基于Maya軟件的貴重金屬材質(zhì)研究

摘要： 以俗語(yǔ)“珠光寶氣”的思路為出發(fā)點(diǎn)，巧妙地與貴金屬材質(zhì)的研究相結(jié)合，發(fā)掘出了貴重金屬材質(zhì)在Maya軟件中的兩種高效實(shí)現(xiàn)方法，并且很好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞： Maya； 材質(zhì)； 貴金屬； 渲染

中圖分類(lèi)號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1006-8228(2012)10-40-02

引言

當(dāng)今時(shí)代隨著游戲的風(fēng)行，游戲玩家對(duì)三維游戲的畫(huà)質(zhì)有了更高的要求，三維游戲的畫(huà)質(zhì)顯然與“材質(zhì)與渲染”技術(shù)是分不開(kāi)的。許多非常具體的材質(zhì)任務(wù)對(duì)游戲制作人員是個(gè)挑戰(zhàn)。例如，游戲玩家在三維游戲的戰(zhàn)斗取勝后，通常會(huì)獲得一定的“財(cái)寶”，這些“財(cái)寶”如果“制作”得好，可以讓玩家有一種如獲珍寶的成就感，從而增強(qiáng)了玩家游戲欲望，尤其那些材質(zhì)炫麗的“財(cái)寶”，可給游戲玩家?guī)?lái)無(wú)限的視覺(jué)享受和極大的心理滿(mǎn)足。如何制作出材質(zhì)逼真、特色鮮明有震撼力的效果就是材質(zhì)制作人員的一個(gè)重要課題。本文所要研究的是三維游戲中的貴重金屬材質(zhì)的制作要領(lǐng)。

1 貴金屬材質(zhì)及其特性

所謂貴重金屬是指黃金、白銀[3]、鉑金、鈀金、銠金等。貴金屬具有不同于一般重金屬[1]的材質(zhì)表現(xiàn)特性。現(xiàn)實(shí)生活中的貴金屬通常用于制作首飾等；在三維游戲等虛擬世界中，也常常被作為“財(cái)寶”的主要金屬材質(zhì)體。如何才能更好地在三維虛擬世界中再現(xiàn)真實(shí)世界的貴重金屬的材質(zhì)效果，這需要其研究材質(zhì)。

人們常用“珠光寶氣”形容現(xiàn)實(shí)世界中的寶物，它也是對(duì)“珠寶”最貼切的形容詞。要想在虛擬世界中創(chuàng)造“財(cái)寶”，尤其是貴重金屬材質(zhì)的“財(cái)寶”，我們還需要挖掘一下“珠光寶氣”的蘊(yùn)含。

財(cái)寶表面的“氣”應(yīng)該是有一定專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求的，現(xiàn)實(shí)世界中的財(cái)寶給人們產(chǎn)生視覺(jué)效果的“氣”——是熾熱的、耀眼的、有較高溫度光暈之氣。“氣”的特點(diǎn)反映出“貴”的品質(zhì)，在金屬的基礎(chǔ)上巧妙地增添這種“貴氣”，為制作貴重金屬物品提供了一條有效的思路。

在人類(lèi)的歷史長(zhǎng)河中，黃金是極具權(quán)力和富貴象征的金屬，更代表的是財(cái)富。以下我們按照這些思路來(lái)制作黃金飾品。

2 貴金屬（黃金）材質(zhì)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1 黃金材質(zhì)的基本金屬效果的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

首先，打開(kāi)Maya2008軟件，制作一個(gè)財(cái)寶的場(chǎng)景模型。然后，在Hypershade編輯器中創(chuàng)建一個(gè)Phong材質(zhì)球，該材質(zhì)特別適合制作質(zhì)地較硬的金屬材質(zhì)。通常將該材質(zhì)的Color（顏色）屬性調(diào)制純黑色，但是在這里是制作黃金材質(zhì)，所以要將Color的色調(diào)設(shè)置為黃色區(qū)域，同時(shí)，設(shè)置一個(gè)合適的飽和度，并降低其色值，具體設(shè)置為：H為47.83、S為1.00、V為0.074。顯示為很暗的土黃色。這個(gè)顏色可以決定黃金材質(zhì)的基本色（它是漫反射色）。

然后，進(jìn)入Phong材質(zhì)的Specular shading（鏡射屬性組），將Cosine Power（余弦值）調(diào)節(jié)小一些（在15左右比較合適），這樣黃金材質(zhì)的高光反射區(qū)域會(huì)比較大；同時(shí)，調(diào)節(jié)Specular Color（鏡射顏色）為明黃色（可以借助《配色手冊(cè)》等工具查找出其顏色參數(shù)），同時(shí)提高其色值V，具體的Specular Color（鏡射顏色）參數(shù)值設(shè)置如下：H為39.20、S為1.00、V為4.00。至此，黃金材質(zhì)的基本設(shè)置完成。

接下來(lái)，進(jìn)一步考慮黃金材質(zhì)的特點(diǎn)，通常黃金飾品與其他金屬[4]有一個(gè)明顯的區(qū)別，就是黃金飾品通常表面不會(huì)有太強(qiáng)烈的環(huán)境反射效果（黃金主要突出本身的金黃色），因此，在制作時(shí)，其環(huán)境反射強(qiáng)度比較低，在這里將Reflectivity（環(huán)境反射系數(shù)）調(diào)節(jié)為0.281，反射環(huán)境Reflected Color（反射環(huán)境顏色）為純黑色。如果所要表現(xiàn)的黃金材質(zhì)的物品表面不太光滑，可以在基本材質(zhì)屬性中添加凹凸貼圖進(jìn)行控制，這樣可以增強(qiáng)飾品的真實(shí)感。

