3D 模型材质编辑器

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材质贴图（Texture Mapping）：是在物体着色方面最引人注目、也是最拟真的方法，同时也多为游戏软件所采用。一张平面图像（可以是数字化图像、小图标或点阵位图）会被贴到多边形上，通常把它想象成 3D 物件的壁纸，亦即将一张 2D 图纸"糊"到一个 3D 表面。如在赛车游戏的开发上，可能也会用这项技术来绘制轮胎胎面及车体涂装。

1、什么是材质纹理？

材质的真相

材质简单的说就是物体看起来的质地。材质可以看成是材料和质感的结合。在渲染程序中，它是表面各可视属性的结合，这些可视属性是指表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。正是有了这些属性，才能让我们识别三维中的模型是什么做成的，也正是有了这些属性，我们计算机三维的虚拟世界才会和真实世界一样缤纷多彩。我们必须仔细分析产生不同材质的原因，才能让我们更好的把握质感。材质的真相仍然是光，离开光材质是无法体现的。举例来说，借助夜晚微弱的天空光，我们往往很难分辨物体的材质，而在正常的照明条件下，则很容易分辨。另外，在彩色光源的照射下，我们也很难分辨物体表面的颜色，在白色光源的照射下则很容易。这种情况表明了物体的材质与光的微妙关系。下面，我们将具体分析两者间的相互作用。

色彩（包括纹理）

色彩是光的一种特性，我们通常看到的色彩是光作用于眼睛的结果。但光线照射到物体上的时候，物体会吸收一些光色，同时也会漫反射一些光色，这些漫反射出来的光色到达我们的的眼睛之后，就决定物体看起来是什么颜色，这种颜色在绘画中称为“固有色”。这些被漫反射出来的光色除了会影响我们的视觉之外，还会影响它周围的物体，这就是光能传递。当然，影响的范围不会像我们的视觉范围那么大，它要遵循光能衰减的原理。另外，有很多资料把Radiosity翻译成“热辐射”，其实这也蛮贴切的，因为物体在反射光色的时候，光色就是以辐射的形式发散出去的，所以，它周围的物体才会出现“染色”现象。

光滑与反射

一个物体是否有光滑的表面，往往不需要用手去触摸，视觉就会告诉我们结果。因为光滑的物体，总会出现明显的高光，比如玻璃、瓷器、金属………而没有明显高光的物体，通常都是比较粗糙的，比如砖头、瓦片、泥土………这种差异在自然界无处不在，但它的产生依然是光线的反射作用，但和上面“固有色”的漫反射方式不同，光滑的物体有一种类似“镜子”的效果，在物体的表面还没有光滑到可以镜像反射出周围的物体的时候，它对光源的位置和颜色是非常敏感的。所以，光滑的物体表面只“镜射”出光源，这就是物体表面的高光区，它的颜色是由照射它的光源颜色决定的（金属除外），随着物体表面光滑度的提高，对光源的反射会越来越清晰，这就是在三维材质编辑中，越是光滑的物体高光范围越小，强度越高。当高光的清晰程度已经接近光源本身后，物体表面通常就要呈现出另一种面貌了，这就是 Reflection 材质产生的原因，也是古人磨铜为镜的原理。但必须注意的是，不是任何材质都可以在不断的“磨练”中提高自己的光滑程度。比如我们很清楚瓦片是不会磨成镜的，原因是瓦片是很粗糙的，这个粗糙不单指它的外观，也指它内部的微观结构。瓦片质地粗糙里面充满了气孔，无论怎样磨它，也只能使它的表面看起来整齐，而不能填补这些气孔，所以无法成镜。我们在编辑材质的时候，一定不能忽视材质光滑度的上限，有很多初学者作品中的物体看起来都像是塑料做的就是这个原因。

透明与折射

自然界的大多数物体通常会遮挡光线，当光线可以自由的穿过物体时，这个物体肯定就是透明的。这里所指的“穿过”，不单指光源的光线穿过透明物体，还指透明物体背后的物体反射出来的光线也要再次穿过透明物体，这样使我们可以看见透明物体背后的东西。由于透明物体的密度不同，光线射入后会发生偏转现象，这就是折射。比如插进水里的筷子，看起来就是弯的。不同的透明物质其折射率也不一样，即使同一种透明的物质，温度的不同也会影响其折射率，比如当我们穿过火焰上方的热空气观察对面的景象，会发现有明显的扭曲现象。这就是因为温度改变了空气的密度，不同的密度产生了不同的折射率。正确的使用折射率是真实再现透明物体的重要手段。

