模型是通过高细分模型生成的法线贴图运用到了低模上面的效果。这个基本上和高模质量一样。

不同类型的细节贴图都有利弊

法线贴图和凹凸贴图:

法线贴图和置换贴图是通过在渲染的时候改变法线来添加家的细节效果,这个不需要额外添加模型,这让可以更加快速和减少内存使用;

凹凸贴图通过黑白灰通道存储高度色阶

法线贴图存储矢量作为RGB颜色贴图

因为他们仅仅改变的是法线,他们对物体轮廓并不会产生影响。比如,如果你给一个球体添加法线贴图,你可以让这个小球的表面区域看起来很粗糙,坑坑洼洼的效果,但是轮廓边缘还是完美的平滑效果。

置换贴图

置换贴图在渲染的时候是真实的添加细分模型。渲染器对现在的模型进行细分然后把细分后的模型依据贴图进行置换处理。

置换贴图沿着法线部分存储是高度差,类似与凹凸贴图;

矢量置换贴图存储偏移矢量,当做RGB,这个矢量可以是切线坐标,物体坐标或者是世界坐标;

与沿着法线置换的效果对比,矢量贴图可以让部分模型弧形变形覆盖相邻的模型

对比


凹凸贴图

法线贴图

置换贴图

内存使用

内存用于贴图方面,主要灰度

内存用于贴图,主要RGB通道

使用更多的内存 16/32位图片,避免捆绑。对于大量细分模型内存占用大

渲染速度

有点减慢,需要多重贴图采样精度

更快,单一贴图采样

raytracing/PBR渲染更慢,因为细分多边形

开始时间

贴图加载时候的影响

贴图加载时候的影响

渲染需要先细分,严重影响开始渲染呢时间

艺术工作流程

2D软件中很容易处理,不过效果不理想,可以直接从高模中烘焙

需要特定的绘制工具或直接从高模中烘焙

类似与凹凸贴图做法

如果渲染器使用的是micropolygon不带raytracing,那么使用置换贴图渲染开始时间会加快很多;

如何

目标

方法

生成一个细节贴图

使用backe texture rop节点在渲染中作为一个额外的图片平面导出贴图

使用细节贴图

Principled shadermantra surface 材质都有特定的参数来加载细节贴图。

在自定义材质中使用细节贴图

使用displace/displace Texture VOPS

法线贴图格式

你可以有多种方式存储法线贴图。不幸的是,没有要给很明确的标准。所以mantra渲染器有一些不同的选项来处理不同的格式;

Vector space 矢量空间

Tangent space 切线方向

基于模型面切线空间来存储法线,模型发生形变的时候结果依旧正确,比如角色蒙皮动画。

World space 世界坐标空间

基于世界坐标空间来存储法线。如果物体表面移动或者变形,在物体上看来其会有空间滑动。这种法线贴图仅仅只能对于静态物体,世界坐标的法线贴图比切线贴图更好的保持边缘角度硬朗;

Obejct space 物体坐标体系

基于物体transform移动来存储法线贴图。物体可以移动,但是变形还是会出问题;

[0,1]VS[-1,1] 法线贴图矢量的取值范围一般来说是[-1,1]的范围;

由于对于负值比较难处理并且对于某些图片格式不能存储负值,很多应用在最终保存图片的时候通常会重新重新适配到[0,1]的范围。

当使用这种方式存储格式的贴图渲染时候,让mantra shadernormal space参数保持默认的0-1

但是比如ratexr这样的图片格式可以存储法线信息的范围是[-1,1].所以你可能有时会遇到这样的格式,那么这样就要设置Normal space-1-1

反转XY

有些贴图导出图片的时候会让Y轴,很少情况会X轴进行反转。使用mantra 材质上的Flip YFlip X来进行校正

颜色空间

你应该吧贴图存储为线性颜色空间。如果你保存以原本sRGB(比如tiffJPEGPNG格式)空间的图片格式,你需要避免对这些图片应用gamma校正;

如果你通过Composite ROP节点输出细节贴图,关闭 Convert to image formats colorspace 转化图片格式的颜色空间选项

如果你通过Texture VOP加载图片,设置颜色空间为Linear来避免gamma颜色校正;

如果你在合成器中通过file COP加载图片,关闭Linearize Non-Linear images 线性化非线性图片

从一个高度贴图中创建一个切线方向的发现贴图

你可以在houdini的合成模块中通过高度(或者置换贴图)贴图来创建一个切线反响的发现贴图

1在何处模块通过file cop节点加载高度贴图,关闭linearize Non-linear image选项(避免gamma校正)

