引言:为什么选择苹果作为Blender学习的起点?

苹果是3D建模初学者的理想练习对象,因为它形状简单却包含丰富的细节挑战。通过这个案例,你将掌握Blender的核心工作流程:从基础建模到复杂材质,再到专业级渲染。本教程将带你一步步完成一个照片级真实感的苹果模型,涵盖多边形建模、UV展开、PBR材质制作、次表面散射(SSS)原理、光影设置以及最终渲染输出。

无论你是完全的新手还是有一定基础的用户,这个教程都能帮助你建立扎实的Blender操作基础。我们将使用Blender 3.6+版本,所有操作都经过实际测试,确保你可以跟着步骤完成。

第一部分:Blender基础界面与准备工作

1.1 Blender安装与初始设置

首先确保你安装了最新版的Blender(建议3.6或更高版本)。安装完成后,进行以下初始设置以优化工作流程:

  1. 界面布局调整

    • 打开Blender,默认界面包含3D视图、大纲视图、属性面板和时间轴
    • 建议将右侧面板稍微拉宽,方便查看材质和渲染设置
  2. 首选项设置

    • 编辑 > 首选项 > 界面
    • 将UI语言设置为中文(如果需要)
    • 在键位映射中,建议使用Blender默认配置
  3. 渲染引擎选择

    • 在属性面板的渲染选项卡中,将渲染引擎从Eevee切换为Cycles
    • Cycles能提供更真实的光影和材质效果,特别适合本教程的写实风格

1.2 视图操作基础

在开始建模前,熟练掌握以下视图操作:

  • 旋转视图:按住鼠标中键拖动
  • 平移视图:Shift + 鼠标中键拖动
  • 缩放视图:鼠标滚轮或Ctrl + 鼠标中键拖动
  • 切换视图:按小键盘1(正视图)、3(右视图)、7(顶视图),按5切换透视/正交视图

1.3 物体模式与编辑模式

Blender有两个主要工作模式:

  • 物体模式(Object Mode):用于移动、旋转、缩放整个物体
  • 编辑模式(Edit Mode):用于修改物体的顶点、边和面

按Tab键可以在两种模式间切换。我们将在物体模式下创建基础形状,然后在编辑模式下细化模型。

第二部分:苹果基础建模(从零开始)

2.1 创建基础球体

  1. 在3D视图中,按Shift + A打开添加菜单
  2. 选择网格 > 球体(Mesh > UV Sphere)
  3. 在左下角的弹出面板中,将分段数(Segments)设为32,环数(Rings)设为16
    • 更高的数值会带来更多细节,但也会增加计算负担

2.2 进入编辑模式调整形状

按Tab键进入编辑模式,确保你处于顶点选择模式(按1键,或点击顶部工具栏的顶点图标):

  1. 选择顶部顶点

    • 按A全选,然后按B键进入框选模式,框选顶部区域
    • 或者按Ctrl + 鼠标左键点击选择单个顶点
  2. 缩放顶部区域

    • 按S键缩放,然后按Z键锁定Z轴,将顶部稍微向内缩放
    • 这将创建苹果顶部的凹陷效果
  3. 调整底部形状

    • 选择底部顶点(按B键框选底部)
    • 按S键缩放,稍微向内缩放一点,但不要像顶部那样明显
  4. 创建苹果的”肚脐”

    • 选择最底部的顶点
    • 按E键挤出(Extrude),然后按S键缩放,创建底部的小凹陷
    • 按G键移动,将这个凹陷稍微向内推

2.3 添加表面细节

苹果表面不是完全光滑的,有一些自然的起伏:

  1. 使用随机变形

    • 在编辑模式下,按A全选所有顶点
    • 按O键开启Proportional Editing(比例编辑)
    • 按Alt + S键进行沿法线方向的缩放
    • 轻微移动鼠标,你会看到顶点按比例移动,创建自然的起伏
    • 用小幅度的调整,避免过度变形
  2. 添加噪波修改器

    • 按Tab返回物体模式
    • 在右侧面板的修改器属性中,点击”添加修改器”
    • 选择”噪波”(Noise)
    • 将强度设为0.02,尺寸设为2.0
    • 这会给表面添加微妙的不规则性

2.4 应用修改器并清理拓扑

  1. 在修改器面板中,点击”应用”按钮应用噪波修改器
  2. 进入编辑模式(Tab),按M键选择”按距离”合并顶点,阈值设为0.001
  3. 检查拓扑:在编辑模式下,按Z键切换到线框模式,观察网格是否均匀

2.5 添加苹果柄

  1. 创建柄的基础形状

    • 按Shift + A添加一个圆柱体(Mesh > Cylinder)
    • 在左下角设置顶点数为8
    • 按Tab进入编辑模式,选择顶部顶点,按S键缩放使其变尖
    • 按G键移动,将圆柱体放置在苹果顶部凹陷处
  2. 调整柄的形状

    • 选择圆柱体顶部顶点,按E键挤出并缩放,创建分叉效果
    • 使用S键和G键调整形状,使其看起来像自然的苹果柄
  3. 合并柄到苹果

    • 选择柄,然后Shift + 选择苹果主体
    • 按Ctrl + J合并为一个物体
    • 进入编辑模式,选择柄和苹果连接处的顶点
    • 按M键选择”合并到中心”,使它们连接在一起

第三部分:UV展开与纹理坐标准备

3.1 为什么需要UV展开?

