【前言】

? ? ? ?上一篇重點研究了顏色通道以及顏色紋理貼圖的繪制情況。當熟悉了BP 3D PAINT的時候，你能否感到：使用紋理繪制工具，能如此直接繪制和編輯紋理，是多么爽的一件事情啊？而BP 3D PAINTER不僅能繪制顏色紋理貼圖，它也能繪制材質其他通道的紋理貼圖。

下面，就來研究材質置換通道---置換貼圖。

【學習】

一、置換貼圖的作用：

1、看下圖，場景中一個簡單的球體。

2、如果材質的顏色通道載入一張地球的顏色紋理貼圖。

3、表面的細節有了，但是如果特寫近鏡頭的時候，感覺一般，平淡，沒有立體感。

4、在置換通道載入一張地球的置換貼圖。

5、在渲染的時候，近鏡頭效果就不一樣了，有了凹凸起伏。（是真的凹凸起伏）

6、這就是置換貼圖的作用，它能在渲染的時候，按照置換規則改變模型的表面形狀，在實際不增加模型的面數，同時增加表面的細節，但只是在渲染的時候起作用。在場景模型編輯的時候不顯示，這能大大提高編輯速度。缺點是渲染的時候很慢，因為它需要增加模型細分并進行轉化高度的計算。在現實中，常用置換方法生成地形。

7、制作地形貼圖最好的軟件，當然是WORLDMACHINE。用它可以隨心所欲按照要求，制作近似真實的地形紋理貼圖和置換貼圖等，有機會再細談。

8、下圖是該軟件制作的置換貼圖，也叫高度地圖，它是個灰色位圖。

9、在C4D中建立一個平面，在材質的置換通道--紋理載入上圖。設置如下：

10、渲染，發現不錯吧。

11、下面這些圖，是C4D官方幫助文件中的截圖。在置換通道中，用不同的noise燥波紋理生成的置換形體。

從左到右，分別是對燥波貼圖的正常，翻轉，縮小，放大四種處理，置換渲染形成的幾何圖形。仔細看看有幫助的。

二、置換貼圖的原理

置換貼圖就是一張灰度位圖。表示黑到灰到白，對應著不同的高度。

1、強度和高度定義渲染之后生成的高度，最后的結果是二者的相乘。

2、類型：以下六種，最常用為強度和強度中心。

3、如下所示：用BP 3D PAINT在置換通道繪制一個灰度貼圖如下：

第一種置換類型使用強度中心，強度中心類型的規則是以黑色不置換，為底，白色為最高。

第二種置換類型使用強度，50%灰度的顏色不置換，為底。黑色向下置換，白色向上置換。注意看中間的坡度是從何處開始的。

第三種置換類型紅色和綠色:是一張紅色和綠色組成的位圖。黑色不置換，為底，綠色向上置換，紅色向下置換。

第四種置換類型RGB：是一張RGB彩色位圖。其中R對應X、G對應Y、B對應Z，三個通道對應三個坐標。（數據存儲方式類似法線貼圖）

三、置換貼圖的設置

下面是置換貼圖在渲染時的具體設置。設置好壞，直接影響渲染后的置換結果。具體看C4D自帶的幫助，這里著重談前三個參數：

1、次多邊形置換 ：這個必須勾選。否則模型上的面數不夠，置換顯示不明顯。這是個開關。

2、細分數級別：數值越大，置換效果越細膩，但渲染越慢（1-12）這個數值是原始模型面數乘以2的N方。如簡單立方體6個面，細分級別如果為3，那么渲染時，模型的面數為6*2*2*2=48面。

3、圓滑幾個體：在渲染時，是否平滑模型表面，消除棱角

四、用BP 3D PAINT繪制置換貼圖

一般情況下，充當置換貼圖的就是一張灰度位圖，這張圖，你可以到網上去找，然后，轉化為灰度圖，去掉色彩。但一張合適的置換貼圖，最好還是根據自己的要求，用紋理繪制軟件自己制作。

下面就簡單用一個范例：繪制置換貼圖制作一個有腳印的雪地。

1、建立一個平面，分段數高一些。

2、按C轉化多邊形，按M~C選擇筆刷，處理成起伏感覺。

3、使用基本物體進行編輯，制作一個雪人。

4、建立環境。利用MAGICSHOW插件下點雪。（《用插件制作雪中》提到如何使用這個插件）

如下設置

5、把在雪人身上生成的雪，添加一個細分。

6、渲染如下：

為什么要在雪人身上制作雪呢？這說明，先堆成的雪人，后下的雪，雪人下面才會有雪窩，符合邏輯。

發現雪人周邊非常空白，非常單調，下面我們用BP 3D PAINT繪制置換貼圖，制作一些腳印。

7、整理一下對象，命名歸類，形成好習慣。

8、查看一下地面的UV，很整齊，沒有重合的。不錯！

9、刪掉地面雪的材質，新建一個材質賦予它。在顏色通道--紋理--添加--效果--環境吸收。

10、點擊對象菜單--對象--烘焙紋理。文件名為'置換貼圖"，大小為2048.

