2.1.3 常用Shader（材質）的類型和屬性

1. Shader（材質）的類型

Maya提供了很多材質類型，不同的材質可以表現不同的陰影特征，如果不了解它們，就無法在第一時間找到所需要的質感。下面介紹幾種比較常見的材質類型，分別為Lambert、BlinnAnisotropic 、Phong 、Phong E、Ramp Shader，如圖2-2所示。

● Lambert：常見的材質類型之一。沒有鏡面屬性，不會反射出周圍的環境，適用做不光滑的描繪和粗糙的物體。

● Blinn：常見的材質類型之一。具有柔和的、高質量的靜面高亮區，適用于制作玻璃和金屬。

● Anisotropic：在反射高光時，它在各個方向上是不同的。如果物體表面有細微的凹槽時，可使用Anisotropic材質，適用做CD唱片、毛發等。

● Phong：在Lambert材質基礎上添加一個強烈的高光，就形成了Phong材質，適用做塑料制品。

● Phong E：是Phong材質的簡化版，也具有尖銳的高亮區，但可以控制高亮的柔和性。

● Ramp Shader：這是一個特殊材質，可用于直接制作二維材質或者一些科幻的材質。

2.Shader（材質球）的屬性

每個材質都有其自身的屬性，很多材質球又有共同的屬性。除了Ocean_Shader（海洋材質）以外，其他的材質都具備以下的屬性，如圖2-3所示。

● Common Material Attributes（通用材質屬性）：每種材質都共有的屬性。

● Specular Shading（高光、Lambert除外）：控制表面的高光效果。

● Special Effects（特殊效果）：材質的輝光特效，在渲染的運算中它是最后一個產生效果的。

● Matte Opacity（不透明遮罩）：一般用于合成方面，它可以控制渲染出來的Alpha通道透明度。

● Raytrace Options（光線追蹤選項）：主要控制在光線追蹤條件下物體自身的光學反應屬性。

● Vector Renderer Control（矢量渲染器的控制）：控制矢量渲染的材質屬性。

● mental ray渲染器：在Maya4.5以上的版本中新增添的渲染器mental ray的Shader屬性。

● Node Behavior（節點行為）：節點自身的狀態和執行的順序。

● Hardware Shading（硬件陰影）：在保留軟件渲染的時候忽略硬件渲染的設置。

● Hardware Texturing（硬件紋理）：可以快速且高質量的在工作區中進行紋理或其他屬性的顯示。

● Extra Attributes（其他屬性）：可以自行添加屬性，便于對材質進行控制。

（1）Commom Material Attributes（通用材質屬性）：一般屬性設置。

每個材質都會有些屬性是通用的，了解通用屬性是學習材質球的重要環節，如圖2-4所示。

● Color（顏色）：控制物體的固體顏色，可以是單色也可以是紋理。

● Transparency（透明度）：控制材質的透明度范圍，默認是黑色，表面完全不透明；當值為1（白色）時，表面完全為透明；也可以通過添加紋理來控制透明度的區域。

● Ambient Color（環境顏色）：這個屬性會影響Color的屬性，它會在場景中形成環境燈光。環境燈光具有使物體平面化的效果，均勻地為物體著色，其默認為黑色。這時不影響材質的顏色，只是模擬環境對材質影響的效果，是一個被動的反映。

● Incandescence（白熾熱）：白熾熱可以模仿白熾狀態的物體發射的顏色和光亮（但不照明別的物體），其默認為黑色。一般用來模擬霓虹燈，熔巖等。

注：它和環境色的區別是前者主動發光，后者是被動受光。

● Bump Mapping（凹凸）：使用凹凸紋理可以產生類似浮雕的效果，用于表現物體上的表面細節，此時可以不必使用造型的方法來實現。

● Diffuse（漫反射）：預示著光線對于表面的可見性。我們之所以能看見周圍的物體是因為光線的緣故，如果沒有光線或者很微弱的光線，我們就很難用眼睛辨別物體的形狀。很少物體能自發光，所以必須依賴外界的光線讓我們的眼睛辨別其形狀。Diffuse屬性決定了其表面對光線所作出的反映，數值越大，反射的光線越多，物體看起來就越亮。一般透明的物體Diffuse值會很低，而粗糙的物體Diffuse值會比較高。

