游戏美术基础(⼀):游戏贴图
贴图的作⽤
贴图的作⽤是描述物体表⾯的材质,我们创作出的纹理与材质在游戏引擎(虚拟世界)中与光交互。
贴图类型
⼀、颜⾊贴图(漫反射颜⾊)
颜⾊贴图有三种叫法:Base Color Map, Albedo Map, Diffuse Map,因为⼯作流不同,所以叫法不⼀样,⽽且本质上也有区别Diffuse Map(漫反射颜⾊)
Diffuse也叫漫反射,⼈眼之所以能看到物体的⾯貌,主要是靠漫反射光在眼内的成像。
⿊⾊:表⽰没有漫反射。
漫反射颜⾊:除了⿊⾊,其他颜⾊都是漫反射颜⾊。
1、在传统⼯作流(纯⼿绘和传统次世代)中。
由于技术和硬件的限制,使得以前使⽤的着⾊器只⽀持Diffuse、Specular、Normal这⼏张通⽤的贴图,⽽且着⾊器并不能很好的把物体的体积结构表现出来,所以为了弥补这个缺点,通常在绘制Diffuse Map的时候,需要把物体的光影信息也绘制进去。
总结:在传统⼯作流中。Diffuse包含了漫反射颜⾊和光影信息。
2、在Specular/Glossiness PBR⼯作流程中。
对于⾦属材质⽽⾔它没有漫反射(或者说⽐较少),所以使⽤⿊⾊来填充。⽽⾮⾦属材质反射光少于⾦属材质,并且它折射的光只有较少的吸收通常重新折射回表⾯,因此对于⾮⾦属材质,使⽤的是漫反射颜⾊来填充。需要特别注意的是,在该⼯作流中,漫反射纹理不应该包含任何光照信息,因为将基于(环境)添加光照到物体的纹理上。
总结:在Specular/Glossiness PBR⼯作流程中。Diffuse包含了漫反射颜⾊和⾦属⾊(⿊⾊)。
Albedo(反照率纹理)
在Unity中使⽤的颜⾊贴图是Albedo。
Albedo主要体现模型的纹理和颜⾊。必须注意的是,反照率纹理不应包含任何光照,因为光照将根据看到对象的上下关系添加到另外的光照贴图中。
Base Color(固有⾊)
Base Color是把颜⾊贴图剔除光影变化后,我们看到的最基础的颜⾊。在PBR⼯作流中颜⾊贴图叫做Base Color这个术语(基本上不包含光影信息)。UE4中使⽤Base Color。
单人开发选ue4还是unity
⼆、法线贴图
Normal(法线):
1、凹凸贴图:
法线贴图是 凹凸贴图 的⼀种。凹凸贴图是⼀种特殊的纹理,允许为模型添加表⾯细节,例如凸起、凹槽和划痕,这些细节将捕获光线,就像真实的⼏何体⼀样。如果在游戏引擎⾥⽤模型来表现凹凸细节,将需要绘制⾮常多数量的多边形,以现在的电脑耗不起,好点的电脑也就⽀持⼏千万⾯⽽已)。如果使⽤⼀张凹凸贴图来呈现细节,表⾯的⼏何形状可以变得更加简单,为了避免这种情况,就需要使⽤法线贴图来表⽰清晰的表⾯细节。⽤细节纹理调制光从表⾯反射的⽅式,以现代图形硬件可以⾮常快地执⾏这个个过程。
在现代游戏开发流程中,设计师将使⽤ 3D 建模软件,基于⾮常⾼分辨率的原始模型⽣成法线贴图。然后,将法线贴图映射到较低分辨率的模型(游戏中实际使⽤的模型)上,这样,通过法线贴图,原始的⾼分率细节就被渲染了。
注意:凹凸贴图是⼀种相对古⽼的图形技术,但仍然是创建细节逼真的实时图形所需的核⼼⽅法之⼀。凹凸贴图通常也被称为 法线题图 或 ⾼度图,不过这些术语的含义略有不同(看相关贴图解释)。
2、表⾯法线:
为了真正理解法线贴图的⼯作原理,需要先清楚什么是 法线,以及如何在实时光照中使⽤法线。例如⼀个模型的多边形表⾯根据表⾯相对于光线的⾓度简单地被点亮。表⾯⾓度可以表⽰为⼀条垂直于表⾯并向上突出的线,是⼀个向量,这条线成为 表⾯法线,或者简单地称为 法线。
3、法线贴图:
⽤法线贴图表⽰表⾯法线的这种变化。法线贴图通过通过⼀张纹理来存储如何改变表⾯法线的信息。法线贴图是⼀张映射到模型表⾯的图像纹理。有些类似于常规的颜⾊纹理,不同的是,法线贴图中每个顶点(称为纹素)还表⽰了在表⾯法线⽅向上离开平⾯(或平滑)多边形真实表⾯的距离。
4、Opengl与Directx的区别:
法线贴图还与Opengl与Directx这两个图形库有关。OpenGL和DirectX都是⽤于渲染2D和3D信息的应⽤程序编程接⼝(API)。他们还定义了法线贴图格式,其中,
Unity游戏引擎使⽤的是Opengl程序接⼝。Unity使⽤的法线贴图,凸起的结构,在法线贴图上表现就是凸起的,凹的就是凹的。
UE4游戏引擎使⽤Directx程序接⼝。UE4使⽤的法线贴图跟Unity的相反。凸起的结构,在法线贴图上表现就是凹的,凹的结构表现为凸起的。他们的区别在于,反转法线贴图蓝⾊(G)通道。
OpenGL是个专业的3D程序接⼝,是⼀个功能强⼤,调⽤⽅便的底层3D图形库,可跨平台使⽤。OpenGL的前⾝是SGI公司为其图形⼯作站开发的IRIS GL。IRIS GL是⼀个⼯业标准的3D图形软件接⼝,功能虽然强⼤但是移植性不好,于是SGI公司便在IRIS GL的基础上开发了OpenGL。OpenGL的英⽂全称是“Open Graphics Library”,顾名思义,OpenGL便是“开放的图形程序接⼝”。虽然DirectX在家⽤市场全⾯领先,但在专业⾼端绘图领域,OpenGL是不能被取代的主⾓。
DirectX是⼀种应⽤程序接⼝(API),它是由微软公司开发的⽤途⼴泛的API,它可让以windows为平台的游戏或多媒体程序获得更⾼的执⾏效率,加强3d图形和声⾳效果,并提供设计 ⼈员⼀个共同的硬
件驱动标准,让游戏开发者不必为每⼀品牌的硬件来写不同的驱动程序,也降低⽤户安装及设置硬件的复杂度。
World Space Normals(世界空间法线)
世界空间法线表⽰物体的前、后、左、右、上、下⽅位。
Position(位置)
表⽰的是从上到下的整体渐变梯度关系。
三、材质属性贴图
Metallic(⾦属度)

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