[SceneKit]Materials纹理贴图(七)

在OpenGL ES 中, 使用纹理贴图的方式来给一个物体模拟现实的材质, 让几何物体看起来更逼真, 但是在OpenGL ES中使用起来是超级麻烦. SceneKit中用来显示纹理就方便多了, 最起码它是面向对象的.

SceneKit支持四种不同的照明模型，它们定义将不同材质的属性与场景中的灯组合的数学方程，以产生每个渲染像素的精确最终颜色。在[SceneKit]光线(五)介绍了四种不同的光, 这个是四种不同的光照模型, 不要搞混了😆

Lighting models光照模型

四种不同的光照模型

以下是每个模型的详细信息：

•Constant：使用平面照明模型，在计算渲染像素的颜色时，仅将环境照明纳入方程式。
•Lambert：在计算时加入环境照明和漫射信息
渲染像素的颜色。
•Blinn：结合环境，漫反射和镜面照明信息，其中使用Blinn-Phong公式计算镜面高光。
•Phong。 包含环境，漫反射和镜面照明信息，其中使用Phong公式计算镜面高光。

Materials通常被称为纹理; 他们可以让您在场景中引入更多的细节和现实感，而不需要更多的几何体。
纹理基本上是平面的二维图像，包裹3D几何，使用几何中存储的特殊纹理坐标。其实就是3d图像的每个点都与对应的2d纹理之间有一个一一对应的映射关系, 把这个映射关系做好之后, 剩下的就是把2d图像贴在3d几何上面就OK了.

贴图的类型

Diffuse map(漫反射贴图)

最常用的纹理映射方法。它将位图图像包裹在3D几何表面上，同时显示其原始像素颜色。
漫反射贴图在游戏中表现出物体表面的反射和表面颜色。换句话说，它可以表现出物体被光照射到而显出的颜色和强度。我们通过颜色和明暗来绘制一幅漫反射贴图，在这张贴图中，吸收了比较多的光线的部分比较暗，而表面反射比较强的部分，吸收的光线比较少。
刨去那些杂糅的东西，我们只谈明显的，漫反射贴图表现了什么？ 列举一下，物体的固有色以及纹理，贴图上的光影。前面的固有色和纹理我们很容易理解，至于后面的光影，我们再绘制漫反射贴图的时候需要区别对待，比如我们做一堵墙，每一块砖都是用模型做出来的，那么我们就没有必要绘制砖缝，因为这个可以通过打灯光来实现。可是我们如果用模型只做了一面墙，上面的砖块是用贴图来实现，那么就得绘制出砖缝了。从美术的角度，砖缝出了事一条单独的材质带外，还有就是砖缝也是承接投影的，所以在漫反射图上，绘制出投影也是很有必要的。
没有什么物体能够反射出跟照到它身上相同强度的光。因此，让你的漫反射贴图暗一些是一个不错的想法。通常，光滑的面只有很少的光会散射，所以你的漫反射贴图可以亮一些。

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Normal map(法线贴图)

法线贴图是一种凹凸贴图。它们是一种特殊的纹理，可以让您将一些表面细节（如凸起，凹槽和划痕）添加到模型中，如同它们由实际几何体所代表的那样。

例如，您可能希望显示一个表面，如表面上有凹槽，螺钉或铆钉，如飞机船体。这样做的一个方法是将这些细节建模为几何，。
将法线贴图视为定义几何凹凸的纹理; 您可以使用它来模拟粗糙的表面，如月球表面的凹坑，雕刻在古老的石片上，或者甚至是闪亮的足球上的凸起的斑块和皮革图案.

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Diffuse map只有基础的颜色纹理, Normal map只有基础的使用光线来表示几何物体反射光线的多少(因为我们人眼看到的东西是基于反射光, 如果有反射光进入眼睛就能看到, 否则则看不到), 要想既有颜色又有光亮与阴暗, 可以试下把二者结合

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如果你想生成你自己的法线贴图，有一个叫做CrazyBump的工具。 你可以在crazybump.com找到它。

Reflective map(反射贴图)

在开始了解反射贴图之前, 需要先了解下多维数据集(cube mapping)映射的概念。 你知道一个立方体由六面组成。 类似地，立方体地图由六个相同大小的纹理组成，全部包含在用于纹理多维数据集的所有边的一个大图中。
场景套件使用以下模式来定义多维数据集地图，其中每个图块表示多维数据集的特定一面：

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使用多维数据集贴图的好处是您可以定义对象的细节; 您的对象的反射性决定了这种反射有多少将是可见的。 例如，一个镜面完成将使您的对象高度反光，并产生镀铬效果。

与前面的Diffuse map和Normal map贴图不同的是, 前面两者是把一张2维图片包裹在3维几何物体表面, 而Reflective map 则是使用cube mapping的方式把原始的2维图像映射到3维物体之上, 更像是含有颜色的影子.

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Occlusion map(闭塞贴图)

Occlusion map用于提供关于模型的哪些区域应该接收高或低间接照明的信息。间接照明来自于环境照明和反射，因此您的模型如陡峭的凹陷部分，如裂纹或折痕，实际上不会接收太多的间接光。
当它做得很好时，遮挡效应会给场景带来很多现实感。 对于复杂的几何形状，几何形状的部分将阻挡来自几何的其他点的环境光，例如球的斑块周围的深脊：

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应用遮挡图之前和之后。部分被遮蔽的区域，特别是在脖子上的织物褶皱处，在左边太亮了。在分配了环境遮挡图之后，这些区域不再被来自周围树木环境的绿色环境光照亮。

Specular map(镜面贴图)

镜面贴图控制几何的光泽。 贴图的黑色部分定义了哑光部分，而白色部分则表示光泽效果

控制从表面发出的光的颜色和强度。当您的场景中使用发光材料时，它似乎是可见的光源。该物体将出现“自发光”。

Emission map(发光贴图)

发光材料通常用于某些部件似乎从内部照亮的物体上，例如显示器的屏幕，高速制动的汽车的盘式制动器，控制面板上的发光按钮或者怪物的眼睛，在黑暗中可见。

使用这些材料的对象即使在场景中的黑暗区域也会保持亮起。

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红色，绿色和蓝色球体使用发光材料。即使它们处于黑暗的场景，它们也从内部光源发光。

在Scene Kit中Emission map并不真正发光,只是模拟发光效果而已.就是说不能照亮其他物体,不能产生阴影.这点与其他3D创作工具不同.

Multiply map(乘法贴图)

所有其他效果后应用乘法图; 它可以用于着色，变亮或变暗的最终结果：

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Transparency map(透明贴图)

透明度贴图使您几何的几何透明，甚至完全不可见。 黑色部分定义不透明部分，而白色部分最终为透明的部分。像PS一样

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