Blender 2.x 高效贴图完全指南：从UV到PBR材质的艺术之旅293

在三维世界中，模型赋予了物体形状，而贴图（Texturing）则赋予了物体生命和灵魂。它决定了模型的颜色、质地、光泽、粗糙度乃至表面细节，是实现真实感和艺术表达不可或缺的一环。对于Blender 2.x（包括2.8、2.9、3.x系列）的用户而言，掌握强大的贴图功能是迈向专业渲染和动画制作的关键一步。

本文将作为Blender 2.x贴图的全面指南，深入探讨贴图的基础概念、UV映射的核心作用、Blender强大的节点材质系统，以及如何通过图像贴图、程序化贴图和纹理绘制等多种方法，为您的模型注入活力。我们将围绕Physically Based Rendering（PBR，物理渲染）工作流展开，助您理解和实践现代三维制作的精髓。

第一章：贴图基础概念与PBR工作流

在深入操作之前，我们首先需要理解什么是贴图以及现代三维渲染中常用的PBR工作流。

1.1 什么是贴图？

贴图本质上是一种二维图像，用于包裹或映射到三维模型的表面，以模拟其视觉属性。这些属性远不止颜色，还包括表面的粗糙度、金属度、凹凸不平的细节等。通过不同的贴图类型，我们可以告诉渲染器模型表面如何与光线互动。

1.2 PBR（物理渲染）工作流简介

PBR是一种渲染方法，旨在根据物理定律模拟光线与材质的相互作用，从而获得更真实、更可预测的渲染结果。PBR材质通常由以下几种核心贴图组成：
基础色/反照率贴图 (Base Color / Albedo Map)：定义了材质的固有颜色，不包含光照信息，反映了表面在漫反射光照下反射的颜色。
法线贴图 (Normal Map)：通过颜色信息模拟表面法线的方向变化，使得模型在视觉上拥有高精度的凹凸细节，而无需增加实际的几何体。它通过修改光线反射的方式来欺骗眼睛。
粗糙度贴图 (Roughness Map)：控制材质表面的微观细节，决定光线的散射程度。值越低表面越光滑，反射越清晰；值越高表面越粗糙，反射越模糊。
金属度贴图 (Metallic Map)：指示材质哪些部分是金属，哪些部分是非金属。0为非金属（绝缘体），1为金属。金属材质没有漫反射颜色，而是反射环境的颜色。
高光贴图 (Specular Map，PBR中较少单独使用，常融入粗糙度/金属度)：在一些传统或特定PBR工作流中，用于控制非金属材质高光的强度。
环境光遮蔽贴图 (Ambient Occlusion Map, AO)：模拟模型缝隙、凹陷处等难以被环境光照到的区域的阴影，增加细节和真实感。它不直接影响光照，但会与基础色贴图混合，使模型看起来更“扎实”。
置换贴图 (Displacement Map)：与法线贴图不同，置换贴图会真正改变模型的几何体，使得表面出现真实的凹凸变化。这通常需要模型具有足够高的细分级别。

第二章：UV映射：贴图的基石

在应用任何图像贴图之前，模型必须先进行UV映射。UV映射是将三维模型的表面“展开”成二维平面的过程，就像剥开橘子皮一样。这个二维平面就是UV贴图空间，图像贴图就是在这个空间中对模型表面进行定位和投射的。

2.1 为什么需要UV映射？

想象一下用一张方形的纸包裹一个球体，无论怎么包，纸上都会出现褶皱或拉伸。UV映射就是为了解决这个问题，它允许我们精确控制贴图在模型表面的分布，避免拉伸、重叠和扭曲。

2.2 Blender中的UV编辑器

在Blender中，您可以在“UV Editing”（UV编辑）工作区找到UV编辑器。它分为两个主要区域：左侧是UV图像编辑器，用于显示模型的UV展开图和加载的贴图；右侧是3D视图，显示模型和其UV缝合线。

2.3 常用UV展开方法

在对象模式下选中模型，切换到编辑模式（Tab键）。然后，在3D视图中按下U键，会弹出UV映射菜单：
Smart UV Project (智能UV投射)：Blender会自动分析模型的几何体并尝试生成一个合理的UV布局。对于快速预览或不规则模型非常有用，但可能不是最优化。
Cube Projection (立方体投射)：将模型从六个方向投射到立方体上，适合方正、盒子状的模型。
Sphere Projection (球体投射)：将模型从球形投射，适合球体或近似球体的模型。
Cylinder Projection (圆柱体投射)：将模型从圆柱形投射，适合圆柱体或管状模型。
Unwrap (展开)：这是最常用也是最灵活的方法。您需要手动在模型的边上标记“缝合线”（Seams）。选定边后，Ctrl + E -> Mark Seam。标记好缝合线后，全选模型，再按U键选择“Unwrap”。Blender会沿着缝合线“剪开”模型并展开。

