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教程：在 3ds Max 中设置基于物理的渲染材料

项目
06/01/2023

概述

在本教程中，你将学习如何：

将具有高级照明的材料分配给场景中的对象。
处理对象和材料的实例化。
将场景导出为 FBX 格式并选择重要选项。

注意

本教程中所述的过程适用于 3ds Max 2019 和 3ds Max 2020。 3ds Max 2021 导出凹凸贴图的方式发生了变化，这意味着如果使用该版本，转换服务将找不到法线贴图。

在 3ds Max 中创建基于物理的渲染 (PBR) 材料是一项简单的任务。它在许多方面与 Maya 等其他内容创建应用中的 PBR 设置类似。本教程介绍如何为 Azure 远程渲染项目实现基本 PBR 着色器设置和 FBX 导出。

本教程中的示例场景包含许多多边形 box 对象。并为它们分配了不同的材料，如木材、金属、喷漆金属、塑料和橡胶。广泛地说，每种材料包含以下所有或大多数纹理：

反照率，它是材料的颜色贴图，也称为“漫反射”和“基础颜色” 。
金属度，用于确定材料是否为金属以及哪些部分是金属。
粗糙度，用于确定表面的粗糙度或平滑度。它还会影响表面上的反射和高光的清晰度或模糊度。
法线，无需添加更多多边形即可向表面添加细节。细节的例子包括金属表面上的点蚀或凹痕或木材中的颗粒。
环境光遮蔽，用于向模型添加软底纹和接触阴影。它是一个灰度图，指示模型的哪些区域接收完整照明（白色）或完整阴影（黑色）。

准备场景

在 3ds Max 中，设置 PBR 材料的过程如下所示。

首先，我们将创建许多 box 对象，每个对象表示不同类型的材料。

提示

值得注意的是，在开始为远程渲染创建资产之前，它使用“米”作为度量单位。

因此，最好将场景的系统单位设置为“米”。在导出场景时，最好在 FBX 导出设置中将“单位”设置为米。

以下屏幕截图显示了在 3ds Max 中将系统单位设置为“米”的步骤。

在主菜单上，转到“自定义”>“单元设置”>“系统单元设置” 。在“系统单元标度”中，选择“米”：
现在，我们可以开始创建模型。在示例场景中，我们将创建多个 Box 对象，每个对象表示不同类型的材料。例如金属、橡胶、塑料。

提示

在创建资产时，最好按自己的方式适当地对其命名。这样在场景包含大量对象的情况下，就更易于查找。
重命名对象，如以下屏幕截图所示：

分配材料

现在，场景中包含一些对象（在本例中是一些立方体），接下来可开始 PBR 设置：

在主工具栏中，选择“材料编辑器”图标，如以下屏幕截图所示。还可选择键盘上的 M 以打开编辑器。 “材料编辑器”有两种模式，可以在“模式”列表中进行选择：“密实材料编辑器”模式和“板岩材料编辑器”模式。由于此场景相对简单，我们将使用密实模式。
在材料编辑器中，你会看到许多球体。这些球体就是我们的材料。我们会将其中一项材料分配给场景中的每个对象（每个 box）。若要分配材料，请先在主视区中选择一个对象。然后选择“材料编辑器”窗口中的第一个球体。将其分配给某个对象后，所选材料将突出显示，如下图所示。
选择“将材料分配给所选对象”，如下所示。现在，该材料将分配给所选对象。

在“材料编辑器”中，可以根据需要从多种材料类型中进行选择。通常情况下，材料类型默认设置为“标准”。此材料是基本材料，不适用于 PBR 设置。因此，我们需要将材料类型更改为 PBR 材料。物理材料是 Azure 远程渲染项目的首选 3ds Max 材料。
在“材料编辑器”中，选择“标准”选项卡。在“材料/贴图浏览器”中，选择“物理材料” 。此操作将所分配的标准材料转换为 PBR 物理材料。

在“材料编辑器”中，现在可以看到物理材料的属性，如以下屏幕截图所示。现在可以开始为资产分配纹理。

如你所见，有很多贴图和纹理可以添加到材料中。对于本教程，我们仅在材料中使用五个纹理槽。

提示

最好正确命名材料，如前面的屏幕截图中所示。

生成纹理的方式可能因偏好设置或使用情况而异。例如，你可能想要使用可应用于任何资产的平铺纹理。或者，你可能需要项目或资产的特定部分具有自己的自定义纹理集。你可能想要使用可以联机的通用平铺纹理。还可在 Photoshop、Quixel Suite 和 Substance Suite 等应用中自行创建它们。

