Maya基礎教程 Vertex nomals頂點法線詳解

　　今天為朋友們分享一些有關Maya頂點法線的知識。希望對喜歡Maya的朋友們有所幫助和提高。

在display>polygons下，可以勾選face normals和vertex normals來分別顯示多邊形的麵法線和頂點法線。（圖01）

圖01

 　　麵法線在Maya中的意義在於告訴軟件，麵的哪一邊是正向，哪一邊是反向。而頂點法線則主要影響模型的光影效果。該圖是當一個box在硬邊的情況下的點法線顯示。（圖02）

圖02

 　　同樣的box在軟邊的情況下，點法線的顯示如圖03。

圖03

 　　可以看出，當硬邊的時候，每個點有三個法線方向，分別平行於與之相接的三個麵的法線方向，而當box軟邊的情況下，每個點的頂點法線隻有一個方向，並且是硬邊的所有法線方向的平均。

　　如果三維軟件裏的物體是硬邊時，采用一種叫做均勻著色的著色方式，具體方法是任取多邊形麵之內的一點，利用光照方程計算出該點的顏色，用這個顏色填滿整個多邊形麵。這樣的計算方法會讓麵數很少的多邊形相鄰兩個麵的顏色差異非常大，沒有過度，於是就看起來像是有一條明顯的硬邊分界。（圖04）

圖04

 　　用12段的球體來說，全部硬邊顯示的時候則看起來有非常生硬的過渡，不光滑。若我們想要某些光滑的物體在麵數很少的情況下，也可以看起來有光滑的效果，則需要采用差值著色的方法。

 　　差值著色分Gourand著色和Phong著色兩種。我們現今多使用Phong差值著色。基本思路是對多邊形頂點的法線方向進行差值計算，獲得相鄰頂點之間的差值法線方向，並根據該法線方向進行光影繪製。從某一個側麵觀察之前的立方體的時候，它表麵上各點的法線進行差值計算後的方向其實是如圖所示而變化的。（圖05）

圖05

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　　而其實這種差值計算出的法線是一種模擬與欺騙，真正會有這種法線效果的形體其實是球體。（圖06）

圖06

 　　也就是說，這個時候的立方體，在模型形體上是一個立方體，但在光影表現上，其實是近似於一個球體的。所以，進行差值計算之後，物體會看起來變軟。這就是軟硬邊的本質。

　　當我們在給某些物體的邊做倒角（bevel edge）時，段數的多少會對最後的視覺效果產生顯著影響。左邊的立方體倒角的段數較多，而右邊的立方體倒角的段數非常少。則會看到，右邊兩方體的邊界有一些黑黑的光影，看起來很軟，似乎像肥皂。（圖07）

圖07

 　　做倒角後，物體的邊界，麵的轉角變得柔和，角度都是鈍角，按常理一般用軟邊顯示。於是，右邊的立方體，頂麵最外圍的那些麵，頂點法線方形就不一致了，如圖08。

圖08

 　　靠近轉角的點，法線方向是往外偏轉的，根據差值計算的原理，這個麵上的光影便不是統一的，而是看起來有一個圓度的轉角，於是看起來就會有黑的光影，視覺上也很軟。

 　　所以，硬邊的倒角段數越多越好。隻有這樣，這些麵最外圍的頂點法線才越接近垂直，平的麵才會顯得平。如圖09。

圖09