小贴士：缝合线应放置在不显眼的位置，如模型的背面、边缘或裂缝处，以尽量减少贴图的视觉中断。

2.4 检查与优化UV

展开UV后，在UV编辑器中，您可以通过以下方式检查和优化：
显示拉伸：在UV编辑器中，点击“Overlay”下拉菜单，勾选“Display Stretch”。蓝色表示UV未拉伸，红色表示过度拉伸。目标是使UV区域尽可能均匀地呈现蓝色。
重叠：确保不同UV岛之间没有重叠，除非是故意为之（如镜像模型的对称部分共用UV）。重叠会导致贴图错误。
Texel密度：确保模型不同部分上的贴图像素密度大致相同，以避免某些区域纹理模糊而其他区域过于锐利。您可以通过缩放UV岛来调整。

第三章：Blender中的材质系统

Blender的材质系统基于节点编辑器（Shader Editor），它提供了极大的灵活性和可定制性，让您可以像搭积木一样构建复杂的材质。

3.1 材质与着色器

在Blender中，一个“材质”是应用于对象的属性集合，它包括一个或多个“着色器”（Shader）。着色器是核心，它定义了光线与表面如何互动，例如是漫反射、高光反射还是透明。

3.2 Principled BSDF着色器：PBR核心

对于PBR工作流，Blender的Principled BSDF着色器是您的首选。它整合了PBR所需的所有参数，让您只需通过调整滑块或连接贴图，就能轻松创建各种物理上准确的材质，如塑料、金属、木材、玻璃等。

为模型添加新材质：选中模型 -> 属性编辑器 -> 材质属性（Material Properties） -> 新建（New）。默认会创建一个名为“Material”的材质，并自动附加一个Principled BSDF着色器。

3.3 Shader Editor（着色器编辑器）

在“Shading”（着色）工作区，您会看到Shader Editor。它是一个基于节点的界面，允许您通过连接不同的节点来构建材质。核心节点包括：
纹理节点 (Texture Nodes)：如Image Texture（图像纹理）、Noise Texture（噪波纹理）、Voronoi Texture（沃罗诺伊纹理）等，用于生成或加载纹理数据。
着色器节点 (Shader Nodes)：如Principled BSDF、Diffuse BSDF、Emission等，定义了材质的最终外观。
输入节点 (Input Nodes)：如Texture Coordinate（纹理坐标）、Camera Data等，提供各种输入数据。
转换/工具节点 (Converter/Utility Nodes)：如ColorRamp（颜色渐变）、Mix RGB（混合RGB）、Math（数学）、Normal Map（法线贴图）等，用于处理和修改数据。
输出节点 (Output Nodes)：Material Output（材质输出），所有着色器链的终点。

您可以通过Shift + A键在Shader Editor中添加新节点。

第四章：制作贴图：三种核心方法

在Blender中，为模型添加纹理主要有三种方法：使用外部图像、程序化生成和直接在模型上绘制。

4.1 方法一：基于图像的贴图

这是最常见的方法，利用现成的图像文件作为模型的纹理。这些图像可以是您自己拍摄的、从网上下载的（如Poly Haven, , Quixel Megascans等PBR材质库），或是通过其他软件（如Substance Painter）制作的。

步骤：
添加Image Texture节点：在Shader Editor中，Shift + A -> Texture -> Image Texture。
加载图像：点击Image Texture节点上的“Open”按钮，导入您的Base Color（基础色）贴图。
连接到Principled BSDF：将Image Texture节点的“Color”输出连接到Principled BSDF节点的“Base Color”输入。
设置颜色空间：对于Base Color贴图，颜色空间通常设置为sRGB。但对于法线贴图、粗糙度贴图、金属度贴图等非颜色数据，必须设置为Non-Color（非颜色数据）。这是一个非常重要的步骤，否则渲染结果将不准确。
导入其他PBR贴图：重复步骤1-4，为法线贴图、粗糙度贴图、金属度贴图等分别添加Image Texture节点。
连接PBR贴图：

Roughness Map (粗糙度贴图)：将Image Texture（设置为Non-Color）的“Color”输出连接到Principled BSDF的“Roughness”输入。
Metallic Map (金属度贴图)：将Image Texture（设置为Non-Color）的“Color”输出连接到Principled BSDF的“Metallic”输入。
Normal Map (法线贴图)：

