MAYA材质贴图理论扫盲-UV的概念

MayaUVs一什么是UVs？我们处在一个丰富多彩的世界，所以在三维制作中，为了使模型表现出丰富的细节，必须给模型使用贴图才能表现出所需要丰富的效果。在MAYA中，为了能在多边形和细分曲面模型网格上使用贴图，必须在模型上创建UVs，然后根据UVs来绘制贴图，在渲染的时候把绘制的贴图指定给物体，这样在渲染时才达到我们需要的效果。下面的图为给模型使用贴图的效果：那么什么是UVs呢？我们知道，在MAYA中使用XYZ来定义三维坐标空间。同样，UVs是使用U和V两个方向的坐标来定义的一直二维纹理的坐标，这个坐标记录着在多边形和细分曲面网格上点的信息，这个坐标叫做UVtexturecoordinates(UV纹理坐标)，这个系统叫做UVtexturespace(UV纹理空间)。在这个UV纹理空间中，U表示水平方向，V表示垂直方向，在这个空间中的点叫做UV点，和模型网格上的点是一一对应的，可以通过UV编辑器来查看UV点在贴图上的位置。创建UVs的过程是建模的最后一个步骤，这个过程叫做UVmapping,即UV映射。通俗的说法就是将一个三维曲面网格展开到一个平面上，这个展开的平面叫做UV贴图，我们就在这张贴图上绘制贴图，在渲染的时候把绘制的贴图指定给模型，这样才可以达到我们所需要的效果。注意：分UV的过程必须在模型完全完成之后才能进行的，这是因为对模型进行建模操作时，模型的UV会跟着改变。这个UVs可以看做是一个桥，通过这个桥，我们可以把3D模型和要使用2D贴图连接起来。这个过程如图所示：对模型创建以及编辑UV的过程中，对模型的形状是没什么影响的。二创建UVs（即对模型进行分UV的过程）MAYA中有五种创建UVs的方式。1PlanarMapping:平面映射这种映射方式对选择的模型或者面在指定的方向上进行UV的投射，这种方式比较适用于平坦的平面，比如一个Box上的面，或者用来创建共享的，重叠的UV。下图为平面映射的原理图：从原理图可以看出，产生最好的效果就是当模型或者是选择的面与选择投射的方向平行的时候，而且平面映射一个最大的问题就是产生UV的重叠和拉伸。2CylindricalMapping:圆柱映射顾名思义，这种方式的投射形状是圆柱形的，适用于类圆柱体的物体，比如人头，其原理图如图：这种映射方式只是在圆柱体的侧面进行投射而已，上下两个面并不进行投射，这也是它的缺点。注意：圆柱映射默认只是映射半个侧面而已。3SphericalMapping：球体映射这种方式适用于类球体的物体,映射原理图如下：注意：球体映射默认情况下只是投射物体的四分之一。4AutomaticMapping:自动映射这种映射方式可以说是从平面映射演变出来的。从上面可以知道，平面映射是在一个选定的方向上物体或者选中的面进行投射，而自动映射提供了多个方向进行投射。使用这种方式时会产生很多块的UV块，这是它的优点的同时也是它的缺点。5CreateUVsBasedOnCamera:根据摄像机来创建UVs。这种创建UVs的方式把摄像机的视角当做一个平面来给选择的物体进行UV的投射，其实也是从平面映射演变过来的。三分UV的原则：1、UVs尽量避免相互重叠（除非有必要）。当UVs重叠,模型的贴图就会重叠，重叠的模型部分纹理就会相同，不利于纹理贴图的安排。如果遇到纹理图案需要重复的物体，则可以利用UVs重叠来节约一些纹理空间，例如瓷砖、天花板、花纹布、墙角线等等。2、UVs避免拉伸。UVs拉伸后会造成2D贴图拉伸，纹理会产生变形，纹理看起来是别扭曲的。3、尽可能减少UVs的接缝（即划分较少的UV块面）。大量UV接缝会影响纹理绘制的效率，因为我们不得不花大量的时间来处理接逢处像素的衔接。如果在接逢处贴图稍微有点颜色差异，就会明显的显露出来。在保持UV不拉伸的情况下尽量将UVs拼成几个整块。4、接缝应安排在摄像机及视觉注意不到的地方或结构变化大、不同颜色材质外观的地方。在人物的模型中，UV的接逢一般安排在头的后侧，手臂、手指、腿的内侧等我们不太注意的地方。当然也可以充分利用不相同的材质外观的交接处来分割UV。5、保持UVs在0-1的纹理空间，并充分利用0-1的纹理空间。打开UVTextureEditor，灰色区域的0-1的范围为UV坐标空间，超出这个空间范围模型就会使用相同的纹理，因为它是无限重复的。UVs编辑完之后我们应该将UVs安排在这个0-1的范围内。三编辑及输出UVs:（一）编辑UV创建了UVs,下一步的工作就是对UV进行编辑，要进行UV的编辑工作，编辑的依据就是上面提到的5个原则。要进行UV的编辑工作，就要使用到UVTexturesEditor，即UV纹理编辑器，它就是用来进行UV的编辑工作的，通过执行Windows/UVTexturesEditor或者多边形模块下的EditUVs/UVTexturesEditor就可以把UV编辑器调出来。1UV编辑器中界面的元素：命令菜单栏，工具架，视图区域。2UV编辑器的视图操作：和MAYA主界面中2D视图的操作方法是一样的。3在UV编辑器中选择元素：在编辑UV的时候，通常要选择多种元素，如面，边，以及UV。在UV编辑器通常是通过右键菜单进行选择的，还可以通过UV编辑器的Select菜单来进行选择。(1）右键菜单可以选择面，边，点，UV以及其他菜单。(2）Ctrl+右键，可以把一种选择的元素转换为其他元素。4UV编辑器工具架上的工具：这些工具是在进行UV编辑工作时使用到较多的操作。（二）输出UVs输出的UV就是进行绘制贴图的依据。