UV展开是将3D模型表面”展开”成2D平面的过程,就像剥开橘子皮并压平。这允许我们精确地在模型上绘制和应用纹理。

3.2 准备UV展开

  1. 分离苹果柄

    • 进入编辑模式,选择柄的所有顶点
    • 按P键选择”分离”,将柄作为独立物体
    • 这样我们可以为苹果主体和柄分别设置UV
  2. 标记缝合边

    • 在苹果主体上,选择一条不太明显的边(如底部凹陷处的边)
    • 按Ctrl + E选择”标记缝合边”
    • 这条边将成为UV展开的”切口”
  3. 展开UV

    • 按A全选苹果主体
    • 按U键选择”展开”(Unwrap)
    • 在UV编辑器中查看结果(如果没有看到UV编辑器,按Shift + F4或在窗口类型中选择UV编辑器)

3.3 优化UV布局

  1. 缩放UV

    • 在UV编辑器中,按A全选UV
    • 按S键缩放,确保UV填满整个绿色区域但不超出边界
  2. 整理UV

    • 如果UV有重叠或扭曲,可以使用”智能UV投射”(Smart UV Project)
    • 在编辑模式下,按U键选择”智能UV投射”
    • 角度限制设为66度,孤岛边距设为0.02

3.4 为柄展开UV

  1. 选择柄物体,进入编辑模式
  2. 按A全选,按U键选择”展开”
  3. 如果展开效果不佳,可以标记缝合边(如柄的底部边)

第四部分:真实苹果材质制作

4.1 理解PBR材质与次表面散射

真实苹果材质的关键在于:

  • PBR(Physically Based Rendering):基于物理的渲染,使用真实世界的参数
  • 次表面散射(SSS):光线进入物体内部并散射,使苹果看起来有通透感
  • 粗糙度变化:苹果表面不同区域的光滑程度不同

4.2 创建基础材质节点

  1. 打开着色器编辑器

    • 在Blender底部区域,切换到”着色器编辑器”
    • 确保选中苹果主体物体
  2. 创建基础节点网络

    • 默认会有一个”原理化BSDF”节点,这是Blender的万能材质节点
    • 我们将基于它进行调整
  3. 设置基础颜色

    • 在原理化BSDF节点中,将基础色(Base Color)设为苹果红(RGB: 0.8, 0.1, 0.1)
    • 或者使用颜色取样器从真实苹果照片中取色

4.3 添加次表面散射(SSS)

  1. 启用SSS

    • 在原理化BSDF节点中,找到”次表面”(Subsurface)参数
    • 将值设为0.3-0.5(苹果的SSS强度中等)
    • 次表面颜色设为浅红色(RGB: 0.9, 0.4, 0.3)
  2. 理解SSS半径

    • 次表面半径控制光线在物体内部传播的距离
    • 对于苹果,设置为:X: 1.0, Y: 0.5, Z: 0.2
    • 这表示红色光传播最远,蓝色光传播最近

4.4 添加表面纹理

  1. 创建噪波纹理

    • 按Shift + A添加”噪波纹理”(Noise Texture)节点
    • 将缩放(Scale)设为50,细节(Detail)设为2.0
    • 连接到原理化BSDF的”粗糙度”输入
  2. 添加颜色变化

    • 添加”颜色渐变”(ColorRamp)节点
    • 将噪波纹理连接到颜色渐变的Fac输入
    • 调整渐变颜色:从深红到浅红再到黄色
    • 将颜色渐变连接到原理化BSDF的基础色
  3. 添加苹果表面的斑点

    • 添加”沃罗诺伊纹理”(Voronoi Texture)
    • 将缩放设为100,连接到颜色渐变
    • 混合到基础色中,模拟苹果表面的自然斑点

4.5 创建苹果柄材质

  1. 分离材质

    • 选择柄物体,在材质属性中新建材质
    • 命名为”Apple_Stem”
  2. 设置木质材质

    • 原理化BSDF基础色设为深棕色(RGB: 0.3, 0.2, 0.1)
    • 粗糙度设为0.8
    • 添加噪波纹理控制粗糙度变化

4.6 使用纹理贴图增强真实感

  1. 下载或创建纹理

    • 推荐使用PolyHaven或Texture Haven的免费纹理
    • 需要:颜色贴图、法线贴图、粗糙度贴图
  2. 导入纹理

    • 在着色器编辑器中,按Shift + A添加”图像纹理”节点
    • 加载颜色贴图,连接到原理化BSDF的基础色
    • 加载法线贴图,连接到原理化BSDF的法线输入
    • 加载粗糙度贴图,连接到原理化BSDF的粗糙度输入
  3. 调整UV映射