添加一个Normal Map节点：Shift + A -> Vector -> Normal Map。
将法线贴图的Image Texture（设置为Non-Color）的“Color”输出连接到Normal Map节点的“Color”输入。
将Normal Map节点的“Normal”输出连接到Principled BSDF的“Normal”输入。
根据需要调整Normal Map节点的“Strength”强度。


Ambient Occlusion (环境光遮蔽，AO)：AO贴图通常与Base Color贴图进行“正片叠底”混合。

添加一个Mix RGB节点：Shift + A -> Color -> Mix RGB。
将Base Color贴图的“Color”输出连接到Mix RGB的“Color1”输入。
将AO贴图的Image Texture（设置为Non-Color）的“Color”输出连接到Mix RGB的“Color2”输入。
将Mix RGB节点的“Blend Mode”（混合模式）设置为“Multiply”（正片叠底）。
将Mix RGB节点的“Color”输出连接到Principled BSDF的“Base Color”输入。


Displacement Map (置换贴图)：

添加一个Displacement节点：Shift + A -> Vector -> Displacement。
将置换贴图的Image Texture（设置为Non-Color）的“Color”输出连接到Displacement节点的“Height”输入。
将Displacement节点的“Displacement”输出连接到Material Output节点的“Displacement”输入。
在Properties编辑器 -> Material Properties -> Settings -> Surface -> Displacement中，将方法设置为“Displacement Only”或“Displacement & Bump”，并调整Midlevel和Scale。同时，模型需要添加Subdivision Surface（细分表面）修改器，并勾选“Adaptive Subdivision”以在渲染时进行自适应细分。




控制贴图坐标：

添加一个Texture Coordinate（纹理坐标）节点：Shift + A -> Input -> Texture Coordinate。
添加一个Mapping（映射）节点：Shift + A -> Vector -> Mapping。
将Texture Coordinate节点的“UV”（如果模型有UV映射）或“Generated”（Blender自动生成，适合程序化纹理）输出连接到Mapping节点的“Vector”输入。
将Mapping节点的“Vector”输出连接到所有Image Texture节点的“Vector”输入。
现在，您可以通过调整Mapping节点的“Scale”（缩放）、“Rotation”（旋转）、“Location”（位置）参数来控制所有贴图在模型上的大小、方向和位置。

4.2 方法二：程序化贴图

程序化贴图不依赖于外部图像文件，而是通过数学算法在Blender内部生成。它们的优点是无限分辨率、可编辑性强、文件小，非常适合制作抽象、自然的纹理或实现独特的效果。

常用程序化纹理节点：
Noise Texture (噪波纹理)：生成随机、自然的噪声图案，适合模拟岩石、泥土、云朵等。
Voronoi Texture (沃罗诺伊纹理)：生成细胞状、晶格状图案，适合模拟裂缝、细胞、鳞片等。
Musgrave Texture (马斯格雷夫纹理)：提供更复杂、分形的噪声，适合模拟复杂的自然表面。
Wave Texture (波浪纹理)：生成条纹或波浪图案。
Gradient Texture (渐变纹理)：生成平滑的颜色渐变。

结合使用：程序化纹理节点通常需要与其他节点配合使用才能达到最佳效果：
ColorRamp (颜色渐变)：将程序化纹理的灰度输出转换为自定义颜色或更明确的黑白遮罩。
Mix RGB (混合RGB)：混合两种纹理或颜色。
Math (数学)：进行加减乘除等数学运算，改变纹理的强度或混合方式。

实例：制作一个简单的岩石纹理（Procedural Rock Texture）
添加一个Principled BSDF节点。
添加一个Noise Texture节点（Ctrl + Shift + Click，使用Node Wrangler插件快速预览）。
添加一个ColorRamp节点，将Noise Texture的“Fac”输出连接到ColorRamp的“Fac”输入。调整ColorRamp的颜色，模拟岩石的深浅色调。将其连接到Principled BSDF的“Base Color”。
复制Noise Texture和ColorRamp，调整参数，并将其连接到Principled BSDF的“Roughness”输入，模拟表面的粗糙度变化。
为了增加细节，可以添加一个Bump（凹凸）节点：Shift + A -> Vector -> Bump。将一个Noise Texture的“Fac”输出连接到Bump节点的“Height”输入，调整Strength。将Bump节点的“Normal”输出连接到Principled BSDF的“Normal”输入。
利用Mapping和Texture Coordinate节点控制程序化纹理的缩放、旋转。

4.3 方法三：纹理绘制 (Texture Painting)