最后，為制作的材質(zhì)添加“貴氣”，是那種熾熱的、耀眼的、有較高溫度的光暈之氣，對(duì)于Phong材質(zhì)有如下幾個(gè)屬性可以產(chǎn)生上述效果：Ambient Color（環(huán)境顏色）[2]、Incandescence（熾熱值）以及特效屬性中的Glow Intensity（輝光強(qiáng)度）。

2.2 黃金材質(zhì)的“貴金屬非真實(shí)貴氣調(diào)節(jié)策略”

首先要了解上述因素各自的特點(diǎn)，方能對(duì)其靈活應(yīng)用。Ambient Color（環(huán)境顏色）、Incandescence（熾熱值）是材質(zhì)早期用的材質(zhì)屬性，它們并不是物體在場(chǎng)景光源作用的效果，只是模擬物體材質(zhì)對(duì)外界光源作用的效果，不會(huì)對(duì)其他物體產(chǎn)生照明的效果?？梢?jiàn)Ambient Color（環(huán)境顏色）只是讓該材質(zhì)物體本身增添一些虛假的外界環(huán)境顏色，從而使物體材質(zhì)周?chē)蟹N環(huán)境“霧”，這種“霧”調(diào)節(jié)得適當(dāng)就可以變成貴金屬材質(zhì)的“貴氣”。Incandescence（熾熱值）俗稱(chēng)“自發(fā)光”[2]，同樣的道理，也可以調(diào)節(jié)為黃金等材質(zhì)的“貴氣”，只是后者調(diào)節(jié)的影響更明顯，但是容易調(diào)節(jié)過(guò)頭。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果用上述兩種非真實(shí)光照屬性共同來(lái)調(diào)節(jié)，比較容易實(shí)現(xiàn)為黃金等材質(zhì)增強(qiáng)“貴氣”。主要調(diào)節(jié)策略：Incandescence（熾熱值）是“粗”調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，可以快速的達(dá)到比較將接近的“貴氣”值，如果“貴氣”值還需要提高，此時(shí)，就要使用Ambient Color（環(huán)境顏色）作為“細(xì)”調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)進(jìn)一步的調(diào)節(jié)，這樣就實(shí)現(xiàn)了給黃金等貴金屬增加“貴氣”的效果。但是，這種“貴氣”對(duì)周?chē)矬w是沒(méi)有光照效果的，在這里估且稱(chēng)之為“貴金屬非真實(shí)貴氣調(diào)節(jié)策略”。

2.3 黃金材質(zhì)的“貴金屬真實(shí)貴氣調(diào)節(jié)策略”

接下來(lái)還有Glow Intensity（輝光強(qiáng)度）。該屬性值除了讓自身有發(fā)光效果外，對(duì)周?chē)矬w有照明影響，因此，這是一種全新的發(fā)散式增光效果，并且調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單（只有一個(gè)屬性值），效果明顯，但是需要較強(qiáng)的場(chǎng)景光源控制能力和渲染技巧。這種方式調(diào)節(jié)出來(lái)的黃金具有逼真的“金燦燦”效果，在這里估且稱(chēng)之為“貴金屬真實(shí)貴氣調(diào)節(jié)策略”。

通過(guò)上述的理論研究和實(shí)驗(yàn)，可以在黃金材質(zhì)的基本金屬屬性調(diào)節(jié)上，運(yùn)用上述兩種策略進(jìn)行實(shí)踐。在這里，運(yùn)用第二種“貴金屬真實(shí)貴氣調(diào)節(jié)策略”，將Phong材質(zhì)的Glow Intensity（輝光強(qiáng)度）值調(diào)節(jié)為：0.133(一般輝光強(qiáng)度值在0.1左右，否則輝光曝光影響黃金基本材質(zhì)效果)。運(yùn)用上述方法，黃金材質(zhì)的制作就基本完成。

為了得到更好的黃金材質(zhì)效果，需要為黃金材質(zhì)物體制造一個(gè)封閉的場(chǎng)景，這樣有利于使用光的反射。適當(dāng)選用渲染策略（如利用mental ray渲染器渲染[5]）可以實(shí)現(xiàn)比較好的黃金效果。下面是運(yùn)用上述方法制作的黃金飾品。黃金手鐲如圖1所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)貴重金屬“貴氣”特征的研究，順利地完成了黃金飾品——黃金手鐲的制作。相對(duì)于其他金屬的制作方法，本文發(fā)掘出了貴金屬材質(zhì)的制作方法，總結(jié)出了貴金屬制作的兩個(gè)策略：一個(gè)是“貴金屬真實(shí)貴氣調(diào)節(jié)策略”，另一個(gè)是“貴金屬非真實(shí)貴氣調(diào)節(jié)策略”。本文提出的策略為具體的其他貴金屬制作提供了一個(gè)參考，并希望起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李志豪.Maya6 影視動(dòng)畫(huà)秘笈200招[M].北京科海電子出版社，2004.

[2] Tom Meade，Shinsaku Arima，董梁，高文婷譯.Maya完全學(xué)習(xí)手冊(cè)(第一版)[M].清華大學(xué)出版社，2005.

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

[4] 張花馗，井慧娟.基于Maya軟件的金屬材質(zhì)技術(shù)的探索[J].教學(xué)世界，2009.9:53-54

[5] Autodesk公司著，張彩霞，朗亞妹譯.Maya的藝術(shù)(第一版)[M].人民郵電出版社，2011.