mental ray置换材质使用教程

置换材质可以使曲面的几何体产生位移。与凹凸贴图不同，置换材质实际上更改了曲面的几何体或细分面片。置换材质应用材质的灰度来生成位移。在2D图像中，较亮的颜色比较暗的颜色更多地向外突出，便产生几何体的3D置换，如下图所示。

注意：置换材质会在每个曲面上生成许多三角形面，有时生成的面会超过1MB，但可以创建好的效果，不过会耗费大量的时间和内存。

在Maya软件中，对于包含面片或曲面的对象，可以将置换材质直接应用到表面材质的材质组“###SG"节点的Displacement mat接口上，如下图所示。

而对于mental ray置换来说，对于包含面片或曲面的对象，需要将置换材质经过mental ray节点转换才能让Maya常规的2D纹理节点发挥作用，然后链接到表面材质组节点的mental ray>Custom Shaders>Displacement Shader ( mental ray>自定义材质>置换材质)接口上，如下图所示。

使用mental ray渲染置换效果可以得到非常好的质量，但是质量太高又会生成大量不必要的细分三角形，延长渲染时间，消耗内存，甚至让机器崩溃。

这就需要设置恰当的表面近似参数值，这里就不得不提一下mental ray的Approximation Editor(近似编辑器)菜单，了解如何调整近似参数值，让mental ray高效地渲染置换贴图。

*Approximation Editor (近似编辑器)

功能说明:可以对模型表面进行表面镶嵌细分和置换细分操作，增加模型表面细节，优化渲染速度，制作出完美的置换模型效果。

参数详解: 执行菜单Window>Rendering Editors>mental ray> Approximation Editor (窗口>渲染编辑器>mental ray>近似编辑器)命令，打开近似编辑器，如下图所示。

它可以创建4种近似节点，分别是Displacement (置换)近似节点、Subdivision (细分)近似节点、Surface (曲面)近似节点和Trim curve (剪切曲线)近似节点。

无论哪种近似节点，都可以单击Create (创建)按钮直 接进行创建，它们的运行方式和原理都是基本相同的，各属性意义也基本相似，下面以Displacement (置换)近似节点为例，介绍常用属性，单击Edit (编辑)按钮，进入属性编辑器，如下图所示。

01 Presets ( 预设)。

内置的几套属性参数使用方案，可以直接调用，省去逐个设置的麻烦，如下图(左)所示。

02 Approx Method (近似方式)。

确定表面细分三角形的大小，共有5种预定义方式: Parametric (参数化)、Regular Parametric (规则参数化)、Length/Distance/Angle (长度/距离/角度)、Spatial( 空间化)和Curvature (曲率)，如下图(中)所示。

●Parametric (参数化) :只有U Subdivisions ( U向细分)和V Subdivisions (V向细分)两个属性可用，以确定U向和V向细分的程度，以每个Patch( 面片)为基础进行划分。

●Rogular Parametric (规则参数化) :只有U Subdivisions ( U向细分)和V Subdivisions (V向细分)两个属性可用，以确定U向和V向细分的程度，在整个表面上进行划分。

●Length/Distance/Angle (长度/距离/角度) :使用长度、距离和角度的方式细分三角形。

●Spatial(空间化) :只有Length (长度)和View Dependent (取决于视图)属性可用。

●Curvature(曲率) :只有Distance (距离)和Angle (角度)属性可用，其余属性与Length/Distance/Angle (长度距离/角度 )类似。

03 Approx Style (近似类型)。

包含4种近似类型，分别为Grid (网格)、Tree (树形)、Delaunay (德洛内)和Fine (精细)，如下图(右)所示，某些近似类型会不断地在整个表面进行划分，而有些则比较智能，只在必要的地方进行划分。

●Grid (网格) :以ISO等参线的方式对整个表面进行细分，但是会在不需要的区域也划分出三角形。

●Tree (树形) :只在需要的地方进行划分。

●Delaunay (德洛内):尽可能地把细分出来的三角形挤在一起，防止产生过细过长的三角形，适合形体复杂的几何表面，只能用于NURBS表面。

●Fine(精细) :不考虑三角形的数量，质量是Fine (精细)唯一需要考虑的问题，计算出完美平滑的效果，该选项只在Approx Method (近似方式)为Spatial (空间化)时有效。

04 U Subdivisions (U细分)。

U向细分次数。

05 V Subdivisions (V细分)。

V向细分次数。

06 Min Subdivisions (最小细分次数)。

用于控制表面最小细分次数。

07 Max Subdivisions (最大细分次数)。

用于控制表面最大细分次数。

08 Max Triangles (最大三角形)。

只在Approx Style (近似类型)为Delaunay (德洛内)时有效，来控制最大三角形的数量。

09 Grading (等级)。

控制Delaunay (德洛内)三角形由小到大过渡的等级，数值越大，过渡越平稳;数值越小，过渡越剧烈。

10 Length(长度)。

对表面进行三角细分化，直到三角形的边长小于Length (长度)指定的数值为止。

11 Distance(距离)。

对表面进行三角细分化，直到相邻顶点间的置换位移差值小于Distance(距离)指定的数值为止。

12 Angle(角度)。

对表面进行三角细分化，直到相邻三角形的法线成角小于Angle (角度)指定的数值为止。

13 Any Satisfied (满足任一条件)。

如果勾选该选项，那么只要细分出来的三角形满足Length(长度)、Distance (距离)或Angle (角度)中的一个，细分计算就会停止。

14 View Dependent (取决于视图)。

勾选该选项，将以最终成像的像素为单位测量长度和距离的数值，不再以三维空间数值进行测量。

15 Sharp (锐利)。

定义细分三角形法线的过渡方式。数值为0时，细分的三角形之间过渡平滑。数值为1时，细分的三角形之间没有任何过渡，非常锐利。