纹理绘制允许您直接在三维模型上进行绘制，这对于添加独特的细节、手绘风格的纹理、修复贴图瑕疵或创建自定义遮罩非常有用。

设置纹理绘制：
确保模型有UV映射：这是纹理绘制的基础。
创建或加载图像：

在“UV Editing”工作区，UV编辑器中点击“New”创建一张新图像（选择分辨率、颜色、Alpha通道）。这张图像将作为您的绘制画布。
或者，如果您已经在Shader Editor中设置了Image Texture节点，确保它被选中（白色边框），Blender会知道您想在这张贴图上绘制。


切换到“Texture Paint”工作区：Blender会自动调整界面，显示3D视图、UV编辑器和工具栏。

基本工具与笔刷：
绘制工具栏：位于左侧。包括Draw（绘制）、Blur（模糊）、Smear（涂抹）、Fill（填充）、Gradient（渐变）、Clone（克隆）等。
笔刷设置：在N面板（按下N键显示）或顶部的工具设置栏中，可以调整笔刷的半径（Radius）、强度（Strength）、颜色（Color）、混合模式（Blend Mode）等。
纹理笔刷：您可以加载图像作为笔刷的纹理，实现更复杂的绘制效果。

绘制技巧：
分层：虽然Blender的纹理绘制本身没有Photoshop那样的图层系统，但您可以通过创建多张贴图（如基础色、污渍、划痕）并在Shader Editor中混合它们来模拟分层效果。
遮罩：可以使用单独的黑白图像作为遮罩，结合Mix RGB节点来控制两种材质的混合区域。
克隆工具：对于重复的纹理或修复瑕疵非常有用。按Ctrl键点击源区域，然后开始绘制。

保存绘制结果：绘制完成后，请务必在UV编辑器或Image Editor中，点击“Image”菜单 -> “Save As”或“Save”保存您的图像。Blender不会自动保存您绘制的图像。

第五章：进阶技巧

5.1 贴图烘焙 (Texture Baking)

烘焙是将模型或场景的某些信息（如环境光遮蔽、法线、阴影等）计算并存储到一张二维图像贴图中的过程。它主要用于：
优化：将复杂的光照或几何细节烘焙到贴图中，减少实时渲染的计算量。
法线烘焙：将高细节模型的法线信息烘焙到低面数模型的法线贴图中，实现高细节外观，同时保持低面数，广泛应用于游戏开发。

烘焙步骤：
确保模型已UV展开。
在Shader Editor中，为要烘焙的贴图类型（如Normal Map）添加一个Image Texture节点，但不连接任何东西。点击“New”创建一个新的空白图像作为烘焙目标。确保此节点被选中。
在“Properties”编辑器 -> “Render Properties” -> “Bake”面板中，选择“Bake Type”（烘焙类型），如“Normal”（法线）、“Ambient Occlusion”（环境光遮蔽）等。
如果是高低模烘焙法线，请确保高模和低模在同一位置，先选中高模，再选中低模（低模是活动对象）。然后勾选“Selected to Active”。
点击“Bake”按钮。烘焙完成后，您可以在UV编辑器中看到生成的贴图，记得保存。

5.2 节点组 (Node Groups)

当您的材质节点树变得非常复杂时，节点组可以帮助您整理和复用。选择一组相关节点，按下Ctrl + G，它们就会被封装成一个节点组。您可以双击节点组进入编辑，也可以在组外部调整其参数（通过连接输入/输出到组）。

5.3 混合材质 (Mixing Materials)

通过使用Mix Shader节点，您可以混合两种或更多种材质。例如，您可以使用一张纹理作为“Fac”（因子）输入，来控制模型哪些区域显示第一种材质，哪些区域显示第二种材质，实现例如“磨损边缘”或“污渍”的效果。常见的Fac输入可以是：
Image Texture：使用黑白遮罩图。
Ambient Occlusion (AO) 贴图：通过AO来控制污垢或苔藓的生长。
Vertex Color (顶点颜色)：手动绘制顶点颜色作为遮罩。
Generated Texture：如Noise Texture结合ColorRamp。

Blender 2.x的贴图系统是一个强大而灵活的工具箱。从基础的UV映射到复杂的PBR材质节点构建，再到纹理绘制和烘焙，每一步都是提升模型真实感和表现力的关键。

掌握这些技能需要时间和实践。多尝试、多实验不同的节点组合，研究优秀作品的材质设置，您将能够为自己的三维创作赋予无限的可能。祝您在Blender的贴图之旅中，创作出令人惊叹的视觉效果！

2025-10-20

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