    • 确保纹理节点的扩展模式设为”重复”(Repeat)
    • 如果纹理拉伸,回到UV编辑器调整UV布局

第五部分:光影设置与场景搭建

5.1 理解三点布光法

三点布光是专业3D渲染的标准方法:

  • 主光:主要光源,提供主要照明和阴影
  • 填充光:补充主光未照亮的区域,降低对比度
  1. 轮廓光:从后方照射,突出物体轮廓

5.2 设置主光

  1. 创建主光源

    • 按Shift + A添加 > 灯光 > 区域光(Area Light)
    • 将灯光放置在苹果的左前方(45度角)
    • 强度设为500 W,颜色设为暖白色(色温5500K)
  2. 调整阴影

    • 在灯光属性中,将阴影类型设为”接触阴影”(Contact Shadows)
    • 接触阴影偏移设为0.05,厚度设为0.25

5.3 设置填充光

  1. 创建填充光

    • 添加另一个区域光,放置在苹果的右前方
    • 强度设为200 W,颜色设为冷白色(色温6500K)
    • 这将为苹果的暗部添加微妙的蓝色调
  2. 调整填充光范围

    • 将灯光尺寸设为2x2,使光线更柔和
    • 在灯光属性中,将”扩散”(Diffuse)设为0.5

5.4 设置轮廓光

  1. 创建轮廓光

    • 添加第三个区域光,放置在苹果后方
    • 强度设为300 W,颜色设为暖白色
    • 这将照亮苹果边缘,使其从背景中分离出来
  2. 调整轮廓光方向

    • 旋转灯光,使其从苹果后上方照射
    • 在灯光属性中,将” specular”(高光)设为0.8

5.5 环境光设置

  1. 使用HDRI环境

    • 在渲染属性中,找到”环境”部分
    • 点击颜色条旁边的文件夹图标,加载HDRI贴图
    • 推荐使用PolyHaven的免费HDRI(如城市、工作室环境)
  2. 调整环境强度

    • 将环境强度设为0.5-1.0
    • 如果环境光太强,会冲淡主光效果

5.6 背景设置

  1. 创建平面作为背景

    • 按Shift + A添加平面(Plane)
    • 按S键缩放至足够大(如10倍)
    • 按G键移动到苹果后方远处
  2. 设置背景材质

    • 新建材质,设为纯白色或浅灰色
    • 在着色器编辑器中,将原理化BSDF的粗糙度设为1.0
    • 这将创建漫反射背景,避免分散注意力

5.7 相机设置

  1. 添加相机

    • 按Shift + A添加 > 相机
    • 按N键打开侧边栏,在视图选项中勾选”相机到视图”
    • 调整视角到满意位置后,按Ctrl + Alt + 0将相机对齐到当前视图
  2. 相机参数

    • 在相机属性中,将焦距设为50mm(标准视角)
    • 如果需要特写,可以增加到85mm
    • 景深:如果需要模糊背景,启用景深并设置焦点到苹果中心

第六部分:渲染设置与输出

6.1 Cycles渲染设置

  1. 采样设置

    • 在渲染属性中,将渲染采样设为128-256
    • 视口采样设为32-64(用于预览)
    • 启用”自适应采样”(Adaptive Sampling)
  2. 光程设置

    • 最大光程:总光程6,漫射4,光泽4,透射4
    • 这些值平衡了质量和速度
  3. 性能设置

    • 如果使用GPU渲染,在系统设置中确保已启用CUDA或OptiX
    • tileSize设为256x256(GPU)或32x32(CPU)

6.2 降噪设置

  1. 启用降噪

    • 在渲染属性中,找到”降噪”部分
    • 选择”OpenImageDenoise”(推荐)或”OptiX”(NVIDIA GPU)
    • 在渲染完成后自动应用降噪
  2. 预览降噪

    • 在3D视图中,按Z键切换到”渲染预览”模式
    • 在视图叠加层中,启用”降噪预览”

6.3 输出设置

  1. 文件格式

    • 在输出属性中,将格式设为PNG或EXR
    • PNG适合最终图像,EXR适合后期处理
    • 颜色深度:16位或32位(EXR)
  2. 分辨率

    • 设为1920x1080(全高清)或更高
    • 像素宽高比:1.0
  3. 输出路径

    • 设置保存路径和文件名
    • 建议创建专用文件夹存放渲染结果

6.4 渲染过程

  1. 预览渲染

    • 在3D视图中,按Z键选择”渲染预览”
    • 等待几分钟,检查材质和光影是否满意
  2. 最终渲染

    • 按F12开始渲染
    • 渲染时间取决于采样数和硬件性能(通常10-30分钟)
    • 渲染完成后,按F3保存图像

第七部分:进阶技巧与优化

7.1 添加更多表面细节

  1. 使用法线贴图

    • 创建或下载苹果表面的法线贴图
    • 在着色器编辑器中,添加”法线贴图”节点
    • 将强度设为0.5-1.0
  2. 添加微表面细节

    • 使用”凹凸”(Bump)节点
    • 连接噪波纹理到凹凸节点的Height输入
    • 将凹凸节点连接到原理化BSDF的法线输入
    • 强度设为0.01-0.02,避免过度

