Texture(纹理)和Material(材质)概念上的区别

本文探讨了在计算机图形学中,纹理与材质的概念。纹理侧重于表面的视觉效果,如贴图;材质则关注物体的物理属性,如反射系数。通过对比实例,解释了它们如何在模型中应用,并揭示了材质与纹理的本质区别。
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我的理解是:纹理更偏向于“图”,而材质更偏向于“属性”。

打个比方说,对同一个立方体模型进行处理:

加纹理信息,可以认为是贴上图,比如木头的纹理图,大理石的纹理图。

加材质信息,可以认为是为这个立方体加上属性(这些属性主要是指反射系数、折射系数等),比如木头的属性或大理石的属性。

从另一个角度来看,加了纹理的模型是静态的和表面的,不会因为外界环境变化而变化(比如光照)。但是加了材质的模型是动态的和本质的,当外界环境变化的时候能做出相应的变化,所以更真实。

最简单的例子就是,我们可以做出有木头光泽的大理石模型,有大理石光泽的木头模型,有木头光泽的木头模型,有大理石光泽的大理石模型。在上面的描述中,有“什么光泽”的“什么”,这是材质信息;“什么模型”的“什么”,这是纹理信息。

说了那么多,具体的只能自己体会啦。这也只是我个人的理解,:)

一般在CG中,“材质”(Material)指的其实是颜色,准确的说,指的是物体表面对射到表面上的色光的RGB分量的反射率。通常材质都包括环境光、漫射光、镜面光和自发光等成分,指的就是对不同的光线,不同颜色分量的反射程度。
“纹理”(texture)指的是位图,把一张图贴到一个表面上去,实际是摹拟了自然事物的漫射材质。因为材质一般只对顶点指定,你不可能对这个平面上的每个像素都指定一种材质。纹理其实就是起这个作用,相当于对这个平面上的每个像素都指定了不同的漫射材质。
不知道我的解释你明白了没有?
其实说穿了,材质和纹理都只是“颜色”而已。

“物体表面的颜色”,这种说法似是而非。物体表面哪来的颜色?
我们看到树是绿的,花是红的,只不过是因为树叶表面反射G分量最强而RB分量被吸收;花表面反射R分量最强而GB分量被吸收而已。说到底,物体的颜色都是外界给的,颜色并不是物体本身的属性。对RGB分量的反射率才是物体本身的属性。
你当然可以说“石膏是白的”,但把石膏放在红色灯下,石膏也就成了红的。你只能说“石膏在白色光下是白的”——这不是一句废话吗?
纹理实际上是对漫反射率的一个摹拟,准确的说,纹理摹拟的是物体表面在白色漫射光照下,各点的反射率。而材质反映的是物体在环境光、漫射光、直射光甚至自发光照射下的反射率,仅此而已,没有什么内部外部,本质表象的。  

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<think> 材质纹理坐标(Material TexCoords)的数量主要与以下因素相关: 1. **材质复杂度**: - 多层混合材质(如地形、皮肤)需要更多UV通道 - 每增加一个独立纹理采样至少需一个UV通道 - 特殊效果(视差、POM)需要额外UV集 2. **纹理映射技术**: ```mermaid graph LR A[UV通道需求] --> B[基础纹理] A --> C[法线贴图] A --> D[细节贴图] A --> E[光照贴图] A --> F[遮罩纹理] ``` 多纹理叠加时可能需要不同UV变换(缩放/旋转) 3. **着色模型特性**: - 清漆层(Clear Coat)需要独立UV - 各向异性材质需专用UV方向控制 - 位移贴图(Displacement)需要高质量UV 4. **平台限制**: | 平台 | 最大UV通道数 | |------------|-------------| | PC(DirectX11)| 8 | | Mobile | 4-6 | | Switch | 6 | | VR | 通常限制4个 | 5. **自定义插值器占用**: - 自定义顶点数据可能占用UV通道(当TEXCOORD不够用时) - 如风场动画参数常通过UV通道传递 §§相关问题§§ 1. 在虚幻引擎中如何扩展超过8组纹理坐标? 2. 当UV通道不足时有哪些替代方案传递额外数据? 3. 动态纹理流动效果需要占用几个UV通道? 4. 为什么次世代角色材质通常需要4组以上UV? 5. 光照贴图UV是否计入材质纹理坐标限制? </think> 材质纹理坐标(`material_texcoords`)的数量主要取决于以下核心因素: ### 一、基础决定因素 1. **顶点数据输入**: - 由网格体(Mesh)提供的原始UV通道数量 - 静态网格导入时可设置的最大UV通道数(通常0-8) ```mermaid graph LR A[Mesh顶点数据] --> B[UV0] A --> C[UV1] A --> D[...] A --> E[UV7] ``` 2. **材质需求复杂度**: | 材质类型 | 典型UV需求 | 示例用途 | |---|---|---| | 基础材质 | 1-2组 | 漫反射+法线贴图 | | 多层混合 | 3-5组 | 基础层+细节层+遮罩 | | 高级特效 | 6-8组 | 视差+流场+变形 | ### 二、关键影响因素 3. **纹理采样需求**: - 每个独立采样的纹理至少需要1组UV坐标 - 多重纹理混合(如`Layer Blend`节点)成倍增加需求 4. **坐标变换操作**: - 每个`TextureCoordinate`节点占用1组 - 若进行动态变换(旋转/平移/Panner),需额外独立UV集 ```hlsl // 示例:两个独立UV变换 UVSet1 = TextureCoordinate(0) + PannerSpeed; UVSet2 = Rotate(TextureCoordinate(1), Angle); ``` 5. **特殊效果实现**: - 视差贴图(Parallax):需额外UV进行深度采样 - 世界位置对齐(World Aligned Texture):需要3组UV(XYZ轴向) - 水流/溶解效果:动态UV通常需独立通道 ### 三、引擎限制与优化 6. **平台硬件限制**: | 平台 | 最大支持UV数 | 典型配置 | |---|---|---| | PC | 8组 | 常用4-6组 | | 移动端 | 4-6组 | 推荐≤4组 | | VR设备 | 4组 | 严格优化 | 7. **性能优化实践**: - 通过`UV合并技术`减少实际使用量 - 复用UV集(如法线与粗糙度共用UV0) - 使用`Virtual Texture`降低依赖
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