Blender打造逼真玻璃材质：从入门到精通 Cycles与Eevee全攻略287

在三维设计软件Blender中，玻璃材质因其独特的透射、反射和折射特性，常常是衡量渲染真实感的试金石。一个制作精良的玻璃球体，不仅能展现物体本身的透明度，更能将周围环境的光影细节、颜色信息和扭曲变形效果完美呈现。本文将作为您的Blender设计软件专家，详细解读如何在Blender中为球体创建出令人惊叹的玻璃材质，覆盖从基础设置到高级技巧，并兼顾Blender的两大渲染引擎Cycles和Eevee。

一、前期准备：搭建基础场景

在深入玻璃材质的制作之前，一个良好的场景设置是成功的基石。这包括一个物体、一个背景和一个光源。

1.1 创建球体：

打开Blender，默认会有一个立方体。我们可以将其删除（选中后按X键删除）。
点击Shift + A -> Mesh -> UV Sphere，创建一个UV球体。
选中球体，右键点击 -> Shade Smooth（平滑着色），让球体表面更加光滑。

1.2 添加地面：

为了让玻璃球体有落脚点，并且能产生反射和阴影，我们需要一个地面。
点击Shift + A -> Mesh -> Plane，创建一个平面。
按S键将其放大，使其足够覆盖球体周围的区域。

1.3 设置基础照明与环境：

玻璃材质的真实感严重依赖于环境光和反射。HDRI（高动态范围图像）是模拟真实世界照明和反射的最佳方式。
切换到渲染视图（右上角视图模式选择Z键或下拉菜单）。
在Properties（属性）面板中，选择World Properties（世界属性）图标（地球形状）。
在Surface（表面）下，点击“Color”旁边的黄色圆点，选择“Environment Texture”（环境纹理）。
点击“Open”（打开），载入一个HDRI贴图。Blender自带一些演示HDRI，您也可以从Poly Haven等网站下载免费高质量的HDRI。
除了HDRI，我们还可以添加一个辅助光源，例如一个Area Light（区域光），放置在球体上方或侧方，以增加光影对比和高光。Shift + A -> Light -> Area。按G、R、S键调整其位置、旋转和大小。在灯光属性中适当提高Power（功率）。

二、Cycles渲染器：打造物理级真实玻璃

Cycles是Blender的物理渲染器，它基于光线追踪算法，能够精确模拟光线的折射、反射和散射，是制作逼真玻璃材质的首选。

2.1 切换渲染器：

在Properties（属性）面板中，选择Render Properties（渲染属性）图标（相机形状）。在“Render Engine”（渲染引擎）下拉菜单中选择“Cycles”。

2.2 创建玻璃材质：
选中球体，切换到Shading（着色）工作区，或者在Layout工作区打开一个新的Shader Editor（着色器编辑器）窗口。
点击“New”（新建）按钮，为球体创建一个新的材质。默认会创建一个“Principled BSDF”（PBR原理化BSDF）节点，它包含了制作大部分材质所需的所有参数。

2.3 Principled BSDF参数详解：

对于玻璃材质，Principled BSDF节点中以下几个参数至关重要：
Base Color（基础颜色）： 设定玻璃的固有颜色。对于无色透明玻璃，通常设置为纯白色（RGB值R:1.0, G:1.0, B:1.0）。如果需要有色玻璃，可以将颜色调至所需的色调。
Metallic（金属度）： 保持为0。玻璃是非金属材质。
Roughness（粗糙度）： 决定玻璃表面的平滑程度。

对于完全光滑的透明玻璃，将其设置为非常接近0的值（例如0.02或更低）。0表示完美光滑镜面，反射和折射非常锐利。
增加粗糙度会使玻璃表面变得模糊，模拟磨砂玻璃或表面有划痕/污垢的效果。