7.2 景深与焦点

  1. 设置景深

    • 在相机属性中启用景深
    • 焦点:选择苹果中心的顶点作为焦点
    • 光圈值:f/2.8-f/4.0(小光圈大景深,大光圈小景深)
  2. 焦点动画

    • 如果制作动画,可以添加焦点变化
    • 在时间轴上设置关键帧,改变焦点距离

7.3 渲染优化技巧

  1. 使用烘焙

    • 对于复杂材质,可以烘焙为贴图
    • 选择苹果物体,选择渲染 > 烘焙
    • 烘焙类型:组合,分辨率2048x2048
  2. 分层渲染

    • 使用合成器将渲染分为不同层
    • 可以单独调整苹果、阴影、背景

7.4 后期处理

  1. 使用合成器

    • 在Blender中切换到”合成器”工作区
    • 启用”使用节点”
    • 添加”辉光”(Glare)节点增强高光
    • 添加”色相/饱和度”调整颜色
  2. 导出到外部软件

    • 可以导出为PSD或EXR格式
    • 在Photoshop或GIMP中进行最终调整

第八部分:常见问题与解决方案

8.1 材质看起来太暗或太亮

解决方案

  • 检查原理化BSDF的”金属度”是否为0(非金属)
  • 调整”糙度”值,太光滑会过亮,太粗糙会过暗
  • 检查灯光强度是否匹配(主光500W,填充200W)

8.2 渲染时间过长

解决方案

  • 降低采样数到64-128
  • 使用GPU渲染(在系统设置中启用)
  • 启用自适应采样
  • 使用降噪功能,允许更低采样

8.3 纹理拉伸或不连续

解决方案

  • 回到UV编辑器,重新展开UV
  • 标记更多缝合边
  • 使用”智能UV投射”作为备选方案
  • 检查纹理节点的扩展模式是否为”重复”

8.4 苹果看起来像塑料

解决方案

  • 增加次表面散射值(0.3-0.5)
  • 添加粗糙度变化(使用噪波纹理)
  • 添加微妙的法线贴图或凹凸
  • 确保使用Cycles渲染引擎

8.5 阴影不自然

解决方案

  • 检查灯光的接触阴影设置
  • 调整灯光的扩散值(0.3-0.5)
  • 添加环境光(HDRI)填充暗部
  • 在渲染设置中增加光程值

第九部分:完整工作流程总结

9.1 从零到完成的步骤清单

  1. 建模阶段(15-20分钟):

    • 创建UV球体,调整形状
    • 添加噪波修改器增加细节
    • 创建并连接苹果柄
    • 合并物体并清理拓扑
  2. UV展开阶段(5-10分钟):

    • 分离柄和主体
    • 标记缝合边
    • 展开UV并优化
  3. 材质阶段(15-20分钟):

    • 创建原理化BSDF材质
    • 添加SSS(次表面散射)
    • 使用噪波和沃罗诺伊纹理创建颜色变化
    • 添加法线贴图和粗糙度贴图
  4. 光影阶段(10-15分钟):

    • 设置三点布光(主光、填充光、轮廓光)
    • 添加HDRI环境光
    • 创建背景平面
    • 调整相机位置和参数
  5. 渲染阶段(5分钟设置 + 渲染时间):

    • 设置Cycles采样和光程
    • 启用降噪
    • 设置输出格式和分辨率
    • 执行最终渲染

9.2 关键参数速查表

参数 推荐值 说明
苹果SSS强度 0.3-0.05 控制通透感
SSS半径(X,Y,Z) 1.0,0.5,0.2 红光传播最远
主光强度 500W 主要照明
填充光强度 200W 补充暗部
渲染采样 128-256 质量与速度平衡
糙度值 0.2-0.4 苹果表面光滑度

9.3 进阶学习路径

  1. 动画制作

    • 学习关键帧动画基础
    • 制作苹果旋转或掉落动画
    • 添加物理模拟(如重力)
  2. 场景扩展

    • 创建多个苹果组成静物画
    • 添加水果篮、桌布等道具
    • 学习布料模拟
  3. 高级材质

    • 学习节点组创建复杂材质
    • 使用程序化纹理创建无限细节
    • 探索体积材质(如苹果内部的半透明效果)
  4. 后期合成

    • 深入学习合成器节点
    • 添加镜头光晕、色差等特效
    • 制作渲染通道(AOV)用于后期调整

结语

通过这个完整的教程,你已经掌握了在Blender中创建写实苹果的完整流程。从基础建模到高级材质,再到专业渲染,每一步都至关重要。记住,3D创作是一个迭代的过程,不要害怕尝试不同的参数和设置。

关键要点回顾

  • 次表面散射是让苹果看起来真实的关键
  • 三点布光法能创建专业级的光影效果
  • UV展开是纹理应用的基础
  • 降噪技术可以大幅降低渲染时间

现在,打开Blender,开始创建你的第一个写实苹果吧!随着练习的增加,你会越来越熟练,并能将这些技术应用到更复杂的3D项目中。# Blender苹果建模案例教程:从零基础到掌握真实苹果材质与光影渲染技巧

引言:为什么选择苹果作为Blender学习的起点?