2、材质贴图的作用？

材质贴图在计算机图形学中是把存储在内存里的位图包裹到 3D 渲染物体的表面。纹理给物体提供了丰富的细节，用简单的方式模拟出了复杂的外观。一个图像（纹理）被贴(映射)到场景中的一个简单形体上，就像印花贴到一个平面上一样。这大大减少了在场景中制作形体和纹理的计算量。例如，可以创建一个球并把脸的纹理贴上去，这样就不用处理鼻子和眼睛的形状了。

随着图形卡功能越来越强，理论上材质贴图变得越来越不必要，而三维绘制(渲染)成了常用的工具。但事实上，最近的趋势是使用更大和更多的纹理图像，再加上把多幅纹理组合到同个物体的不同角度的复杂技术。(这在实时图形学中更为重要，因为同时显示的纹理个数是可用图形内存容量的函数。)

最后显示在屏幕上的像素是从纹理的texel中计算的，这由纹理滤波决定。最快的方法是每个像素使用一个 texel，线性插值也很常用，还有更复杂的办法，参看MIPMAP。另外，纹理也可用来决定模型表面的颜色，甚至双向反射分布函数(BRDF)，从而和光照模型等方法结合起来。

3、有哪些材质贴图？

1. 贴图（Texture）：贴图是指将图像映射到模型表面以实现细节和纹理效果的技术。常见的贴图类型包括颜色贴图、法线贴图、高光贴图、环境贴图等。颜色贴图用于定义模型表面的基本颜色。法线贴图用于模拟表面的细节和凹凸感。高光贴图用于定义模型表面的镜面高光反射部分，增强光照效果。环境贴图用于模拟环境光照和反射。

2. 自发光贴图（Emissive Texture）：自发光贴图定义了模型表面自身发光的部分。通过给模型的某些区域赋予自发光贴图，可以使其在渲染时呈现出发光的效果，例如荧光材质或发光纹理效果。

3. 透明贴图（Opacity Texture）：透明贴图用于控制模型表面的透明度。通过透明贴图，可以实现模型局部透明或半透明的效果，如玻璃、水面或植物的叶子等。

4. 凹凸贴图（Bump/Normal Texture）：凹凸贴图通过改变模型表面正常的法线方向来模拟凹凸细节。该贴图可以赋予表面更多的细节和深度感，但不会改变模型的几何形状。

5. 环境光遮挡贴图（Ambient Occlusion Texture）：环境光遮挡贴图用于模拟环境中光线受阻遮挡的效果。它可以增强模型的凹凸感和阴影效果，使其看起来更真实。

6. 位移贴图（Displacement Map）：位移贴图通过改变模型顶点的位置来模拟细节和几何形状的改变。与凹凸贴图不同，位移贴图可以真实地改变模型的几何形状。

7. 粗糙贴图（Roughness Texture）：粗糙贴图用于控制模型表面的光滑度。通过调整粗糙贴图的值，可以实现模型表面的光滑或粗糙的外观。

8. 金属贴图（Metallic Texture）：金属贴图用于定义模型表面的金属属性。通过调整金属贴图的值，可以指定哪些部分是金属的，哪些是非金属的。

9. 光照贴图（Lighting Texture）：光照贴图用于预定义模型的光照效果。通过给模型应用光照贴图，可以在渲染时模拟出各种光照条件下的外观效果。

10. 其他。

4、如何设置 3D 模型材质贴图？

很多时候，创建好模型之后，我们都希望给模型应用一些纹理，从而提高模型的真实效果，这些在GLTF在线纹理贴图工具中可轻松实现。但要注意，GLTF 在线纹理贴图工具会导入所有的模型装配和组件，保留模型结构，如果你想面向相同的部件，实现不同的纹理/外观，只需在 3D 建模软件中给那些面雕刻不同的颜色。

左侧是模型的 mesh 网格

GLTF在线纹理贴图工具 是一款基于 web 的在线纹理贴图工具，使用者根据模型的 mesh 添加对应的纹理贴图就可以很轻松的完成模型的纹理编辑。

如何设置 Mesh 纹理？

使用者先选择左侧面板的 mesh 网格，右侧就会展示对应的纹理属性，如图：

然后根据需设置点击【纹理】属性后面的白色按钮，弹出本地文件选择框，选择本地纹理贴图文件，点击确定就可以将纹理贴图添加到对应的 Mesh 上。

以下是使用GLTF在线纹理贴图工具 设置纹理贴图的三个实例：

地形纹理

交通信号灯

雪糕筒

GLTF 编辑器 是一个功能强大、易于使用的在线 3D 模型编辑和查看工具，它支持多种格式的 3D 模型导入并将模型导出为 GLB 格式，除了可以对 3D 模型进行基本属性的修改之外，还支持对模型原点重置以及模型材质纹理修改。对于 3D 开发者和设计师来说，GLTF 编辑器 是一个非常有用的工具，可以帮助他们更方便地处理 3D 模型数据。

转载：3D模型材质编辑器 (mvrlink.com)