Maya基础教程 Vertex nomals顶点法线详解

　　今天为朋友们分享一些有关Maya顶点法线的知识。希望对喜欢Maya的朋友们有所帮助和提高。

在display>polygons下，可以勾选face normals和vertex normals来分别显示多边形的面法线和顶点法线。（图01）

图01

 　　面法线在Maya中的意义在于告诉软件，面的哪一边是正向，哪一边是反向。而顶点法线则主要影响模型的光影效果。该图是当一个box在硬边的情况下的点法线显示。（图02）

图02

 　　同样的box在软边的情况下，点法线的显示如图03。

图03

 　　可以看出，当硬边的时候，每个点有三个法线方向，分别平行于与之相接的三个面的法线方向，而当box软边的情况下，每个点的顶点法线只有一个方向，并且是硬边的所有法线方向的平均。

　　如果三维软件里的物体是硬边时，采用一种叫做均匀着色的着色方式，具体方法是任取多边形面之内的一点，利用光照方程计算出该点的颜色，用这个颜色填满整个多边形面。这样的计算方法会让面数很少的多边形相邻两个面的颜色差异非常大，没有过度，于是就看起来像是有一条明显的硬边分界。（图04）

图04

 　　用12段的球体来说，全部硬边显示的时候则看起来有非常生硬的过渡，不光滑。若我们想要某些光滑的物体在面数很少的情况下，也可以看起来有光滑的效果，则需要采用差值着色的方法。

 　　差值着色分Gourand着色和Phong着色两种。我们现今多使用Phong差值着色。基本思路是对多边形顶点的法线方向进行差值计算，获得相邻顶点之间的差值法线方向，并根据该法线方向进行光影绘制。从某一个侧面观察之前的立方体的时候，它表面上各点的法线进行差值计算后的方向其实是如图所示而变化的。（图05）

图05

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　　而其实这种差值计算出的法线是一种模拟与欺骗，真正会有这种法线效果的形体其实是球体。（图06）

图06

 　　也就是说，这个时候的立方体，在模型形体上是一个立方体，但在光影表现上，其实是近似于一个球体的。所以，进行差值计算之后，物体会看起来变软。这就是软硬边的本质。

　　当我们在给某些物体的边做倒角（bevel edge）时，段数的多少会对最后的视觉效果产生显著影响。左边的立方体倒角的段数较多，而右边的立方体倒角的段数非常少。则会看到，右边两方体的边界有一些黑黑的光影，看起来很软，似乎像肥皂。（图07）

图07

 　　做倒角后，物体的边界，面的转角变得柔和，角度都是钝角，按常理一般用软边显示。于是，右边的立方体，顶面最外围的那些面，顶点法线方形就不一致了，如图08。

图08

 　　靠近转角的点，法线方向是往外偏转的，根据差值计算的原理，这个面上的光影便不是统一的，而是看起来有一个圆度的转角，于是看起来就会有黑的光影，视觉上也很软。

 　　所以，硬边的倒角段数越多越好。只有这样，这些面最外围的顶点法线才越接近垂直，平的面才会显得平。如图09。

图09