MAYA灯光渲染与材质制作 第6章

1、第六章第六章Maya 2008与与ZBrush本章导读：本章介绍了ZBrush 软件的特点及ZBrush 与Maya结合使用的方法。Maya 灯光渲染与材质制作第六章第六章Maya 2008与与ZBrush 第一节ZBrush介绍 第二节ZBrush与aya结合的实例 第三节第三节V-Ray渲染器渲染器Maya 灯光渲染与材质制作第一节第一节ZBrush介绍介绍 ZBrush是一款强有力的数字艺术创造软件，它的出现完全颠覆了过去传统三维设计软件的工作模式，告别了过去那种依靠鼠标和参数笨拙的创作模式，从而完全尊重设计师的创作灵感和传统工作习惯。它将三维动画中最复杂、最耗费精力的角色建模和贴图工作

2、变得简单有趣。设计师可以通过手写板或者鼠标来控制ZBrush的立体笔刷工具，随意刻画自己头脑中的形象，以至于拓扑结构、网格分布类的繁琐问题都交给了ZBrush在后台自动完成。它细腻的笔刷可以轻易塑造出皱纹、发丝、青春痘、雀斑之类的皮肤细节，包括这些微小细节的凹凸模型和材质。更令专业设计师兴奋的是，ZBrush不但可以轻松塑造出各种数字生物的造型和肌理，还可以把这些复杂的细节导成法线贴图和UV的低分辨率模型。这些法线贴图和低模可以被所有的大型三维软件如Maya、3ds Max、Softimage|XSI、Lightwave等识别和应用，成为专业动画制作领域里面最重要的建模材质的辅助工具。Maya

3、 灯光渲染与材质制作第一节第一节ZBrush介绍介绍 在建模方面，ZBrush可以说是一个极其高效的建模器。它进行了相当大的优化编码改革，并与一套独特的建模流程相结合，可以制作出复杂模型。它还可以实时地进行不断地渲染和着色。对于绘制操作，ZBrush增加了新的范围尺度，可以给基于像素的作品增加深度、材质、光照和复杂精密的渲染特效，真正实现2D与3D的结合，模糊了多边形与像素之间的界限。Zbrush是一款新型的CG软件，它的优秀的Z球建模方式，不但可以做出优秀的静帧，而且也参与了很多电影特效、游戏的制作过程(图6-1至图6-3)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合

4、的实例结合的实例 由于ZBrush的雕刻功能十分强大，所以ZBrush在处理肌理上十分得心应手。在实际制作中ZBrush经常用来处理生物模型上的细节纹理以及建筑环境中的不规则纹理。在ZBrush中进行雕刻后，我们将其细节纹理输出成NormalMap(法线贴图)以及DisplacementMap(置换贴图)，然后在Maya中进行灯光渲染，以此来突出模型和材质细节。同时，在模型已带好UV的前提下，在ZBrush中也可以为其进行颜色绘制，为进一步细化材质进行初期铺垫。下面我们通过一组实例来具体讲解一下ZBrush与Maya的结合使用。一、一、ZBrush的基本操作及界面元素的基本操作及界面元素 首先

5、我们打开ZBrush来熟悉一下界面元素(图6-4)。我们也可以将经常使用的工具放置在工作面板左右以方便选取，具体操作如下(图6-5)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 点击上图红框部分,工作区会向左移动，留出一格空白区域；点选需要加载的工具，使用鼠标左键拖动工具卷展栏左上角图标至第二步骤留出的空白区域，工具加载完成。在工作区域左边也可以加载需要的工具卷展栏(图6-6)。Maya 灯光

6、渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 接下来我们来熟悉一下ZBrush的操作方式：(1)旋转视角：鼠标左键。(注意院在旋转过程中加按Shift键可以使模型强制旋转成正交视图状态遥)(2)平移视角：鼠标左键+Alt键。(3)缩放视角：在位移基础上松开Alt键。(4)模型居中：使用F键。(5)在使用笔刷时，鼠标左键为隆起效果，Alt键+鼠标左键为凹下效果，Shift键为平滑效果，Ctrl为Mask加选取模式，Ctrl+Alt为Mask减选取模式。接下来我们通过制作一则实例来进一步熟悉ZBrush的工作方式。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与ay

7、a结合的实例结合的实例二、二、Venom毒液实例毒液实例 漫画英雄电影蜘蛛侠3上映后，反面角色毒液给观众留下很深刻的印象，在找了相关参考素材后(图6-7至图6-9)，我们在Maya中建立了初期的多边形模型。由于大部分细节需要在ZBrush中完成，所以在Maya中并没有进行仔细的模型细化(图6-10)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 由于ZBrush只识别.obj格式，因此需要在Maya中将模型转换一下。我们先在Maya的Plug-in Manager中激活obj

8、格式(图6-11)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 这样我们就可以导出obj格式的模型了，选择多边形，然后选择FileExport Selection，填入文件命名后选择obj格式输出(图6-12)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 接下来将obj格式模型置入ZBrush中，首先打开ZBrush3.1(图6-13)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 在打开的界面中选择Import，选取刚刚从Maya中导出的obj模型(图6-14)。Maya 灯