IOR（Index of Refraction，折射率）： 这是模拟玻璃真实感的关键参数。

IOR值决定了光线穿过玻璃时弯曲的程度。不同的介质有不同的IOR值。
常见材质的IOR值：

空气：1.000
水：1.333
玻璃（普通）：1.450 - 1.550 (通常取1.45 或 1.52)
钻石：2.417


对于普通玻璃球体，建议将IOR设置为1.45或1.52。


Transmission（透射）： 决定材质的透明度。

对于完全透明的玻璃，将其设置为1.0。这意味着所有的光线都可以穿透物体。
如果降低此值，材质会变得不透明。


Transmission Roughness（透射粗糙度）： 这个参数与表面的Roughness不同，它专门影响透过玻璃的“清晰度”。

当设置为0时，透射效果非常清晰。
增加此值会使玻璃内部的光线散射，产生类似磨砂玻璃或毛玻璃的效果，但与表面粗糙度导致的高光模糊不同。

2.4 Cycles渲染设置优化：

为了获得更好的玻璃渲染效果，需要调整一些Cycles设置：
Light Paths（光路）： 在Render Properties（渲染属性）-> Light Paths下，确保“Transparency”（透明度）和“Transmission”（透射）的“Max Bounces”（最大弹射次数）足够高（例如，都设置为8-12甚至更高）。如果这些值太低，光线在穿过玻璃多次反射折射后就会停止计算，导致玻璃看起来发黑或不透明。
Caustics（焦散）： 焦散是光线穿过透明物体（如玻璃）折射后，在其他表面形成的光斑或光线图案。Cycles可以模拟焦散，但计算量大。

在“Light Paths”下的“Caustics”部分，勾选“Reflective Caustics”（反射焦散）和“Refractive Caustics”（折射焦散）。
要更精确地控制焦散，有时会选择使用“Glass BSDF”（玻璃BSDF）节点而不是Principled BSDF。如果您追求极致的焦散效果，可以尝试将Principled BSDF替换为Glass BSDF。Glass BSDF节点更纯粹，专门用于玻璃，但不如Principled BSDF通用。

Denoising（降噪）： Cycles的光线追踪可能会产生噪点。在Render Properties（渲染属性）-> Denoising下，勾选“Render”（渲染），选择OpenImageDenoise或OptiX（如果您的显卡支持）。这将大大减少渲染时间并提高图像质量。

三、Eevee渲染器：快速预览与半透明效果

Eevee是Blender的实时渲染器，速度快，但由于其基于栅格化而非光线追踪，对光线折射的模拟不如Cycles精确。因此，Eevee中的“玻璃”更多是“半透明”效果。

3.1 切换渲染器：

在Render Properties（渲染属性）中，选择“Eevee”作为渲染引擎。

3.2 Eevee玻璃材质设置：

与Cycles类似，我们仍然使用Principled BSDF节点。
将Base Color设置为白色。
将Metallic设置为0。
将Roughness设置为接近0。
将IOR设置为1.45（Eevee会尝试使用此值进行近似计算）。
将Transmission设置为1.0。

3.3 Eevee特有的材质设置：

要让Eevee正确显示半透明和近似折射效果，还需要在材质属性中进行额外设置。
选中球体，切换到Material Properties（材质属性）图标（球体形状）。
在“Settings”（设置）下拉菜单中：

Blend Mode（混合模式）： 这是一个关键设置。

Alpha Blend（Alpha混合）： 提供平滑的半透明效果，但可能导致物体深度排序问题。
Alpha Hashed（Alpha散列）： 通过抖动采样模拟半透明，效果通常比Alpha Blend更稳定，尤其是在处理多个透明表面重叠时。
Alpha Clip（Alpha裁剪）： 仅显示完全不透明或完全透明的区域，不适用于玻璃。

建议尝试Alpha Hashed，它通常能提供较好的视觉效果，或者Alpha Blend。
Shadow Mode（阴影模式）： 通常设置为“Opaque”（不透明）或“Alpha Hashed”（如果Blend Mode是Alpha Hashed）。
Screen Space Refraction（屏幕空间折射）： 勾选此项。这将允许Eevee模拟一定程度的折射效果，虽然不如Cycles精确，但能增加真实感。

3.4 Eevee渲染设置优化：

在Render Properties（渲染属性）中，需要启用全局的屏幕空间反射和折射。
勾选“Screen Space Reflections”（屏幕空间反射）。展开其选项，可以调整质量。
勾选“Screen Space Refractions”（屏幕空间折射）。展开其选项，确保“Refraction”（折射）被勾选。
如果需要更准确的反射，可以添加“Light Probe”（光照探头） -> “Reflection Cubemap”（反射立方体贴图）或“Irradiance Volume”（辐射体积），并将其放置在场景中。

