2.1.3 常用Shader（材质）的类型和属性

1. Shader（材质）的类型

Maya提供了很多材质类型，不同的材质可以表现不同的阴影特征，如果不了解它们，就无法在第一时间找到所需要的质感。下面介绍几种比较常见的材质类型，分别为Lambert、BlinnAnisotropic 、Phong 、Phong E、Ramp Shader，如图2-2所示。

● Lambert：常见的材质类型之一。没有镜面属性，不会反射出周围的环境，适用做不光滑的描绘和粗糙的物体。

● Blinn：常见的材质类型之一。具有柔和的、高质量的静面高亮区，适用于制作玻璃和金属。

● Anisotropic：在反射高光时，它在各个方向上是不同的。如果物体表面有细微的凹槽时，可使用Anisotropic材质，适用做CD唱片、毛发等。

● Phong：在Lambert材质基础上添加一个强烈的高光，就形成了Phong材质，适用做塑料制品。

● Phong E：是Phong材质的简化版，也具有尖锐的高亮区，但可以控制高亮的柔和性。

● Ramp Shader：这是一个特殊材质，可用于直接制作二维材质或者一些科幻的材质。

2.Shader（材质球）的属性

每个材质都有其自身的属性，很多材质球又有共同的属性。除了Ocean_Shader（海洋材质）以外，其他的材质都具备以下的属性，如图2-3所示。

● Common Material Attributes（通用材质属性）：每种材质都共有的属性。

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

● Special Effects（特殊效果）：材质的辉光特效，在渲染的运算中它是最后一个产生效果的。

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

● Raytrace Options（光线追踪选项）：主要控制在光线追踪条件下物体自身的光学反应属性。

● Vector Renderer Control（矢量渲染器的控制）：控制矢量渲染的材质属性。

● 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属性。

● Node Behavior（节点行为）：节点自身的状态和执行的顺序。

● Hardware Shading（硬件阴影）：在保留软件渲染的时候忽略硬件渲染的设置。

● Hardware Texturing（硬件纹理）：可以快速且高质量的在工作区中进行纹理或其他属性的显示。

● Extra Attributes（其他属性）：可以自行添加属性，便于对材质进行控制。

（1）Commom Material Attributes（通用材质属性）：一般属性设置。

每个材质都会有些属性是通用的，了解通用属性是学习材质球的重要环节，如图2-4所示。

● Color（颜色）：控制物体的固体颜色，可以是单色也可以是纹理。

● Transparency（透明度）：控制材质的透明度范围，默认是黑色，表面完全不透明；当值为1（白色）时，表面完全为透明；也可以通过添加纹理来控制透明度的区域。

● Ambient Color（环境颜色）：这个属性会影响Color的属性，它会在场景中形成环境灯光。环境灯光具有使物体平面化的效果，均匀地为物体着色，其默认为黑色。这时不影响材质的颜色，只是模拟环境对材质影响的效果，是一个被动的反映。

● Incandescence（白炽热）：白炽热可以模仿白炽状态的物体发射的颜色和光亮（但不照明别的物体），其默认为黑色。一般用来模拟霓虹灯，熔岩等。

注：它和环境色的区别是前者主动发光，后者是被动受光。

● Bump Mapping（凹凸）：使用凹凸纹理可以产生类似浮雕的效果，用于表现物体上的表面细节，此时可以不必使用造型的方法来实现。

● Diffuse（漫反射）：预示着光线对于表面的可见性。我们之所以能看见周围的物体是因为光线的缘故，如果没有光线或者很微弱的光线，我们就很难用眼睛辨别物体的形状。很少物体能自发光，所以必须依赖外界的光线让我们的眼睛辨别其形状。Diffuse属性决定了其表面对光线所作出的反映，数值越大，反射的光线越多，物体看起来就越亮。一般透明的物体Diffuse值会很低，而粗糙的物体Diffuse值会比较高。