9、光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 然后激活左上角的Edit Object，快捷键为T (图6-15)。(注意院Zbrush不同于其他三维软件袁需要在编辑物体的时候激活Edit Object)，在ToolGeometry中可以增加模型面数等级来方便强化细节(图6-15)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 下面来看一下，模型在不同细分等级下表现的细节有何不同(图6-16)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 模型经过细分之后，多边形面数达到了一百万左右。在同等硬件

10、配置下，Maya虽可以实现同样面数的场景，但却会牺牲操作的顺畅性，但在Zbrush中却仍可以流畅地进行编辑工作，这也是ZBrush的优势所在(图6-17)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 接下来我们看一下在ZBrush中如何进行模型细化操作。在ZBrush中经常使用的笔刷有Clay、Clay Tubes、Flatten、Move等等(图6-18)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 首先将模型细化到等级3，在此基础上使用Clay笔刷进行细节雕刻。当雕刻进行到一定程度时，我们会发现模型面数不能满足

11、细节表现(图6-19)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 将模型细化到等级5并雕刻，现在细节效果好些了(图6-20)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 目前我们只制作了毒液头部的主体部分，ZBrush3.1支持将不同的obj模型置入同一编辑层面，具体操作如下：在SubTool中分为不同的显示层(类似Photoshop中层的概念)。在同一编辑层中，可以点击图标来显示不同的层，这样便于在雕刻时观察整体效果(图6-21)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实

12、例 在细节雕刻效果完成后，需要将刚刚制作的模型细节转换成贴图形式，以方便在Maya中制作，也就是上面提到过的NormalMap(法线贴图)及Displacement Map(置换贴图)。接下来我们说一下生成法线贴图和置换贴图的过程。NormalMap为法线贴图。首先选择需要转换的模型部分，在ToolGeometry中将其细分级别降到等级1(图6-22)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 然后在ToolNormalMap中激活Tangent模式，调整输出NormalMap的分辨率后点击Create NormalMap生成法线贴图(图6-23)。M

13、aya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 稍等片刻后，生成的法线贴图就会显示在模型上面了，我们可以换一种材质形式来更清楚地察看模型上的法线贴图(图6-24)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 在导出法线贴图前，我们需要把法线贴图的UV方向上下颠倒一下，执行TextureFilp V可以很方便地实现反转效果(图6-25)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 然后我们在左边快捷栏Texture中将法线贴图导出备用(图6-26)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节

14、第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 法线贴图效果如下(图6-27)。 接着导出Displacement Map(置换贴图)，在这里我们使用Zmapper插件来输出置换贴图，首先设置参数如下(图6-28操作)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 修改贴图尺寸后，点击Create all，输出置换贴图并保存(图6-29)。置换贴图效果如下(图6-30)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 这样，我们在ZBrush中的环节就基本结束了，下面我们来看看在Maya中如何将刚刚制作的法线贴图和置换

15、贴图赋予给模型。在Maya中打开模型，首先在场景中设置灯光，灯光布置如下(图6-31)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 渲染效果如下(图6-32)。 此案例使用的灯光类型主要是平行光和面积光，要突出逆光的光照效果，适当表现一些冷暖对比。灯光布局以及具体参数在此不作详细阐述，下面来看一下材质制作的具体过程。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 由图6-32可以看出，模型在默认Lambert材质下，只有较大的起伏变化， 接下来我们将在ZBrush中处理好的法线贴图及置换贴图赋予给模型。首先创建Blin

16、n材质球，将它赋予给名为head的Polygon物体(图6-33)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 把已经在Photoshop中处理好的颜色贴图和高光贴图分别连接在Blinn的Color节点上和Specular Color节点上(图6-34至图6-36)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 渲染结果如下(图6-37)。创建File节点，选取在ZBrush中制作的置换贴图，连接到Blinn材质球上的Displace

17、ment节点上(图6-38)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 在mental ray中渲染结果如下(图6-39)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 可以看到置换贴图有效果了，但是模型好像气球一样膨胀了起来，这是因为我们在mental ray中使用置换贴图时，必须要先进行一些设置才能得到正确的结果：Ctrl+A打开调取置换贴图的File节点，在Color Balance中对Alpha Gain和Alpha Offset进行调整。Alpha Gain可以控制置换贴图的强度，同时，Alpha Off

18、set=-1/2(Alpha Gain)。举例来说，当Alpha Gain=0.5时，AlphaOffset=-0.25(图6-40)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 渲染结果如下(图6-41)。置换贴图到这里就连接完成了，接下来连接法线贴图，创建一个File节点，拾取法线贴图并连接到Blinn材质球的Bump节点上，并把Bump节点的使用方式改为Tangent Space Normals(图6-42)。（注意：Bump节点在连接法线贴图的时候袁Bump Depth的强度值就不起作用了。)Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrush与与aya结合的实例结合的实例 渲染一下看看结果，并和之前没有添加置换贴图和法线贴图的效果做一下比较(图6-43、6-44)。Maya 灯光渲染与材质制作第二节第二节ZBrus