苹果是3D建模初学者的理想练习对象,因为它形状简单却包含丰富的细节挑战。通过这个案例,你将掌握Blender的核心工作流程:从基础建模到复杂材质,再到专业级渲染。本教程将带你一步步完成一个照片级真实感的苹果模型,涵盖多边形建模、UV展开、PBR材质制作、次表面散射(SSS)原理、光影设置以及最终渲染输出。

无论你是完全的新手还是有一定基础的用户,这个教程都能帮助你建立扎实的Blender操作基础。我们将使用Blender 3.6+版本,所有操作都经过实际测试,确保你可以跟着步骤完成。

第一部分:Blender基础界面与准备工作

1.1 Blender安装与初始设置

首先确保你安装了最新版的Blender(建议3.6或更高版本)。安装完成后,进行以下初始设置以优化工作流程:

  1. 界面布局调整

    • 打开Blender,默认界面包含3D视图、大纲视图、属性面板和时间轴
    • 建议将右侧面板稍微拉宽,方便查看材质和渲染设置
  2. 首选项设置

    • 编辑 > 首选项 > 界面
    • 将UI语言设置为中文(如果需要)
    • 在键位映射中,建议使用Blender默认配置
  3. 渲染引擎选择

    • 在属性面板的渲染选项卡中,将渲染引擎从Eevee切换为Cycles
    • Cycles能提供更真实的光影和材质效果,特别适合本教程的写实风格

1.2 视图操作基础

在开始建模前,熟练掌握以下视图操作:

  • 旋转视图:按住鼠标中键拖动
  • 平移视图:Shift + 鼠标中键拖动
  • 缩放视图:鼠标滚轮或Ctrl + 鼠标中键拖动
  • 切换视图:按小键盘1(正视图)、3(右视图)、7(顶视图),按5切换透视/正交视图

1.3 物体模式与编辑模式

Blender有两个主要工作模式:

  • 物体模式(Object Mode):用于移动、旋转、缩放整个物体
  • 编辑模式(Edit Mode):用于修改物体的顶点、边和面

按Tab键可以在两种模式间切换。我们将在物体模式下创建基础形状,然后在编辑模式下细化模型。

第二部分:苹果基础建模(从零开始)

2.1 创建基础球体

  1. 在3D视图中,按Shift + A打开添加菜单
  2. 选择网格 > 球体(Mesh > UV Sphere)
  3. 在左下角的弹出面板中,将分段数(Segments)设为32,环数(Rings)设为16
    • 更高的数值会带来更多细节,但也会增加计算负担

2.2 进入编辑模式调整形状

按Tab键进入编辑模式,确保你处于顶点选择模式(按1键,或点击顶部工具栏的顶点图标):

  1. 选择顶部顶点

    • 按A全选,然后按B键进入框选模式,框选顶部区域
    • 或者按Ctrl + 鼠标左键点击选择单个顶点
  2. 缩放顶部区域

    • 按S键缩放,然后按Z键锁定Z轴,将顶部稍微向内缩放
    • 这将创建苹果顶部的凹陷效果
  3. 调整底部形状

    • 选择底部顶点(按B键框选底部)
    • 按S键缩放,稍微向内缩放一点,但不要像顶部那样明显
  4. 创建苹果的”肚脐”

    • 选择最底部的顶点
    • 按E键挤出(Extrude),然后按S键缩放,创建底部的小凹陷
    • 按G键移动,将这个凹陷稍微向内推

2.3 添加表面细节

苹果表面不是完全光滑的,有一些自然的起伏:

  1. 使用随机变形

    • 在编辑模式下,按A全选所有顶点
    • 按O键开启Proportional Editing(比例编辑)
    • 按Alt + S键进行沿法线方向的缩放
    • 轻微移动鼠标,你会看到顶点按比例移动,创建自然的起伏
    • 用小幅度的调整,避免过度变形
  2. 添加噪波修改器

    • 按Tab返回物体模式
    • 在右侧面板的修改器属性中,点击”添加修改器”
    • 选择”噪波”(Noise)
    • 将强度设为0.02,尺寸设为2.0
    • 这会给表面添加微妙的不规则性

2.4 应用修改器并清理拓扑

  1. 在修改器面板中,点击”应用”按钮应用噪波修改器
  2. 进入编辑模式(Tab),按M键选择”按距离”合并顶点,阈值设为0.001
  3. 检查拓扑:在编辑模式下,按Z键切换到线框模式,观察网格是否均匀

2.5 添加苹果柄

  1. 创建柄的基础形状

    • 按Shift + A添加一个圆柱体(Mesh > Cylinder)
    • 在左下角设置顶点数为8
    • 按Tab进入编辑模式,选择顶部顶点,按S键缩放使其变尖
    • 按G键移动,将圆柱体放置在苹果顶部凹陷处
  2. 调整柄的形状

    • 选择圆柱体顶部顶点,按E键挤出并缩放,创建分叉效果
    • 使用S键和G键调整形状,使其看起来像自然的苹果柄
  3. 合并柄到苹果

    • 选择柄,然后Shift + 选择苹果主体
    • 按Ctrl + J合并为一个物体
    • 进入编辑模式,选择柄和苹果连接处的顶点
    • 按M键选择”合并到中心”,使它们连接在一起

第三部分:UV展开与纹理坐标准备

3.1 为什么需要UV展开?