● Translucence（半透明）：这个属性可以模拟光线从背面穿透表面的效果，比如人们的皮肤、蜡烛、花瓣、树叶等。半透明并不是为50%的透明，而是指一种材质允许光线通过，从而使物体有通透感。

● Translucence Depth（半透明深度）：灯光通过半透明所形成阴影位置的远近，是光线通过半透明物体的深度。

● Translucence Focus（半透明焦距）：是灯光通过半透明物体所形成的阴影大小。值越大，阴影越大；反之则越小。该设置可以形成表面的反射和底部的反射。

（2）Specular Shading（高光、Lambert除外）属性

Maya中的一些材质是带有高光属性的，例如Anisotropic、Blinn 、Phong、Phomg E等等。

Anisotropic这种材质类型用于模拟具有凹陷的表面、高光变化据别的效果。该材质一般用来制作头发、CD盘片等。

● Angle：定义凹槽高光的表面方向，其范围为0—360。由于Anisotropic材质的高光不像其他材质球的高光是圆形的，它的高光区域是一个月牙，所以Anisotropic材质出现了角度控制，可以控制Anisotropic的高光方向。

● Spread X\ Spread X（扩散X轴\扩散Y轴）：控制Anisotropic高光在X和Y方向的扩散程度，X轴对应了U方向逆时针旋转一个特定角度，Y轴对应了V轴方向旋转的特定角度。X、Y轴的范围为0.1—100。用这两个参数可以形成柱形或锥形的高光，可以用来制作光碟的高光部分。

● Roughness（粗糙度）：控制各项材质的高光粗糙程度，其范围为0.001—1。值越小面越光滑，并且高光也越集中；值越大表现的表面越粗糙，高光范围也扩大，相当于更多的区域被漫反射。

● Fresnel Index（菲涅耳指数）：一般来说，当光到达两种材质的接触面时，一些光在接触的表面被反射出去，而另一部分光将发生折射穿过接触面，这个现象称为Fresnel效果。这是用来控制高光强弱的，当其值为0时，将不会看到高光。

● Specular Color（高光颜色）：当被设置为黑色时，表面没有高光。

● Reflectivity（反射率）：用于控制反射能力的大小，Reflectivity在打开和关闭光影追踪时都同样起作用。

● Reflected Color（反射颜色）：由于在渲染过程中通过光影追踪来运算虽然真实，但是渲染时间过长，所以有时候可以通过在Reflected Color中增加环境贴图来模拟反射，减少渲染时间。当反射率为0时，反射颜色不起作用。

● Anisotropic Reflectivity（各向异反射率）：当打开此选项时，上方的Reflectivity将失去作用，Maya会自动运算反射率；如果关闭，则反之。

（3）Blinn材质属性

Blinn材质具有反射、高光等属性，可以用于制作金属，塑料、玻璃等。这种材质具有很好的软高光效果，有高质量的镜面高光效果。

● Eccentricity（离心率）：主要控制高光的区域大小。

● Specular Roll Off（高光衰减）：主要功能是控制高光的强弱，同时也反映了物体对周围环境反射的能力。这个选项反射率共同作用影响物体的反射效果。

● Specular Color 、Reflectivity、Reflected Color：这三个属性和各项异材质中的属性是一样的。

（4）Phong材质属性

Phong有明显的高光区，主要用于制作湿滑的、表面具有光滑反射的物体，如汽车漆，浴室的设备等。

● Cosine Power：是控制Phong材质高光的大小。其值越小，高光范围越大。

● Phong E和Phong材质很相似，但Phong E比Phong的高光更柔和，渲染时间更快。在新版本中Phong E新增加了一些控制高光的参数，便于用户控制。

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

● Whiteness（亮度）：控制高亮区域的高光点颜色。

● Highlight Size（两区尺寸）：控制高亮区域的大小。如图2-5至图2-8所示分别为Anisotropic、Blinn、Phong、PhongE的高光效果。