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xp11的模型支持五种类型的贴图，基本色贴图、夜间贴图、法线贴图、光泽度贴图、金属度贴图，本专栏主要围绕后面三者进行讨论，法线贴图、光泽度贴图、金属度贴图在xp11中统一被整合入法线贴图中，其中光泽度贴图和金属度贴图均为灰度图。 首先介绍的是光泽度贴图(glossiness map)，光泽度贴图存储于原法线贴图的alpha通道中，其值为0（黑色）到1（白色），值越小，越白，能够反射的光线便越少，对应在模型上便是越粗糙，法线贴图的看起来就越透明；反之，值越大，越黑，能够反射的光线便越多，模型看起来便越光滑，法线贴图的透明度便越低。而粗糙度贴图(roughness map)的原理和光泽度贴图的原理完全相反，在粗糙度贴图中黑色即为最光滑、白色即为最粗糙，所以若使用粗糙度相关的PBR流程，在流程结束后反转粗糙度贴图，再将其加入到alpha通道即可，或者可以直接在substance painter中直接设定相应的导出格式，直接导出即可。图1便为我所制作的zggg的玻璃的法线贴图，图中可以看出因为玻璃的反射能力极强，所以在法线贴图中的表现便是不透明的，而玻璃之间的框架由于不具备没有玻璃那么强的反光能力，粗糙度很高，所以看起来就相当于全透明的。图2便为xp11实际渲染的效果。 当然仅靠光泽度贴图还无法完成图2的效果，下面要引出的便是金属度贴图(Metallic map)。在xp11中金属度贴图储存于法线贴图的bule通道中。于粗糙度贴图不同，在PBR材质中，金属度贴图决定了模型能够反射光线的总量，对于光泽的纯金属来说，其能够将反射光线以入射光线70%-100%强度反射出去，对于这类金属，其金属度也是极高的，既接近1（白色）。对于金属（导体）金属度就会较强；对于绝缘体，物体的金属度就较低，接近0（黑色）。粗糙度相同的导体和绝缘体，二者能反射光的部位是相同的，但前者能将该部位的入射光以70%-100%强度反射出去，后者只能反射入射光强度的4%左右。我认为金属度是决定模型在xp11中渲染质感非常关键的因素之一。通过我下面四张的对比图可以明显看出，在加金属度之前模型看起来都是十分塑料的，但有了金属度贴图，航站楼屋顶的金属材料质感充分表现了出来。 下面就来讲讲法线贴图，在图2到图6这几张图中可以明显看出，航站楼上均有明显的凸棱或者一道道金属板之间的凹坑，这些效果都是由法线贴图来实现的。既然上述两种贴图分别占据了法线贴图的bule通道和alpha通道，那么剩下的red通道和green通道便是用来存储物体的凹凸信息的。图中航站楼的法线信息是我利用高度图（height map）生成的，当要制作法线贴图时，可以先制作高度图，再将高度图转换为法线贴图。高度图也是一种灰度图，0（黑色）代表位置最低，1（白色）代表位置最高。制作好高度图后便可通过substance painter、substance designer、photoshop等3d软件将其转化为法线贴图。如图7我一般通过substance designer将高度图转化为我所需的ao图、法线贴图、曲率图。但在转化时需要注意，法线贴图有两种格式，一种是OpenGL格式，另一种是DirectX格式。这两种法线贴图的区别是他们的green通道是相反的，x-plane则使用的是第一种OpenGL格式的法线贴图。
写在最后，如果想要xplane将法线贴图、光泽度贴图、金属度贴图全部正常读取，需要在obj文件中添加下面3条指令。 TEXTURE_NORMAL t1_r6_n.png NORMAL_METALNESS GLOBAL_specular 1 或者直接在模型导出时勾选上normal metalness，如图8。
除此之外xp的法线贴图仅支持32位（24位RGB+8位alpha）PNG格式的贴图，不支持DDS格式，在png格式中alpha通道相当于图片透明度。本人通常习惯于在substance painter中完成xp材质制作，并制作了相应预设用于直接导出适用于xplane的贴图，如图9。如有需要可联系本人获取预设文件。
最后，本文仅为xplane的PBR流程入门教程。如有不足之处，敬请批评指正。如需进一步学习，请前往xplane的开发者网站、adobe官网进行深入学习。希望本文能对热爱模拟飞行地景开发的你们产生一点帮助。 参考资料
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发表于 2021-11-20 22:27:34