UV展开是将3D模型表面”展开”成2D平面的过程,就像剥开橘子皮并压平。这允许我们精确地在模型上绘制和应用纹理。

3.2 准备UV展开

  1. 分离苹果柄

    • 进入编辑模式,选择柄的所有顶点
    • 按P键选择”分离”,将柄作为独立物体
    • 这样我们可以为苹果主体和柄分别设置UV
  2. 标记缝合边

    • 在苹果主体上,选择一条不太明显的边(如底部凹陷处的边)
    • 按Ctrl + E选择”标记缝合边”
    • 这条边将成为UV展开的”切口”
  3. 展开UV

    • 按A全选苹果主体
    • 按U键选择”展开”(Unwrap)
    • 在UV编辑器中查看结果(如果没有看到UV编辑器,按Shift + F4或在窗口类型中选择UV编辑器)

3.3 优化UV布局

  1. 缩放UV

    • 在UV编辑器中,按A全选UV
    • 按S键缩放,确保UV填满整个绿色区域但不超出边界
  2. 整理UV

    • 如果UV有重叠或扭曲,可以使用”智能UV投射”(Smart UV Project)
    • 在编辑模式下,按U键选择”智能UV投射”
    • 角度限制设为66度,孤岛边距设为0.02

3.4 为柄展开UV

  1. 选择柄物体,进入编辑模式
  2. 按A全选,按U键选择”展开”
  3. 如果展开效果不佳,可以标记缝合边(如柄的底部边)

第四部分:真实苹果材质制作

4.1 理解PBR材质与次表面散射

真实苹果材质的关键在于:

  • PBR(Physically Based Rendering):基于物理的渲染,使用真实世界的参数
  • 次表面散射(SSS):光线进入物体内部并散射,使苹果看起来有通透感
  • 粗糙度变化:苹果表面不同区域的光滑程度不同

4.2 创建基础材质节点

  1. 打开着色器编辑器

    • 在Blender底部区域,切换到”着色器编辑器”
    • 确保选中苹果主体物体
  2. 创建基础节点网络

    • 默认会有一个”原理化BSDF”节点,这是Blender的万能材质节点
    • 我们将基于它进行调整
  3. 设置基础颜色

    • 在原理化BSDF节点中,将基础色(Base Color)设为苹果红(RGB: 0.8, 0.1, 0.1)
    • 或者使用颜色取样器从真实苹果照片中取色

4.3 添加次表面散射(SSS)

  1. 启用SSS

    • 在原理化BSDF节点中,找到”次表面”(Subsurface)参数
    • 将值设为0.3-0.5(苹果的SSS强度中等)
    • 次表面颜色设为浅红色(RGB: 0.9, 0.4, 0.3)
  2. 理解SSS半径

    • 次表面半径控制光线在物体内部传播的距离
    • 对于苹果,设置为:X: 1.0, Y: 0.5, Z: 0.2
    • 这表示红色光传播最远,蓝色光传播最近

4.4 添加表面纹理

  1. 创建噪波纹理

    • 按Shift + A添加”噪波纹理”(Noise Texture)节点
    • 将缩放(Scale)设为50,细节(Detail)设为2.0
    • 连接到原理化BSDF的”粗糙度”输入
  2. 添加颜色变化

    • 添加”颜色渐变”(ColorRamp)节点
    • 将噪波纹理连接到颜色渐变的Fac输入
    • 调整渐变颜色:从深红到浅红再到黄色
    • 将颜色渐变连接到原理化BSDF的基础色
  3. 添加苹果表面的斑点

    • 添加”沃罗诺伊纹理”(Voronoi Texture)
    • 将缩放设为100,连接到颜色渐变
    • 混合到基础色中,模拟苹果表面的自然斑点

4.5 创建苹果柄材质

  1. 分离材质

    • 选择柄物体,在材质属性中新建材质
    • 命名为”Apple_Stem”
  2. 设置木质材质

    • 原理化BSDF基础色设为深棕色(RGB: 0.3, 0.2, 0.1)
    • 粗糙度设为0.8
    • 添加噪波纹理控制粗糙度变化

4.6 使用纹理贴图增强真实感

  1. 下载或创建纹理

    • 推荐使用PolyHaven或Texture Haven的免费纹理
    • 需要:颜色贴图、法线贴图、粗糙度贴图
  2. 导入纹理

    • 在着色器编辑器中,按Shift + A添加”图像纹理”节点
    • 加载颜色贴图,连接到原理化BSDF的基础色
    • 加载法线贴图,连接到原理化BSDF的法线输入
    • 加载粗糙度贴图,连接到原理化BSDF的粗糙度输入
  3. 调整UV映射

