基于Maya軟件的貴重金屬材質研究

摘要： 以俗語“珠光寶氣”的思路為出發點，巧妙地與貴金屬材質的研究相結合，發掘出了貴重金屬材質在Maya軟件中的兩種高效實現方法，并且很好地實現了預期效果。

關鍵詞： Maya； 材質； 貴金屬； 渲染

中圖分類號：TP37 文獻標志碼：B 文章編號：1006-8228(2012)10-40-02

引言

當今時代隨著游戲的風行，游戲玩家對三維游戲的畫質有了更高的要求，三維游戲的畫質顯然與“材質與渲染”技術是分不開的。許多非常具體的材質任務對游戲制作人員是個挑戰。例如，游戲玩家在三維游戲的戰斗取勝后，通常會獲得一定的“財寶”，這些“財寶”如果“制作”得好，可以讓玩家有一種如獲珍寶的成就感，從而增強了玩家游戲欲望，尤其那些材質炫麗的“財寶”，可給游戲玩家帶來無限的視覺享受和極大的心理滿足。如何制作出材質逼真、特色鮮明有震撼力的效果就是材質制作人員的一個重要課題。本文所要研究的是三維游戲中的貴重金屬材質的制作要領。

1 貴金屬材質及其特性

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]的材質表現特性。現實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“財寶”的主要金屬材質體。如何才能更好地在三維虛擬世界中再現真實世界的貴重金屬的材質效果，這需要其研究材質。

人們常用“珠光寶氣”形容現實世界中的寶物，它也是對“珠寶”最貼切的形容詞。要想在虛擬世界中創造“財寶”，尤其是貴重金屬材質的“財寶”，我們還需要挖掘一下“珠光寶氣”的蘊含。

財寶表面的“氣”應該是有一定專業技術要求的，現實世界中的財寶給人們產生視覺效果的“氣”——是熾熱的、耀眼的、有較高溫度光暈之氣。“氣”的特點反映出“貴”的品質，在金屬的基礎上巧妙地增添這種“貴氣”，為制作貴重金屬物品提供了一條有效的思路。

在人類的歷史長河中，黃金是極具權力和富貴象征的金屬，更代表的是財富。以下我們按照這些思路來制作黃金飾品。

2 貴金屬（黃金）材質的技術實現

2.1 黃金材質的基本金屬效果的技術實現

首先，打開Maya2008軟件，制作一個財寶的場景模型。然后，在Hypershade編輯器中創建一個Phong材質球，該材質特別適合制作質地較硬的金屬材質。通常將該材質的Color（顏色）屬性調制純黑色，但是在這里是制作黃金材質，所以要將Color的色調設置為黃色區域，同時，設置一個合適的飽和度，并降低其色值，具體設置為：H為47.83、S為1.00、V為0.074。顯示為很暗的土黃色。這個顏色可以決定黃金材質的基本色（它是漫反射色）。

然后，進入Phong材質的Specular shading（鏡射屬性組），將Cosine Power（余弦值）調節小一些（在15左右比較合適），這樣黃金材質的高光反射區域會比較大；同時，調節Specular Color（鏡射顏色）為明黃色（可以借助《配色手冊》等工具查找出其顏色參數），同時提高其色值V，具體的Specular Color（鏡射顏色）參數值設置如下：H為39.20、S為1.00、V為4.00。至此，黃金材質的基本設置完成。

接下來，進一步考慮黃金材質的特點，通常黃金飾品與其他金屬[4]有一個明顯的區別，就是黃金飾品通常表面不會有太強烈的環境反射效果（黃金主要突出本身的金黃色），因此，在制作時，其環境反射強度比較低，在這里將Reflectivity（環境反射系數）調節為0.281，反射環境Reflected Color（反射環境顏色）為純黑色。如果所要表現的黃金材質的物品表面不太光滑，可以在基本材質屬性中添加凹凸貼圖進行控制，這樣可以增強飾品的真實感。

最后，為制作的材質添加“貴氣”，是那種熾熱的、耀眼的、有較高溫度的光暈之氣，對于Phong材質有如下幾個屬性可以產生上述效果：Ambient Color（環境顏色）[2]、Incandescence（熾熱值）以及特效屬性中的Glow Intensity（輝光強度）。

2.2 黃金材質的“貴金屬非真實貴氣調節策略”

首先要了解上述因素各自的特點，方能對其靈活應用。Ambient Color（環境顏色）、Incandescence（熾熱值）是材質早期用的材質屬性，它們并不是物體在場景光源作用的效果，只是模擬物體材質對外界光源作用的效果，不會對其他物體產生照明的效果。可見Ambient Color（環境顏色）只是讓該材質物體本身增添一些虛假的外界環境顏色，從而使物體材質周圍有種環境“霧”，這種“霧”調節得適當就可以變成貴金屬材質的“貴氣”。Incandescence（熾熱值）俗稱“自發光”[2]，同樣的道理，也可以調節為黃金等材質的“貴氣”，只是后者調節的影響更明顯，但是容易調節過頭。經過多次實踐發現，如果用上述兩種非真實光照屬性共同來調節，比較容易實現為黃金等材質增強“貴氣”。主要調節策略：Incandescence（熾熱值）是“粗”調節開關，可以快速的達到比較將接近的“貴氣”值，如果“貴氣”值還需要提高，此時，就要使用Ambient Color（環境顏色）作為“細”調節開關進一步的調節，這樣就實現了給黃金等貴金屬增加“貴氣”的效果。但是，這種“貴氣”對周圍物體是沒有光照效果的，在這里估且稱之為“貴金屬非真實貴氣調節策略”。

2.3 黃金材質的“貴金屬真實貴氣調節策略”

接下來還有Glow Intensity（輝光強度）。該屬性值除了讓自身有發光效果外，對周圍物體有照明影響，因此，這是一種全新的發散式增光效果，并且調節比較簡單（只有一個屬性值），效果明顯，但是需要較強的場景光源控制能力和渲染技巧。這種方式調節出來的黃金具有逼真的“金燦燦”效果，在這里估且稱之為“貴金屬真實貴氣調節策略”。

通過上述的理論研究和實驗，可以在黃金材質的基本金屬屬性調節上，運用上述兩種策略進行實踐。在這里，運用第二種“貴金屬真實貴氣調節策略”，將Phong材質的Glow Intensity（輝光強度）值調節為：0.133(一般輝光強度值在0.1左右，否則輝光曝光影響黃金基本材質效果)。運用上述方法，黃金材質的制作就基本完成。

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

3 結束語

本文通過對貴重金屬“貴氣”特征的研究，順利地完成了黃金飾品——黃金手鐲的制作。相對于其他金屬的制作方法，本文發掘出了貴金屬材質的制作方法，總結出了貴金屬制作的兩個策略：一個是“貴金屬真實貴氣調節策略”，另一個是“貴金屬非真實貴氣調節策略”。本文提出的策略為具體的其他貴金屬制作提供了一個參考，并希望起到拋磚引玉的作用。

參考文獻：

[1] 李志豪.Maya6 影視動畫秘笈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完全學習手冊(第一版)[M].清華大學出版社，2005.

[3] 王以斌.Maya材質、貼圖與渲染精粹[M].機械工業出版社，2007.

[4] 張花馗，井慧娟.基于Maya軟件的金屬材質技術的探索[J].教學世界，2009.9:53-54

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