● Translucence（半透明）：這個屬性可以模擬光線從背面穿透表面的效果，比如人們的皮膚、蠟燭、花瓣、樹葉等。半透明并不是為50%的透明，而是指一種材質允許光線通過，從而使物體有通透感。

● Translucence Depth（半透明深度）：燈光通過半透明所形成陰影位置的遠近，是光線通過半透明物體的深度。

● Translucence Focus（半透明焦距）：是燈光通過半透明物體所形成的陰影大小。值越大，陰影越大；反之則越小。該設置可以形成表面的反射和底部的反射。

（2）Specular Shading（高光、Lambert除外）屬性

Maya中的一些材質是帶有高光屬性的，例如Anisotropic、Blinn 、Phong、Phomg E等等。

Anisotropic這種材質類型用于模擬具有凹陷的表面、高光變化據別的效果。該材質一般用來制作頭發、CD盤片等。

● Angle：定義凹槽高光的表面方向，其范圍為0—360。由于Anisotropic材質的高光不像其他材質球的高光是圓形的，它的高光區域是一個月牙，所以Anisotropic材質出現了角度控制，可以控制Anisotropic的高光方向。

● Spread X\ Spread X（擴散X軸\擴散Y軸）：控制Anisotropic高光在X和Y方向的擴散程度，X軸對應了U方向逆時針旋轉一個特定角度，Y軸對應了V軸方向旋轉的特定角度。X、Y軸的范圍為0.1—100。用這兩個參數可以形成柱形或錐形的高光，可以用來制作光碟的高光部分。

● Roughness（粗糙度）：控制各項材質的高光粗糙程度，其范圍為0.001—1。值越小面越光滑，并且高光也越集中；值越大表現的表面越粗糙，高光范圍也擴大，相當于更多的區域被漫反射。

● Fresnel Index（菲涅耳指數）：一般來說，當光到達兩種材質的接觸面時，一些光在接觸的表面被反射出去，而另一部分光將發生折射穿過接觸面，這個現象稱為Fresnel效果。這是用來控制高光強弱的，當其值為0時，將不會看到高光。

● Specular Color（高光顏色）：當被設置為黑色時，表面沒有高光。

● Reflectivity（反射率）：用于控制反射能力的大小，Reflectivity在打開和關閉光影追蹤時都同樣起作用。

● Reflected Color（反射顏色）：由于在渲染過程中通過光影追蹤來運算雖然真實，但是渲染時間過長，所以有時候可以通過在Reflected Color中增加環境貼圖來模擬反射，減少渲染時間。當反射率為0時，反射顏色不起作用。

● Anisotropic Reflectivity（各向異反射率）：當打開此選項時，上方的Reflectivity將失去作用，Maya會自動運算反射率；如果關閉，則反之。

（3）Blinn材質屬性

Blinn材質具有反射、高光等屬性，可以用于制作金屬，塑料、玻璃等。這種材質具有很好的軟高光效果，有高質量的鏡面高光效果。

● Eccentricity（離心率）：主要控制高光的區域大小。

● Specular Roll Off（高光衰減）：主要功能是控制高光的強弱，同時也反映了物體對周圍環境反射的能力。這個選項反射率共同作用影響物體的反射效果。

● Specular Color 、Reflectivity、Reflected Color：這三個屬性和各項異材質中的屬性是一樣的。

（4）Phong材質屬性

Phong有明顯的高光區，主要用于制作濕滑的、表面具有光滑反射的物體，如汽車漆，浴室的設備等。

● Cosine Power：是控制Phong材質高光的大小。其值越小，高光范圍越大。

● Phong E和Phong材質很相似，但Phong E比Phong的高光更柔和，渲染時間更快。在新版本中Phong E新增加了一些控制高光的參數，便于用戶控制。

● Roughness（粗糙度）：控制高亮區域的柔和性，也就是高光的聚集范圍。

● Whiteness（亮度）：控制高亮區域的高光點顏色。

● Highlight Size（兩區尺寸）：控制高亮區域的大小。如圖2-5至圖2-8所示分別為Anisotropic、Blinn、Phong、PhongE的高光效果。