【前言】

       上一篇重点研究了颜色通道以及颜色纹理贴图的绘制情况。当熟悉了BP 3D PAINT的时候，你能否感到：使用纹理绘制工具，能如此直接绘制和编辑纹理，是多么爽的一件事情啊？而BP 3D PAINTER不仅能绘制颜色纹理贴图，它也能绘制材质其他通道的纹理贴图。

下面，就来研究材质置换通道---置换贴图。

【学习】

一、置换贴图的作用：

1、看下图，场景中一个简单的球体。

2、如果材质的颜色通道载入一张地球的颜色纹理贴图。

3、表面的细节有了，但是如果特写近镜头的时候，感觉一般，平淡，没有立体感。

4、在置换通道载入一张地球的置换贴图。

5、在渲染的时候，近镜头效果就不一样了，有了凹凸起伏。（是真的凹凸起伏）

6、这就是置换贴图的作用，它能在渲染的时候，按照置换规则改变模型的表面形状，在实际不增加模型的面数，同时增加表面的细节，但只是在渲染的时候起作用。在场景模型编辑的时候不显示，这能大大提高编辑速度。缺点是渲染的时候很慢，因为它需要增加模型细分并进行转化高度的计算。在现实中，常用置换方法生成地形。

7、制作地形贴图最好的软件，当然是WORLDMACHINE。用它可以随心所欲按照要求，制作近似真实的地形纹理贴图和置换贴图等，有机会再细谈。

8、下图是该软件制作的置换贴图，也叫高度地图，它是个灰色位图。

9、在C4D中建立一个平面，在材质的置换通道--纹理载入上图。设置如下：

10、渲染，发现不错吧。

11、下面这些图，是C4D官方帮助文件中的截图。在置换通道中，用不同的noise燥波纹理生成的置换形体。

从左到右，分别是对燥波贴图的正常，翻转，缩小，放大四种处理，置换渲染形成的几何图形。仔细看看有帮助的。

二、置换贴图的原理

置换贴图就是一张灰度位图。表示黑到灰到白，对应着不同的高度。

1、强度和高度定义渲染之后生成的高度，最后的结果是二者的相乘。

2、类型：以下六种，最常用为强度和强度中心。

3、如下所示：用BP 3D PAINT在置换通道绘制一个灰度贴图如下：

第一种置换类型使用强度中心，强度中心类型的规则是以黑色不置换，为底，白色为最高。

第二种置换类型使用强度，50%灰度的颜色不置换，为底。黑色向下置换，白色向上置换。注意看中间的坡度是从何处开始的。

第三种置换类型红色和绿色:是一张红色和绿色组成的位图。黑色不置换，为底，绿色向上置换，红色向下置换。

第四种置换类型RGB：是一张RGB彩色位图。其中R对应X、G对应Y、B对应Z，三个通道对应三个坐标。（数据存储方式类似法线贴图）

三、置换贴图的设置

下面是置换贴图在渲染时的具体设置。设置好坏，直接影响渲染后的置换结果。具体看C4D自带的帮助，这里着重谈前三个参数：

1、次多边形置换 ：这个必须勾选。否则模型上的面数不够，置换显示不明显。这是个开关。

2、细分数级别：数值越大，置换效果越细腻，但渲染越慢（1-12）这个数值是原始模型面数乘以2的N方。如简单立方体6个面，细分级别如果为3，那么渲染时，模型的面数为6*2*2*2=48面。

3、圆滑几个体：在渲染时，是否平滑模型表面，消除棱角

四、用BP 3D PAINT绘制置换贴图

一般情况下，充当置换贴图的就是一张灰度位图，这张图，你可以到网上去找，然后，转化为灰度图，去掉色彩。但一张合适的置换贴图，最好还是根据自己的要求，用纹理绘制软件自己制作。

下面就简单用一个范例：绘制置换贴图制作一个有脚印的雪地。

1、建立一个平面，分段数高一些。

2、按C转化多边形，按M~C选择笔刷，处理成起伏感觉。

3、使用基本物体进行编辑，制作一个雪人。

4、建立环境。利用MAGICSHOW插件下点雪。（《用插件制作雪中》提到如何使用这个插件）

如下设置

5、把在雪人身上生成的雪，添加一个细分。

6、渲染如下：

为什么要在雪人身上制作雪呢？这说明，先堆成的雪人，后下的雪，雪人下面才会有雪窝，符合逻辑。

发现雪人周边非常空白，非常单调，下面我们用BP 3D PAINT绘制置换贴图，制作一些脚印。

7、整理一下对象，命名归类，形成好习惯。

8、查看一下地面的UV，很整齐，没有重合的。不错！

9、删掉地面雪的材质，新建一个材质赋予它。在颜色通道--纹理--添加--效果--环境吸收。

10、点击对象菜单--对象--烘焙纹理。文件名为'置换贴图"，大小为2048.