四、玻璃材质进阶技巧与细节

仅仅是透明还不足以让玻璃看起来逼真，更多细节能让您的作品脱颖而出。

4.1 玻璃的颜色深度：

对于厚重的玻璃，如玻璃球体，光线穿透得越多，颜色会显得越深。这可以通过“Volume Absorption”（体积吸收）节点来实现。
在Shading编辑器中，添加一个“Volume Absorption”节点（Shift + A -> Shader -> Volume Absorption）。
将“Volume Absorption”节点的“Volume”输出连接到“Material Output”（材质输出）节点的“Volume”输入。
调整“Color”（颜色）为玻璃的色调（例如淡蓝色、淡绿色），并调整“Density”（密度）。密度越大，玻璃显得越厚重，颜色越深。

4.2 磨砂玻璃（Frosted Glass）：

磨砂玻璃结合了透明和模糊的特性，可使用两种方式实现：
增加Principled BSDF的Roughness： 直接提高Roughness值，这会模糊反射和折射。
增加Transmission Roughness： 这个参数专门控制穿透光线的模糊程度。结合表面粗糙度，可以模拟不同类型的磨砂玻璃。
结合纹理： 可以将Noise Texture（噪波纹理）或Musgrave Texture（莫斯格雷夫纹理）连接到Roughness或Transmission Roughness的输入上，通过ColorRamp（颜色渐变）节点进行精确控制，创造出有局部磨砂效果或更有机感的玻璃表面。

4.3 污垢与划痕：

完美的玻璃往往显得不真实。添加一些细微的污垢、灰尘或划痕能极大增强真实感。
使用Noise Texture（噪波纹理）或Grunge Texture（污垢纹理），通过ColorRamp节点将其转换为黑白蒙版。
将这个蒙版连接到Principled BSDF的Roughness输入，或通过Mix Shader（混合着色器）节点与另一个略有不同的Principled BSDF（例如，有更高Roughness或略带颜色的）进行混合。
对于划痕，可以使用专门的划痕纹理贴图，连接到Bump（凹凸）节点，然后将Bump节点的Normal（法线）输出连接到Principled BSDF的Normal输入，以模拟微小的凹凸不平。

4.4 玻璃的薄厚与真实性：

在Blender中，玻璃对象的“厚度”对渲染效果至关重要。一个真正的玻璃球体应该是一个实体（Solid），而不是一个只有表面的薄壳。如果您的球体是一个内部中空的薄壳，光线行为会不真实。通常，UV Sphere默认是实体，无需额外操作。但如果您是导入的模型，请确保它有厚度。

五、常见问题与解决

在制作玻璃材质时，可能会遇到一些常见问题。

5.1 玻璃看起来是黑色的：
Cycles： 检查Light Paths（光路）中的Transmission（透射）和Transparency（透明度）的Max Bounces（最大弹射次数）是否太低。调高它们。
Cycles： 场景中光源不足。确保有足够的环境光（HDRI）和/或直接光源。
材质设置： Principled BSDF的Transmission没有设置为1.0。
Eevee： 确保已启用Screen Space Refractions（屏幕空间折射）和Blend Mode（混合模式）正确设置。

5.2 玻璃不透明或看起来像塑料：
Roughness（粗糙度）过高： 对于清晰玻璃，Roughness应接近0。
环境不足： 玻璃的真实感很大程度上取决于反射周围环境。确保场景中有HDRI或足够的环境对象。
Eevee： 未开启Render Properties中的Screen Space Reflections/Refractions，或材质Settings中的Screen Space Refraction。

5.3 没有反射/折射：
Cycles： 检查Render Properties -> Light Paths中的反射和透射弹射次数。
Eevee： 确保Render Properties中勾选了Screen Space Reflections和Screen Space Refractions，并且材质设置中的Screen Space Refraction也已勾选。对于反射，确保有HDRI或Light Probe。

六、总结与展望

Blender中玻璃球体材质的制作是一个结合了物理原理和艺术感知的过程。Cycles渲染器以其强大的光线追踪能力，能够提供无与伦比的真实感，而Eevee则以其卓越的实时性能，为我们提供了快速预览和近似效果的解决方案。掌握Principled BSDF的关键参数，如IOR、Transmission和Roughness，并结合环境光照、渲染设置优化以及高级纹理技巧，您将能够创造出令人信服的玻璃材质。

成功的秘诀在于耐心和大量的实验。不要害怕尝试不同的IOR值、粗糙度组合以及纹理贴图。通过不断调整和观察，您会发现玻璃材质的无限魅力，并能将其完美融入您的三维场景中。现在，就开始您的Blender玻璃材质探索之旅吧！

2025-11-10

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