打破材质分辨率限制，Blender着色器教程_风闻

对于任何的3D建模而言，材质可以说是实现视觉效果最关键的一步，但并不是所有的材质都可以通过着色器自行生成，我们仍需要使用PBR（Physically Based Rendering，基于物理的渲染）材质，这些材质基本都源自真实场景中拍摄的照片，PBR材质的优点是真实性很强，并且可以调整颜色、糙度、凹凸、置换等细节，而且相对VRAY等方案来说计算强度更低，对于实时渲染而言是很好的选择对象。

1.大场景单一材质容易出现规律性重复，怎么办？

但既然是源自真实世界的数字图像就一定存在边界问题，当我们想要在很大的物体上使用PBR材质时，就不可避免地需要在UV面板中进行缩放，这时候就会出现一个明显的问题：即便你下载了所谓的无缝材质，在这种大幅度缩放的情况下也会出现规律性重复，如图1所示，这无疑会大幅降低视觉真实性，相信很多设计师都已经遭遇过这样的情况。那么，这个问题有没有办法解决呢？

图1

2.思路解析：从整个UV来打破规律！

在动手前不妨先思考一下，之所以会出现规律的原因在于物体的UV是由一块块一模一样的材质所构成，所以方案A：让每一块材质都不一样，这个方案目前来看实现难度很大，不推荐。而方案B就是打破UV构成形式，让它不再像砌砖一样规规整整，这个方案显然难度要低很多，所以就从它入手吧！

第一步：使用沃罗诺伊纹理改变材质映射

材质的显示都是通过纹理坐标来进行映射，因此，当我们需要打破UV形式时，从映射方式入手再合适不过，而映射项目上可以看到“位置”和“旋转”项目，只要改变这两个项目就能实现材质UV的重构，不过，我们仍需要选择一种重构方式，其中沃罗诺伊纹理的颜色选项就是一个非常不错的方案，它的构成形态如图2所示，显然，当随机性设置为1时，完全没有规律性，用来作为UV重构图样很适合。

图2

所以，我们需要用它来连接材质的映射位置和旋转选项，但直接连接会存在问题，因此需要为位置选项增加一个相乘和相加，以便于微调每一个重构分块的位置，而旋转选项则需要连接相乘和合并XYZ，并以Z连接，这是因为我们并不想它在每一个轴都旋转，那样会导致图案出现明显的拉伸，当然，这是因为我们的物体是平面对象，在针对立体对象时需要随机应变，灵活设置。

第二步，降低重构UV分区的边缘锐度

当完成上一步之后其实我们就可以看到材质已经看不到规律性重复，但又有了新的问题：沃罗诺伊纹理的边缘锐度很高，几乎没有柔和的过渡，这就会导致如图3所示的情况，材质细节上会有很明显的边缘切割，这对于同时需要大场景和细节展示的设计主题来说显然不可取，所以，我们还需要进一步设置着色器以修正这个问题。

图3

既然是重构UV的边缘出现问题，就想办法柔和过渡吧。首先我们将原材质复制一组放到一边，并用混合着色器将它与我们此前做好的重构UV材质进行混合，这么做的目的是让原材质作为混合项，来为锐利的边缘做图像填充。

接下来复制一个沃罗诺伊纹理极其纹理坐标，将“F1”改为“到边缘的距离”，这里建议用值（明度）同时连接这两个沃罗诺伊纹理的缩放值，因为这两个值必须保持一致，然后使用一个相乘来连接新的沃罗诺伊纹理和混合着色器的系数，并适当调整相乘的数值。

这时候我们可以在原材质和原理化BSDF之间添加一个“色相/饱和度/明度”，并将“色相”增加到1，这样我们就能如图4那样清晰地看到两个材质如何进行混合，蓝色部分正好是UV重构的边缘，也就是原材质对UV重构材质进行混合的区域。通过图5可以看到，图3中锐利的边缘消失了，取而代之的就是我们想要的柔和过渡，而我们最终得到的物体纹理如图6所示，已经看不到规律性重复的印迹。

图4

图5

图6

本文所用着色器全览图

本章小结：略微复杂但实用性很强

本期教程完全基于着色器，完全没有涉及到建模，可见Blender的各个功能模块都有着很强的可玩性，值得大家去努力探索。从整个着色器来看应该也是本系列教程有史以来最复杂的一期，但实用性很高，对很多大场景的材质渲染可以起到关键作用。本文的核心观念就是利用纹理来打破UV的限制，在材质分辨率整体保持一致的情况下实现图案的重构，事实上这一思路还有很多的应用方向，未来有机会我们再为大家继续展开吧！