在开始分配纹理之前，需要考虑资产的纹理坐标 (UVW)。在将纹理应用到模型上时，最佳做法是确保模型已进行解包。（如果没有正确进行 UV 解包，纹理将不会正确显示。）这对我们的目标非常重要，因为我们打算在模型上使用环境光遮蔽 (AO) 贴图。与 Maya 中的 Stingray 着色器不同，3ds Max 中的物理材料没有专用的 AO 纹理槽。因此，我们会将 AO 贴图应用到另一个槽。让它能够与其他纹理（例如平铺纹理）分开使用，我们将为它分配一个它自己的 UVW 贴图通道。

首先，将“解包 UVW 修饰符”分配给模型，如以下屏幕截图所示。

在选定的对象属性编辑器中，选择“修饰符”列表。在显示的下拉列表中，向下滚动并选择“解包 UVW”。此操作会将解包 UVW 修饰符应用到资产。

将贴图通道设置为 1。通常是在贴图通道 1 中执行主要的解包操作。在本例中，对象已在无重叠纹理坐标 (UV) 的情况下进行解包。

接下来是创建第二个 UV 贴图通道。

关闭 UV 编辑器（如果它已打开）。在“编辑 UV”菜单的“通道”区域中，将通道编号更改为“2” 。贴图通道 2 是 AO 贴图的预期通道。
在“通道更改警告”对话框中，可以将通道 1 中的现有 UV“移动”到新的通道 2，或者“放弃”将自动创建新的 UV 解包的现有 UV 。仅当计划为 AO 贴图创建与“贴图通道 1”中的 UV 不同的新 UV 解包时，才选择“放弃”。（例如，如果要在通道 1 中使用平铺纹理。）在本教程中，我们会将 UV 从通道 1 移动到通道 2，因为我们无需编辑新的 UV 通道。

注意

即使你已将 UV 解包从贴图通道 1 复制（移动）到贴图通道 2，你也可以在新的通道 UV 中进行任何必要的编辑，而不会影响原始贴图通道。

创建新的贴图通道之后，我们可回到材料编辑器中的物理材料，并开始向其添加纹理。首先，添加 AO 贴图，因为还有另一个步骤可以使其正常工作。将 AO 贴图插入材料后，我们需要将其配置为使用贴图通道 2。

如前文所述，3ds Max 物理材料中没有专门用于 AO 贴图的槽。因此，我们改为将 AO 贴图应用到“漫反射粗糙度”槽。

在物理材料的“通用贴图”列表中，选择“漫反射粗糙度”旁边的“无贴图”槽并加载 AO 贴图。
在 AO 纹理属性中，贴图通道默认设置为 1。将此值更改为 2。此操作完成添加 AO 贴图所需的步骤。

重要

此步骤非常重要，当通道 2 中的 UV 与通道 1 中的 UV 不同时尤其如此，因为如果选择错误的通道，AO 将无法正确映射。

现在，我们将法线贴图分配给 PBR 材料。此操作与 Maya 中的过程有些不同。法线贴图不会直接应用于凹凸贴图槽。（3ds Max 物理材料中没有法线贴图槽。）相反，将法线贴图添加到法线贴图修饰符中，法线贴图修饰符本身插入法线槽中。

在物理材料属性（位于材料编辑器中）的“特殊贴图”部分，选择“凹凸贴图”旁边的“无贴图”槽。
在“材料/贴图浏览器”中，找到并选择“法线凹凸” 。此操作向材料添加“法线凹凸”修饰符。
在“法线凹凸”修饰符中，选择“法线”旁边的“无贴图” 。找到并加载法线贴图。
请确保将该方法设置为“切线”。（应默认为此设置。）如有必要，请切换“翻转绿色(Y)”。

正确分配法线贴图后，我们可以分配剩余纹理以完成物理材料设置。过程很简单。没有要考虑的特殊设置。以下屏幕截图显示了分配给材料的一整套纹理：

屏幕截图显示了分配给材料的一整套纹理。

创建并设置 PBR 之后，接下来应考虑如何在场景中实例化对象。将场景中的类似对象（如螺母、螺栓、螺钉和垫圈）进行实例化。任何相同的对象都可以显著节省文件容量。主对象的实例可以具有自己的缩放、旋转和转换，以便可以在场景中按需放置。在 3ds Max 中，实例化的过程十分简单。

在主视区中，选择要导出的一个或多个对象。
按住 Shift 键并使用转换（移动）工具向上拖动资产。
在“克隆选项”对话框中，将“对象”设置为“实例”，然后选择“确定” ：

此操作会创建对象的一个实例，它可以独立于父对象以及该父对象的其他实例进行旋转或缩放。

重要

在子对象模式下对实例所做的任何更改都会传输到对象的所有实例。因此，如果要处理实例化对象的组件（如顶点和多边形面），请确保需要所做的任何更改都能影响所有实例。请记住，任何实例对象都可随时成为唯一的对象。