    • 确保纹理节点的扩展模式设为”重复”(Repeat)
    • 如果纹理拉伸,回到UV编辑器调整UV布局

第五部分:光影设置与场景搭建

5.1 理解三点布光法

三点布光是专业3D渲染的标准方法:

  • 主光:主要光源,提供主要照明和阴影
  • 填充光:补充主光未照亮的区域,降低对比度
  • 轮廓光:从后方照射,突出物体轮廓

5.2 设置主光

  1. 创建主光源

    • 按Shift + A添加 > 灯光 > 区域光(Area Light)
    • 将灯光放置在苹果的左前方(45度角)
    • 强度设为500 W,颜色设为暖白色(色温5500K)
  2. 调整阴影

    • 在灯光属性中,将阴影类型设为”接触阴影”(Contact Shadows)
    • 接触阴影偏移设为0.05,厚度设为0.25

5.3 设置填充光

  1. 创建填充光

    • 添加另一个区域光,放置在苹果的右前方
    • 强度设为200 W,颜色设为冷白色(色温6500K)
    • 这将为苹果的暗部添加微妙的蓝色调
  2. 调整填充光范围

    • 将灯光尺寸设为2x2,使光线更柔和
    • 在灯光属性中,将”扩散”(Diffuse)设为0.5

5.4 设置轮廓光

  1. 创建轮廓光

    • 添加第三个区域光,放置在苹果后方
    • 强度设为300 W,颜色设为暖白色
    • 这将照亮苹果边缘,使其从背景中分离出来
  2. 调整轮廓光方向

    • 旋转灯光,使其从苹果后上方照射
    • 在灯光属性中,将” specular”(高光)设为0.8

5.5 环境光设置

  1. 使用HDRI环境

    • 在渲染属性中,找到”环境”部分
    • 点击颜色条旁边的文件夹图标,加载HDRI贴图
    • 推荐使用PolyHaven的免费HDRI(如城市、工作室环境)
  2. 调整环境强度

    • 将环境强度设为0.5-1.0
    • 如果环境光太强,会冲淡主光效果

5.6 背景设置

  1. 创建平面作为背景

    • 按Shift + A添加平面(Plane)
    • 按S键缩放至足够大(如10倍)
    • 按G键移动到苹果后方远处
  2. 设置背景材质

    • 新建材质,设为纯白色或浅灰色
    • 在着色器编辑器中,将原理化BSDF的粗糙度设为1.0
    • 这将创建漫反射背景,避免分散注意力

5.7 相机设置

  1. 添加相机

    • 按Shift + A添加 > 相机
    • 按N键打开侧边栏,在视图选项中勾选”相机到视图”
    • 调整视角到满意位置后,按Ctrl + Alt + 0将相机对齐到当前视图
  2. 相机参数

    • 在相机属性中,将焦距设为50mm(标准视角)
    • 如果需要特写,可以增加到85mm
    • 景深:如果需要模糊背景,启用景深并设置焦点到苹果中心

第六部分:渲染设置与输出

6.1 Cycles渲染设置

  1. 采样设置

    • 在渲染属性中,将渲染采样设为128-256
    • 视口采样设为32-64(用于预览)
    • 启用”自适应采样”(Adaptive Sampling)
  2. 光程设置

    • 最大光程:总光程6,漫射4,光泽4,透射4
    • 这些值平衡了质量和速度
  3. 性能设置

    • 如果使用GPU渲染,在系统设置中确保已启用CUDA或OptiX
    • tileSize设为256x256(GPU)或32x32(CPU)

6.2 降噪设置

  1. 启用降噪

    • 在渲染属性中,找到”降噪”部分
    • 选择”OpenImageDenoise”(推荐)或”OptiX”(NVIDIA GPU)
    • 在渲染完成后自动应用降噪
  2. 预览降噪

    • 在3D视图中,按Z键切换到”渲染预览”模式
    • 在视图叠加层中,启用”降噪预览”

6.3 输出设置

  1. 文件格式

    • 在输出属性中,将格式设为PNG或EXR
    • PNG适合最终图像,EXR适合后期处理
    • 颜色深度:16位或32位(EXR)
  2. 分辨率

    • 设为1920x1080(全高清)或更高
    • 像素宽高比:1.0
  3. 输出路径

    • 设置保存路径和文件名
    • 建议创建专用文件夹存放渲染结果

6.4 渲染过程

  1. 预览渲染

    • 在3D视图中,按Z键选择”渲染预览”
    • 等待几分钟,检查材质和光影是否满意
  2. 最终渲染

    • 按F12开始渲染
    • 渲染时间取决于采样数和硬件性能(通常10-30分钟)
    • 渲染完成后,按F3保存图像

第七部分:进阶技巧与优化

7.1 添加更多表面细节

  1. 使用法线贴图

    • 创建或下载苹果表面的法线贴图
    • 在着色器编辑器中,添加”法线贴图”节点
    • 将强度设为0.5-1.0
  2. 添加微表面细节

    • 使用”凹凸”(Bump)节点
    • 连接噪波纹理到凹凸节点的Height输入
    • 将凹凸节点连接到原理化BSDF的法线输入
    • 强度设为0.01-0.02,避免过度

