三维图形渲染中常见的贴图
貼圖(Map)是美術(shù)在ps等軟件中制作產(chǎn)生的一張圖片,有很多格式如:dds、tga、bmp、png、jpg等。
| 名稱 | 詳細(xì)說(shuō)明 |
| dds |
使用DXTn算法來(lái)按照塊(4x4)為單位來(lái)壓縮存儲(chǔ),有效減少了紋理內(nèi)存消耗,可被GPU硬件解壓縮 支持mipmap層級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),專(zhuān)門(mén)為紋理而設(shè)計(jì)的貼圖 8位:R3G3B2 16位:A1R5G5B5、A4R4G4B4、R5G6B5、A8R3G3B2、X4R4G4B4 24位:R8G8B8 32位:A8R8G8B8、A2R10G10B10、X8R8G8B8 64位:A16B16G16R16 一些工具: ① nVidia的Texture Tools for Adobe Photoshop(8.23.1101,7.83.0628) ② nVidia的Legacy Texture Tools ③ nVidia的DDS Thumbnail Viewer ④ nVidia的Windows Texture Viewer ⑤ nVidia的max dds Plugin |
| tga |
支持壓縮和透明,可用于存儲(chǔ)8位、15位、16位、24位、32位圖像數(shù)據(jù) 支持alpha通道、顏色索引、RGB顏色、灰度圖 游戲中常常使用tga作為貼圖的存儲(chǔ)格式 |
| bmp |
格式是無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮的,格式有1位、4位、8位、16位、24位、32位 1位(單色位圖): 一個(gè)像素只占一位,要么是0,要么是1,所以只能存儲(chǔ)黑白信息 4位(16色位圖):一個(gè)像素4位,有16種顏色可選 8位(256色位圖):一個(gè)像素8位,有256種顏色可選 16位:X1R5G5B5、R5G6B5、X4R4G4B4 24位:R8G8B8 32位:X8R8G8B8 |
| png |
格式是無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮的,格式有8位、24位、32位三種形式 其中8位PNG支持兩種不同的透明形式(索引透明和alpha透明) 24位PNG不支持透明 32位PNG在24位基礎(chǔ)上增加了8位透明通道 |
| jpg |
支持的像素格式:R8G8B8 不支持透明 有損壓縮,可按照?qǐng)D片質(zhì)量來(lái)設(shè)定壓縮比 |
在三維圖形渲染中,貼圖與shader組合成材質(zhì),用來(lái)告訴gpu如何進(jìn)行繪制,決定了三維模型表面最終呈現(xiàn)出來(lái)的顏色。
貼圖作為材質(zhì)中使用的圖像。 將它們映射到應(yīng)用這個(gè)材質(zhì)的表面,然后直接應(yīng)用到諸如漫反射貼圖之類(lèi)的地方,或者在材質(zhì)中將貼圖的貼圖像素值作為蒙板使用,或用于其它計(jì)算。在作為HUD時(shí),可直接進(jìn)行繪制。
Diffuse Map(漫反射貼圖,也稱為顏色貼圖;Base Color;Albedo Map -- 反照率貼圖):用于表現(xiàn)物體被光照射到而顯出的顏色和強(qiáng)度
Bump Map(凹凸貼圖):給模型增加立體感。它并不能改變模型的形狀,而是通過(guò)影響模型表面的影子來(lái)達(dá)到凸凹效果的。游戲中有兩種不同類(lèi)型的凸凹貼圖:法線貼圖(normalmap)和高度貼圖(highmap)。
Normal Map(法線貼圖):定義了一個(gè)表面的傾斜度或者法線。換一種說(shuō)法,他們改變了我們所看到的表面的傾斜度
有兩種制作法線貼圖的方法:
① 從三維的模型渲染出一張法線貼圖 (用高模跟低模重疊在一起,把高模上的細(xì)節(jié)烘焙到低模的UV上,這里需要低模有一個(gè)不能重疊的UV)
② 在ps中轉(zhuǎn)換一張高度貼圖成為一個(gè)法線貼圖。(使用NVIDIA Texture Toolsps插件)
Height Map(高度貼圖):一種黑白的圖像,它通過(guò)像素來(lái)定義模型表面的高度。像素越白的地方越高,越黑的地方越低,灰色的在中間,從而表現(xiàn)不同的地形。
Specular Map(鏡面光貼圖,也稱高光貼圖)或Reflective Map或Gloss Map(光澤貼圖):一種黑白的圖像,像素越白的地方鏡面反射越強(qiáng),越黑的地方鏡面反射越弱,用來(lái)表現(xiàn)模型表面反光程度(塑料>木頭>皮膚>布料),從而區(qū)分不同材質(zhì)
Mask Map(Opacity Map,Opacity Mask Map,不透明貼圖,遮罩貼圖):
Emission Map(Emissive Map,Self-Illumination Map [自發(fā)光貼圖])
僅僅是提高貼圖本身的亮度,不受場(chǎng)景光源和攝像機(jī)位置影響,也不會(huì)照亮其他物體