提示

在场景中实例化时，最好在执行操作的过程中创建实例。如果在操作完之后将副本替换为实例对象，会很麻烦。

在转到导出过程之前需要注意的最后一点是，你希望如何打包你的场景/资产来进行共享。理想情况下，如果将资产传递给客户端或团队成员，你将希望他们能够尽可能顺利打开并查看资产。因此，请务必使资产纹理路径相对于场景文件。如果资产的纹理路径指向本地驱动器或绝对路径/位置，则在其他计算机上打开时，它们将不会加载到场景中，即使 .max 文件与纹理位于同一文件夹中也是如此。使纹理路径相对于 3ds Max 即可解决此问题，该操作非常简单。

在主工具栏中，转到“文件”>“参考”>“资产跟踪切换” 。
在资产跟踪窗口中，你将看到已应用于“贴图/着色器”列中列出的 PBR 材料的所有或大部分纹理。
在“完整路径”列中，你将在相应纹理旁边看到纹理位置的文件路径（最有可能是它们在本地计算机上的位置路径）。
最后，你将看到一个名为“状态”的列。此列指示是否已找到给定纹理以及是否已将其应用于场景。它用以下术语之一来标记纹理：“正常”、“已找到”或“文件丢失” 。前两个词表示已找到并已加载文件。最后一个词表示跟踪器未能找到文件。

你可能会发现，首次打开“资产跟踪”窗口时，并非所有纹理都列在该窗口中。不过无需担心。因为运行一两次路径查找过程通常即可找到所有场景纹理。路径查找过程如下所示：

在“资产跟踪器”窗口中，按住 Shift 并选择“贴图/着色器”列表中的第一个纹理，按住 Shift 不松并选择列表中的最后一个纹理。此操作将选中列表中的所有纹理。选定纹理以蓝色突出显示。（请参阅前面的屏幕截图。）
右键单击此选区，然后选择“设置路径”。
在“指定资产路径”框中，选择纹理的本地路径并将其替换为 .\。选择“确定”。

“资产跟踪”窗口将更新，如以下屏幕截图所示。此更新可能需要一些时间，具体取决于场景中的纹理数量以及场景大小。

请注意，“完整路径”列现在是空白的。这意味着场景不再在特定（绝对）位置查找相关纹理。只要 .max 文件或相关的 FBX 文件与纹理位于同一文件夹中，就会始终找到它们。

注意

可能需要多次重复此过程来查找和解析所有纹理和路径。不过无需担心。只需重复此过程，直到对所有相关的资产进行了考虑。在某些情况下，将找不到某些文件。在这种情况下，只需选择列表中的所有资产，然后选择“删除缺失的路径”即可。（请参见上图。）

FBX 导出

现在我们已经使纹理路径相关，可以继续执行 FBX 导出操作。同样，此过程也很简单，可通过多种方式完成。

提示

除非要导出整个场景，否则最好选择仅导出所需的资产。在资源密集型场景中，导出可能需要很长时间。

如果使用了 Turbosmooth 或 Open SubDiv 等修饰符，最好在导出之前进行折叠，因为它们会导致导出过程出现问题。在对场景进行折叠之前，请务必保存场景。

在场景中，选择要导出的资产。在主工具栏上，转到“文件”>“导出”>“导出所选” 。
在“选择要导出的文件”对话框中，键入或选择输出文件名。在“另存为类型”列表中，选择“Autodesk (*.fbx)” 。此操作将打开“FBX 导出”窗口。

重要

如果在场景中创建了实例，请务必在 FBX 导出设置中选择“保留实例”。

显示如何导出到 FBX 的屏幕截图。

请记住，有几种方法可以导出该文件。如果打算在文件夹/目录中共享 FBX 及其纹理文件，则以下屏幕截图中显示的设置应可以正常工作。

如果不希望与 FBX 一起共享大型纹理文件夹/目录，可选择在 FBX 中嵌入纹理。如果嵌入纹理，则整个资产（包括纹理）将添加到单个 FBX。这样做会将导出内容合并为一个资产，但最终 FBX 文件要大得多。

重要

如果生成的 FBX 文件大于 2.4 GB，则 FBX 导出设置中指定的最低版本应为 2016 或更高版本。（请参阅前面的屏幕截图。）较新版本具有 64 位支持，因此支持更大的文件。

如果要导出包含纹理的场景，请在 *FBX 导出窗口中，选择“嵌入媒体”。
选择其余设置，然后选择“确定”：

使用物理材料导出到 FBX 时，在 FBX 导出窗口中选择“确定”后，可能会看到以下警告：

此警告通知你导出的材料可能与其他软件包不兼容。因为物理材料与 Azure 远程渲染兼容，所以不必担心此警告。
选择“确定”完成该过程，然后关闭窗口即可。