(Blender)-Cycles渲染器：不同類型Node接口相連–Part02
(Blender)-Cycles渲染器：不同類型Node接口相連
這一篇真的很重要，之前操作 Shader，真的覺的很神奇，可以有很多效果，之後，就沒之後了，因為根本不知道為什麼這樣接常出錯，有時試到不錯顏色下次還想用時，找不到了，現在有一些概念後就比較上手些了。
Blender自帶物理渲染器Cycles的學習曲線一直是渲染器中比較陡峭的。其中一個原因，就是接口之間的相連方式時常讓人摸不著頭腦。
Cycles節點接口類型一共有四種：
灰色是灰度值，藍色是法線方向（後稱法向），黃色是顏色，而綠色則是著色器（Shader）。
從直覺上說，只有同顏色同類型的接口才能相連，但實際應用上，經常需要連接不同類型接口。
至於不同類型的節點接口相連後究竟會發生什麼，官方文件並沒有作出一個清晰的介紹，另外相關教學視頻也鮮有原理講解，於是用戶們基本只能意會，不能言傳。
要理解接口相連所產生的結果，我們先要理解它們在程序語言裡面究竟是什麼。
首先，灰度值是0~255內的一個數值，它是一個標量（Scalar），或者叫作一個一維數值。Cycles對這個數值進行了標準化，即把具體灰度值除以255，最終得到一個0~1之間的數值。一張既定尺寸的柵格化圖片，是由特定數量的像素組成，如果每個像素都用0~1的灰度值表示，就是一張灰度圖，0是全黑，1是全白，中間數值則是不同程度的灰度。灰度圖有多種用途，其中最常見的一個用途，就是Alpha層，即透明圖層，如果灰度值為0，則全透明，灰度值為1則完全不透明，中間數值為過渡狀態。
顏色在Cycles中是一個標準化三維向量（Vector），由紅綠藍三個通道（Channel）組成，每個通道都可以理解成一個灰度值，也就是三個0~1之間的數值。三個通道是相互獨立的，它們的各種比例混合，能得出世間上的所有顏色。
法線是垂直於一個面的射線，法向就是一個面的法線方向。法向與顏色類似，都是一個標準化的三維向量，但是它的各個分量（Component）的平方和必須等於1，即單位向量（Unit Vector），這是向量數學使然，本文不作深入。比如一個向量是<0.5, 0.5, 0.707>, 這是一個合法向量，因為三個分量的平方和等於1 （0.707大約是2分之根號2），而向量<0.1, 0.2, 0.3>就不是一個合法向量，因為分量平方和不是1 。
著色器（Shader）就是一個程序，一個算法，它神秘內容一般用戶不需要了解，我們只需要明白，這個算法最終為了決定顏色緩存器（Color Buffer）上面每一個像素的RGB值。所謂的顏色緩存器，其實就是場景中攝像機角度下的渲染結果。這個結果取決於場景中的燈光布局（Light configuration），網格（Mesh）的相對位置以及每個面的著色器內容。在Cycles的節點布局中，著色器節點只能與著色器節點相連，而且著色器節點不能輸出到其他類型的節點。於是，4類接口相連的12種排列中，有三種是不可行的。
下面，看看其餘9種可行的相連方式，會產生什麼結果：
1. 法向 –>著色器
著色器必須配合法向才能發揮其真正作用。所有法向輸出節點，如果沒有特殊指定，則默認使用該物體各個面本身的法向。連接到最終著色器時，因為這個著色器網絡沒有RGB信息，於是各個面的法向會替代各個面的RGB向量，於是產生這樣的色彩效果。
另外，高級用戶們經常使用法向信息加Emission著色器查看法向結果。
2. 顏色 –> 著色器
如果單單把一個顏色節點直接接入最終著色器，那麼物體就會呈現出一個扁平的單色，因為此時著色器只接收到一個單色，且沒有法向信息。