7.2 景深与焦点

  1. 设置景深

    • 在相机属性中启用景深
    • 焦点:选择苹果中心的顶点作为焦点
    • 光圈值:f/2.8-f/4.0(小光圈大景深,大光圈小景深)
  2. 焦点动画

    • 如果制作动画,可以添加焦点变化
    • 在时间轴上设置关键帧,改变焦点距离

7.3 渲染优化技巧

  1. 使用烘焙

    • 对于复杂材质,可以烘焙为贴图
    • 选择苹果物体,选择渲染 > 烘焙
    • 烘焙类型:组合,分辨率2048x2048
  2. 分层渲染

    • 使用合成器将渲染分为不同层
    • 可以单独调整苹果、阴影、背景

7.4 后期处理

  1. 使用合成器

    • 在Blender中切换到”合成器”工作区
    • 启用”使用节点”
    • 添加”辉光”(Glare)节点增强高光
    • 添加”色相/饱和度”调整颜色
  2. 导出到外部软件

    • 可以导出为PSD或EXR格式
    • 在Photoshop或GIMP中进行最终调整

第八部分:常见问题与解决方案

8.1 材质看起来太暗或太亮

解决方案

  • 检查原理化BSDF的”金属度”是否为0(非金属)
  • 调整”糙度”值,太光滑会过亮,太粗糙会过暗
  • 检查灯光强度是否匹配(主光500W,填充200W)

8.2 渲染时间过长

解决方案

  • 降低采样数到64-128
  • 使用GPU渲染(在系统设置中启用)
  • 启用自适应采样
  • 使用降噪功能,允许更低采样

8.3 纹理拉伸或不连续

解决方案

  • 回到UV编辑器,重新展开UV
  • 标记更多缝合边
  • 使用”智能UV投射”作为备选方案
  • 检查纹理节点的扩展模式是否为”重复”

8.4 苹果看起来像塑料

解决方案

  • 增加次表面散射值(0.3-0.5)
  • 添加粗糙度变化(使用噪波纹理)
  • 添加微妙的法线贴图或凹凸
  • 确保使用Cycles渲染引擎

8.5 阴影不自然

解决方案

  • 检查灯光的接触阴影设置
  • 调整灯光的扩散值(0.3-0.5)
  • 添加环境光(HDRI)填充暗部
  • 在渲染设置中增加光程值

第九部分:完整工作流程总结

9.1 从零到完成的步骤清单

  1. 建模阶段(15-20分钟):

    • 创建UV球体,调整形状
    • 添加噪波修改器增加细节
    • 创建并连接苹果柄
    • 合并物体并清理拓扑
  2. UV展开阶段(5-10分钟):

    • 分离柄和主体
    • 标记缝合边
    • 展开UV并优化
  3. 材质阶段(15-20分钟):

    • 创建原理化BSDF材质
    • 添加SSS(次表面散射)
    • 使用噪波和沃罗诺伊纹理创建颜色变化
    • 添加法线贴图和粗糙度贴图
  4. 光影阶段(10-15分钟):

    • 设置三点布光(主光、填充光、轮廓光)
    • 添加HDRI环境光
    • 创建背景平面
    • 调整相机位置和参数
  5. 渲染阶段(5分钟设置 + 渲染时间):

    • 设置Cycles采样和光程
    • 启用降噪
    • 设置输出格式和分辨率
    • 执行最终渲染

9.2 关键参数速查表

参数 推荐值 说明
苹果SSS强度 0.3-0.5 控制通透感
SSS半径(X,Y,Z) 1.0,0.5,0.2 红光传播最远
主光强度 500W 主要照明
填充光强度 200W 补充暗部
渲染采样 128-256 质量与速度平衡
糙度值 0.2-0.4 苹果表面光滑度

9.3 进阶学习路径

  1. 动画制作

    • 学习关键帧动画基础
    • 制作苹果旋转或掉落动画
    • 添加物理模拟(如重力)
  2. 场景扩展

    • 创建多个苹果组成静物画
    • 添加水果篮、桌布等道具
    • 学习布料模拟
  3. 高级材质

    • 学习节点组创建复杂材质
    • 使用程序化纹理创建无限细节
    • 探索体积材质(如苹果内部的半透明效果)
  4. 后期合成

    • 深入学习合成器节点
    • 添加镜头光晕、色差等特效
    • 制作渲染通道(AOV)用于后期调整

结语

通过这个完整的教程,你已经掌握了在Blender中创建写实苹果的完整流程。从基础建模到高级材质,再到专业渲染,每一步都至关重要。记住,3D创作是一个迭代的过程,不要害怕尝试不同的参数和设置。

关键要点回顾

  • 次表面散射是让苹果看起来真实的关键
  • 三点布光法能创建专业级的光影效果
  • UV展开是纹理应用的基础
  • 降噪技术可以大幅降低渲染时间

现在,打开Blender,开始创建你的第一个写实苹果吧!随着练习的增加,你会越来越熟练,并能将这些技术应用到更复杂的3D项目中。