11、選項面板--勾選顏色。烘焙出一個中間黑灰色的園洞圖案。這是因為雪人和地面接觸的形成的。

我們烘焙這個圖當做置換貼圖。一是知道雪人的位置，方便畫腳印；二是形成了雪人下面的雪窩。

12、把剛剛刪掉的雪的材質重新賦給地面。在這個材質的置換通道載入剛剛烘焙的置換貼圖。并設置如下：

13、轉到BP 3D PAINT模塊中，選中地面，它已經有材質了。

14、轉到材質面板，發現置換通道已經生成，并載有貼圖文件。

15、轉到圖層面板，添加一個透明層。

16、打開紋理窗口，點擊紋理菜單--選中這張烘焙貼圖，把它顯示出來。

17、選中畫筆工具，選中黑色。微微擴大涂一下，然后用高斯模糊一下。

18、渲染一下，雪窩有點大了。可以把它在縮小一點。

19、用筆刷繪制兩個腳印。

20、關閉背景圖層。選中矩形選擇工具，并選擇腳印。

21、點擊筆刷設置--筆刷改為位圖，設置--位圖--從選集火紋理載入。重新定義一個筆刷。

22、打開底下背景圖層，關閉剛繪制的腳印圖層，重新再建立一個圖層，起名為：一排腳印。

23、對筆刷進行設置如下，調整大小，間隔。可以在圖層繪制試一試，CTRL+Z撤銷。現在間隔不錯了，但是方向不對。

24、點擊旋轉后邊的”... “，打開新面板--勾選繪制方向。

25、然后把旋轉調整90度。這樣，腳印就跟真鼠標繪制的路徑走了。繪制以后，再添加一個圖層，在這個圖層繪制小孩的腳印。

26、在新建的圖層中，把筆刷減小，顏色減淡，在涂一層小孩的。

27、擴大筆刷間隔，隨機在雪人周圍點涂。

27、最后渲染。如果你感到腳印太深，調整置換的強度和高度。做的有點粗，說明道理就行了。

【后記】

置換貼圖在其他軟件中，也有叫做Height（高度）貼圖的，它的確非常強大，在渲染的時候，能改變物體的形狀，非常適合制作靜幀高質量的圖片渲染和動畫。由于它是在后期CPU渲染的時候，才增加模型的細分和表面細節，而模型在編輯的時候，面數很少，所以能節約顯示資源，使編輯更流暢，大大提高模型的編輯效率。但是，如果在游戲中，大量使用置換貼圖那可麻煩了。GPU顯卡不斷地置換渲染計算，就會消耗大量的計算資源，會使游戲卡頓。所以，一般游戲中很少使用置換貼圖的。那用什么實現這種增加模型表面細節的方法呢？下一篇談談《法線貼圖和凹凸貼圖的用法和區別》，OK!

【感悟】

每一種技術的應用，都是為了更好地突破硬件資源的限制，而想出的一種解決辦法。即使在三維場景中制作出你想要的一切東西，軟件可以，硬件就受不了，內存不夠，顯卡不夠，CPU不夠，硬件限制了軟件不可能制作一切東西。所以，為了節約資源，只能制作帶有通道的一小部分，最后到非線性編輯軟件去合成在一起。

如果你留心，三維軟件中有很多節約計算資源的地方，如C4D場景的各顯示模式未來節約顯示資源設定的；細分對象在使用的時候，顯示細分為2，渲染為3等，都是節約計算資源。在日常生活中使用智能手機，在你打完電話30秒左右，自動關閉屏幕，為了節約電池的電能。節約資源，優化設計，在日常生活中無處不在。所以，明白這個道理，才會在未來的項目中，能自覺地實施和優化方案，在任何地方都要考慮節約計算資源，如刪除不必要的點、線面，用貼圖替代模型細節等等，才能更高效地完成你的項目。