Glow Map(輝光貼圖):模擬閃耀的效果,它不會(huì)照亮環(huán)境,不受場(chǎng)景光源和攝像機(jī)位置影響。過(guò)分的輝光效果會(huì)使人眼花繚亂,因此常用于模型細(xì)小部位,例如機(jī)器人的眼睛,裝備上的寶石掛飾等
a是沒(méi)有輝光的效果,c是加了輝光的效果 ,b為通過(guò)輝光貼圖摳出來(lái)的像素
對(duì)b摳出來(lái)的像素做模糊(blur)處理,模糊會(huì)導(dǎo)致向外擴(kuò)展一些像素,形成輝光的效果,然后再與a圖進(jìn)行Alpha Blend即可
Light Map(光照貼圖)
把物體光照信息預(yù)先烘焙保存到光照貼圖中, 實(shí)時(shí)繪制時(shí)不再進(jìn)行光照計(jì)算, 而是采用該貼圖來(lái)表示明暗效果
Shadow Map(陰影貼圖):可預(yù)先烘焙或?qū)崟r(shí)計(jì)算。
Ambient Occlusion(AO貼圖,環(huán)境阻塞貼圖,Occlusion貼圖,也簡(jiǎn)稱為OCC或白模):使用一張灰白圖來(lái)表示物體之間相互影響的效果,可以理解為明暗素描那樣的一種表現(xiàn)形式,
主要用于改善陰影,貼圖中越黑的地方,陰影就會(huì)加得越深(若輸入一張純白的AO貼圖,相當(dāng)于關(guān)掉了AO效果),給場(chǎng)景(模型)更多的深度,有助于更好的表現(xiàn)模型的細(xì)節(jié)。
Ambient Map(環(huán)境照明貼圖,也可稱為背光貼圖):這里的Ambient不同于AO貼圖中的Ambient,它作為Diffuse的一部分,控制著物體背光的色彩變化,同時(shí)也對(duì)迎光面產(chǎn)生一些影響。
在現(xiàn)實(shí)中,物體的背光面仍會(huì)受到環(huán)境中各種光線反彈的照亮,也不會(huì)是純黑的。環(huán)境照明貼圖常用在場(chǎng)景燈光不足的情況,用于提高物體暗面的亮度。
Environment Map(環(huán)境貼圖),也稱為反射貼圖(Reflection Map):用一張貼圖映射到反射對(duì)象上,使得在反射對(duì)象上看到場(chǎng)景的影像;這張圖可以是一張做好的假的環(huán)境貼圖,也可以實(shí)時(shí)生成(把反射對(duì)象當(dāng)作一個(gè)虛擬眼睛,實(shí)時(shí)將場(chǎng)景生成一張?zhí)摂M的貼圖)。
按照映射的方式又分為:球面環(huán)境映射貼圖(標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境映射貼圖,Sphere Map)、立方體環(huán)境映射貼圖(Cube Map)、雙拋物面環(huán)境映射貼圖(Parabola Map)Spherical, Cubic, and Parabolic Environment Mappings.pdf
Glossiness Map(光澤度貼圖):PBR材質(zhì)中用到的貼圖,為一張黑白圖,用于控制模型微表面粗糙程度。
圖中像素越白的地方,微表面越光滑,單個(gè)像素的反射光線的方向范圍就越集中,高光點(diǎn)就越小越亮,將周?chē)h(huán)境映射到模型表面就顯得越清晰
Roughness Map(粗糙度貼圖): 與Glossiness Map功能一樣,只是圖中存儲(chǔ)的值是相反的
Metallic Map(金屬度貼圖):PBR材質(zhì)中用到的貼圖,為一張二值黑白圖
很少有金屬與非金屬之間的過(guò)渡物質(zhì)。因此,金屬度貼圖的制作要訣就是——高對(duì)比(非黑即白)——黑色非金屬,白色金屬。
現(xiàn)實(shí)中我們很少能見(jiàn)到半金屬半非金屬的材質(zhì)。如果你看到哪個(gè)模型的金屬度貼圖有大量灰色,那一定是哪里出錯(cuò)了。
深入地說(shuō),PBR的核心就是摒棄了傳統(tǒng)的反光度貼圖,采用兩種略有不同的公式來(lái)計(jì)算材質(zhì)。
你要問(wèn)哪兩種公式?金屬一個(gè)公式,非金屬一個(gè)公式。對(duì)于金屬而言,在光譜區(qū)有強(qiáng)的光學(xué)吸收,而同時(shí)又有大的反射率,因此不會(huì)顯示出漫反射顏色;
而非金屬有大量漫反射。二者有明顯的區(qū)別,因此在PBR渲染管線中被區(qū)別處理。總之,不要把金屬度(Metallic)貼圖畫(huà)得太灰
參考
UE3材質(zhì) & 貼圖
UE4紋理貼圖
高中物理:圖形編程
高中物理:Xna編程
polycount Wiki
Shader中貼圖知識(shí)匯總: 漫反射貼圖、凹凸貼圖、高光貼圖、 AO貼圖、環(huán)境貼圖、 光照紋理及細(xì)節(jié)貼圖
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的三维图形渲染中常见的贴图的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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