2添加一个Graident COP节点

设置Graident Typedisplacement,然后ouput输出为Normal map法线贴图

使用scale参数来调整normals。置换贴图缩放强度的倒数是个非常不错的值(1/maximum displacement

添加一个ROP file output输出节点,设置output filename输出文件名字关闭convert to image Formats colorspace 来避免gamma校正;



翻译目录

使用材质

材质基础

材质面板:让你交互式给物体和面赋予材质

覆盖材质参数和属性

OpenGL材质

编译材质网络提高效率:你可以预先把材质编译为数据资产,可以加速渲染;

贴图和UV

贴图

使用法线,凹凸和置换贴图增加细节

转化图片文件

Ptex贴图

烘焙贴图

创建材质

图层材质

创建材质教程

VOPs

调节贴图的值

大师级别

材质样式列表

在VOPs中的循环和条件

其他渲染器

Renderman 材质

RIS

土豪小礼物

官网关于材质的高清视频教程,配合帮助文档一起学习,同时附加CG猎人材质学习笔记一份~


包含了官方大师班 的材质课程和最新的houdini15.5的材质渲染全流程入门,基本上配合帮助文档学习完就可以对材质完全入门了~~

翻译特点

1保留英文原版,基本上就是一页中文一页英文,方便大家对照学习

2基本上都是按照小编的理解来翻译的,翻译减少了重复的内容(比如每次写如何创建基本粒子系统,但是英文是保留的)并且加上了小编的一些注解和插图(所以有可能英文版本没有,但是小编决定有必要加上的)


之前有不少同学向小编反应说想要一些材质渲染的翻译和教程,这个现象挺好的,说明已经有部分同学已经进入到houdini的学习状态了,而不是仅仅看着表面的特效,觉得特效炫酷就一股脑子去学特效,这都是很表面的阶段;因为即使你特效动态做得再好,不会渲染还是出不了效果!更何况houdini不仅仅是特效软件,还有模型,MG动画等,无论哪些部分,最后面还是得靠材质渲染输出;小编实际上也是从模型,材质,渲染这样走过来的,到现在才开始研究特效部分;有很多渲染需要讲究的地方:

1基本属性设置 pscale,width,Alpha等等(为什么我渲染粒子那么大,为什么没有体积感?)

2材质属性覆盖:color,specular,reflection等等

3exr渲染边界框的问题处理(如果你用nuke合成没问题,但是用AE就死定)

4分层多通道处理(颜色层,发射层,AO层,还有景深和运动模糊通道等等)

5渲染引擎的切换(为什么我视图中看到和最终渲染效果不一样?为什么最终渲染为文件什么内容都没有?)

6如何渲染运动模糊和景深效果?

7如何做物体遮罩,如何获得影子通道,如何强制渲染某些物体?

8如何创建我自己想要的材质,如何使用自定义属性到材质中

...........

这些问题不仅仅模型场景渲染遇到,在特效中也经常遇到,就是一些基础必备知识,这些知识也不会变化太大,基本上掌握了每个模块都是这样用,所以小编还是建议大家如果不熟悉上面那些内容的先把材质渲染学好~

下面是之前小编的一些材质渲染练习

这个是电影院看完《小王子》电影回来后心情激动的时候做的

电影《像素大战》模拟效果

电影《精灵旅社》模拟啫喱怪

电影《明日世界》里面模拟倒计时

模拟一个近距离摄影效果

电影《少年派奇幻漂流》中模拟那个食人岛

之前公司出游时候同事拍的一张照片,觉得好看就用houdini做一张

看到朋友去游乐园玩的照片,觉得好看就houdini做了一张

参考是N卡一张宣传图

颜料材质模拟效果




获得方法

如果获得教程下载?

按照你觉得值得的标准进行打赏就行(你们的打赏将会用于筹建CG猎人网站);

土豪判定标准(可以获得10套教程学习笔记)

主要你的打赏超过了平均水平,那么就会获得土豪小礼物(这个会单独发出来,如果你没有达到平均标准,小编会有提示);

ps这个是纯人工回复,不是机器自动回复的,所以要等到小编看到才回复,一般不会超过一天,请不用着急(过了一天可能小编忙没看到的话可以再回复一次);

最后声明一下:个人翻译,难免有疏漏,如果大家发现了哪里有问题可以给小编留言,小编负责不断优化;同时,请勿用于商业用途,谢谢。


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分享教程和学习笔记,同时设计maya,3dsmax,softimage,houdini,cinema4D blender,modo和lightwave等常用三维软件,也包含reallow,naaid专门制作特效的三维软件;包含fumefx,rayfire,karakato和thinkingparticles等插件教程和学习笔记。


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