11、选项面板--勾选颜色。烘焙出一个中间黑灰色的园洞图案。这是因为雪人和地面接触的形成的。

我们烘焙这个图当做置换贴图。一是知道雪人的位置，方便画脚印；二是形成了雪人下面的雪窝。

12、把刚刚删掉的雪的材质重新赋给地面。在这个材质的置换通道载入刚刚烘焙的置换贴图。并设置如下：

13、转到BP 3D PAINT模块中，选中地面，它已经有材质了。

14、转到材质面板，发现置换通道已经生成，并载有贴图文件。

15、转到图层面板，添加一个透明层。

16、打开纹理窗口，点击纹理菜单--选中这张烘焙贴图，把它显示出来。

17、选中画笔工具，选中黑色。微微扩大涂一下，然后用高斯模糊一下。

18、渲染一下，雪窝有点大了。可以把它在缩小一点。

19、用笔刷绘制两个脚印。

20、关闭背景图层。选中矩形选择工具，并选择脚印。

21、点击笔刷设置--笔刷改为位图，设置--位图--从选集火纹理载入。重新定义一个笔刷。

22、打开底下背景图层，关闭刚绘制的脚印图层，重新再建立一个图层，起名为：一排脚印。

23、对笔刷进行设置如下，调整大小，间隔。可以在图层绘制试一试，CTRL+Z撤销。现在间隔不错了，但是方向不对。

24、点击旋转后边的”... “，打开新面板--勾选绘制方向。

25、然后把旋转调整90度。这样，脚印就跟真鼠标绘制的路径走了。绘制以后，再添加一个图层，在这个图层绘制小孩的脚印。

26、在新建的图层中，把笔刷减小，颜色减淡，在涂一层小孩的。

27、扩大笔刷间隔，随机在雪人周围点涂。

27、最后渲染。如果你感到脚印太深，调整置换的强度和高度。做的有点粗，说明道理就行了。

【后记】

置换贴图在其他软件中，也有叫做Height（高度）贴图的，它的确非常强大，在渲染的时候，能改变物体的形状，非常适合制作静帧高质量的图片渲染和动画。由于它是在后期CPU渲染的时候，才增加模型的细分和表面细节，而模型在编辑的时候，面数很少，所以能节约显示资源，使编辑更流畅，大大提高模型的编辑效率。但是，如果在游戏中，大量使用置换贴图那可麻烦了。GPU显卡不断地置换渲染计算，就会消耗大量的计算资源，会使游戏卡顿。所以，一般游戏中很少使用置换贴图的。那用什么实现这种增加模型表面细节的方法呢？下一篇谈谈《法线贴图和凹凸贴图的用法和区别》，OK!

【感悟】

每一种技术的应用，都是为了更好地突破硬件资源的限制，而想出的一种解决办法。即使在三维场景中制作出你想要的一切东西，软件可以，硬件就受不了，内存不够，显卡不够，CPU不够，硬件限制了软件不可能制作一切东西。所以，为了节约资源，只能制作带有通道的一小部分，最后到非线性编辑软件去合成在一起。

如果你留心，三维软件中有很多节约计算资源的地方，如C4D场景的各显示模式未来节约显示资源设定的；细分对象在使用的时候，显示细分为2，渲染为3等，都是节约计算资源。在日常生活中使用智能手机，在你打完电话30秒左右，自动关闭屏幕，为了节约电池的电能。节约资源，优化设计，在日常生活中无处不在。所以，明白这个道理，才会在未来的项目中，能自觉地实施和优化方案，在任何地方都要考虑节约计算资源，如删除不必要的点、线面，用贴图替代模型细节等等，才能更高效地完成你的项目。