如果接入的是一張圖片，那麼貼圖貌似會「正常地」貼在物體表面，但從節點布局上看，也沒有法向信息。實際上，Cycles此時已經默認地使用「生成」(Generated)貼圖坐標，所以貼圖懂得貼到各個面上。其他貼圖坐標方式可查看貼圖坐標(Texture coordinate)節點。
3. 灰度 –> 著色器
單個灰度節點與著色器連接時，情況與單個顏色節點相似，都是生成一個扁平的灰色。
如果灰度來自圖片（已默認使用「生成」貼圖坐標），那麼在不同的面上，就會出現不同的灰度值。
4. 法向 –> 顏色
因為法向和顏色均是標準化三維向量，所以法向可以不經過任何公式轉換，直接替換顏色的三個通道。比如下面這個例子，「生成」貼圖坐標向量接入顏色Mix節點後（factor值完全偏向第一接口），再接入到最終著色器，與「生成」貼圖坐標直接接入著色器，獲得的結果都是一樣的。順帶說一下，「生成」貼圖坐標，就是指從模型外框的左下角（x, y, z值均最小處）開始貼圖，然後投影到物體上，因為法向是連續變化的，所以色彩看起來是連續變化的。
5. 顏色 –> 法向
這個連接在Cycles中是可建立的，但是實際工作中幾乎不會用到。因為如前所說，法向必須是單位向量，而顏色向量未必是單位向量，所以向量節點通常會放棄輸入的顯色信息，而輸出自帶的向量信息。比如下面例子，因為輸入的顏色信息是無效的，所以中間的法向節點就輸出了自己的單個法向，於是最終效果看起來就是一個單色。
6. 顏色 –> 灰度
下圖這個節點網絡，在Cycles著色器設計中很常見。其中貼圖節點連接到ColorRamp節點時，使用了下面這個公式，讓每一個RGB三維向量，轉變成對應的一維的灰度值，所以原圖片的顏色，就可以使用ColorRamp的漸變條調整。
0.2126*R + 0.7152*G + 0.0722*B
這個方法經常用來調整自生成的噪聲圖，然後輸出結果作為Mix shader節點的係數(Factor)接口，製作出各種自然隨機結果。其中噪聲圖黑色的部分，則顯示出混合著色器的第一個接入的著色器，白色部分則顯示第二個接入的著色器。
7. 法向 –> 灰度
與上一種情況類似，法向接入灰度接口時，三個法向分量分別對應R，G，B值，然後代入上面轉換公式，得到對應的灰度值。Mix shader節點會根據不同像素產生的灰度值，混合兩個節點間的過渡效果。因為Texture Coordinate產生的是連續的法向值，所以生成效果也是色彩的漸變。
8. 灰度 –> 顏色
如果有細讀前面的節點網絡邏輯，大概也能猜到，如果把單個灰度值接入顏色接口，生成的就是單一的顏色，也就是灰色，這樣的接入沒有太大意義。如果把圖片的灰度值，不論是生成圖還是柵格圖，接入顏色接口，生成的都是一個灰度圖。RGB to BW節點的作用就是這個。
9. 灰度 –> 法向
這個搭配在Cycles中是可以建立起連接的，但是在實際應用中，可以講是無意義的。因為灰度值是一維數據，法向是三維數據，當灰度值接入法向接口時，節點就會生成三個分量都一樣的向量。比如輸入一張圖片的灰度值分別存在0.1,0.2,0.3，那麼向量就是：
<0.1, 0.1, 0.1>
<0.2, 0.2, 0.2>
<0.3, 0.3, 0.3>
因為法向必須是單位向量，所以這些向量均無效。比如下面這個例子，圖片信息轉化成灰度值數組並接入法向節點，因為輸入的灰度值生成三個分量都一樣的向量，不是有效法向，所以輸出結果只是法向節點自身的法向，並無使用到灰度值信息。
總而言之，Cycles的節點網絡設計邏輯，大約是法向類節點在網絡的最左邊，由它影響處於中間位置的顏色和灰度節點，最後輸入到處於網絡最右邊的著色器節點，然後得出最終結果。
免責聲明：
1.本影像檔案皆從網上搜集轉載，不承擔任何技術及版權問題
2.如有下載連結僅供寬頻測試研究用途，請下載後在24小時內刪除，請勿用於商業
3.若侵犯了您的合法權益，請來信通知我們，我們會及時刪除，給您帶來的不便，深表歉意。