第五章：3ds max UV展开和BP贴图绘制（上）
3ds max中简单的几何体模型是通过“UVW 贴图”修改器来赋予贴图。但是，对于复杂的人物角色模型，则需要“UVW 展开”这个修改器来完成UV贴图的处理。其实这个两个修改器本质都是编辑UV坐标。使用“UVW 展开”之前最好对模型进行“重置变换”一下。
UVW展开的最终目的就是制作一张UV贴图，然后在UV贴图上面绘制图像。这张UV贴图里面的UV坐标与模型中的UV坐标已经映射完毕了。UVW 展开命令面板中有一个 UV编辑器，这个UV编辑器就是直接编辑我们的UV贴图。UVW展开里面有个UV编辑器。
我们以一个男性头部来演示如何进行UV展开操作和使用UV编辑器来编辑UV贴图。这是一个1/2的男性头部，我们可以先给它进行UV展开，最后添加“对称”修改器来补全完整。
模型下载地址为：男性头部3D模型（教学使用）-游戏开发文档类资源-CSDN下载
首先，我们为该头部模型添加一个“UVW 展开”修改器。
我们顺便打开UV编辑器看看，如下：
在UV编辑器里面中间四边形的棋盘格部分，就是我们UV贴图区域。我们发现，在这个四边形区域内，已经存在一个UV贴图了，这是3ds max自动帮我们完成的。UVW展开的操作对象是3D模型，它的工作就是将模型的表面一部分一部分的剥离下来。UV编辑器操作的对象是UV贴图，它的工作就是将剥离下来的模型表面平铺在UV贴图区域。但是两者又是通过UV坐标关联在一起的。因此，我们可以通过选择3D模型中一部分，来对应UV贴图中的那一部分，其实两个部分就是一个东西，只不过一个在3D模型上立体显示，一个在UV贴图里平面显示。
为什么要将模型的表面一部分一部分剥离下来，而不是整张UV贴图。因为复杂的模型形状各异，而UV贴图则是一张正方形的图片。如何将模型的表面放置在一个正方形里面，就是问题的关键。如果是一个立方体，那么我们可以将6个面逐一放到UV贴图里面，这样既不影响立方体表面纹理效果，也能够合理的利用UV空间。但如果是一个球形，我们无法将球形的表面完整的放置在一个正方形里面（参考世界地图），而且球形表面在被剥离下来平铺成矩形的时候，在顶部和底部位置一定会有拉伸。这种拉伸会影响UV贴图绘制完毕后，在被贴到模型表面后，贴图上面的图像也会被拉伸（参考哈哈镜效果）。因此，为了避免这种情况的发生，我们需要将模型按照一定规则拆解为很多部分，然后将每一部分展开成一张平坦的二维图片，重点尽量不要拉伸。如果有必要，还可以将二维图片横竖打直为四边形，目的是最大程度的利用UV贴图空间。为了案例演示，我们只需要剥离展开成二维图片即可。
UVW展开和UV编辑器都可以按照点，线和面的选择方式来编辑。在选择点，线，面的时候，后面有一个立方体的选项，分别是“按元素XY切换选择”（UVM 展开）和“按元素UV切换选择”（ UV编辑器）。如果勾选的话，如果我们选择模型一个面，它会自动延伸到整个包含该面的对象。如果选择UV贴图的一个面，它会自动延伸整个包含该面的贴图。这个操作帮助我们实现从局部到整体的一个选择。在上面两个截图中，我们可以看到UVW展开中的选择方式，UV编辑器中的选择方式。选择是编辑修改的前提！
UVW展开的过程就是将模型表面拆解的过程。在拆解之前，我们一般会对模型进行一次“投影”，该操作的意思是，按照不同的投影轴向，将整体模型形成一个UV轮廓。在我们上面的UV编辑器中，能够看到头部模型的UV贴图，这是系统自动帮我们完成的，显然这个效果不是很理想，我们需要重新“投影”一下，步骤如下：
1. 给头部模型添加“UVW 展开”修改器
此时模型中会有一些绿色的线，这些绿线代表模型拆解各个部分的分界线。也就是说，如果我们想要一部分剥离下，就把该部分周围的线设置为绿色，也就是断开线。然后执行剥离命令，就可以将这部分的表面剥离下来了。同理，在UV编辑器中也显示绿色的线。
2. 选择“面”方式，去掉勾选“忽略背面”，然后全选模型所有的面。
3. 选择“投影”->“平面贴图”，再选择 x/y/z 轴向，同时打开UV编辑器。选择不同的投影轴向，UV编辑器中的UV贴图呈现的效果（投影）是不一样的。（保证全选面的前提）
我们通过对比，可以看到三种不同的投影贴图的效果，最终我们选择Y轴方向的投影。
5. 接下来就是拆解模型的操作。可以一次性编辑所有UV断线，也可以一个部分一个部分处理。如果是一次性编辑所有UV断线，可以点击“剥”->“编辑接缝”，然后在模型上面选择所有要断开的线，最后点击“剥”->“快速剥”，就能将模型所有部分的UV贴图全部剥开了。紧接着，在UVW编辑器中点击“排列元素”中的第一项“紧缩-自定义”（自动摆放），模型的所有部分的UV贴图就是自动摆放在整个四边形UV贴图中了。当然，本案例中，我们就不选择这种方式了，我们只给出命令截图：
前两个命令在“UVW 展开”命令面板中，“紧缩-自定义”在UV编辑器右边的命令面板中。
6. 我们可以在模型中手动选择要断开的线，按住Ctrl键加选，或者按住Alt键减选，注意，模型中的线选择和UVW编辑器中的线选择是一致的。我们在模型中选择要断开的线，然后去UVW编辑器中右击选择好的线，然后“断开”即可。在UVW编辑器中，勾选“按元素UV切换选择”，点击断开UV的任一部分，就会自动全选断开的所有UV部分，然后再拖动断下来的UV贴图，将其放置到一边。当然，我们也可以直接在UVW编辑器中选择要拆解的UV贴图，右击“断开”也是一样的。例如，本案例中，我们首先将“耳朵”部分拆解下来。首先选择“边”的选择方式，然后按住Ctrl键，将耳朵周围的线进行选择。
选择完毕后，我们去UV编辑器中，同样的位置，同样的线也被选中了：
右击我们完成的线，选择“断开”命令，此时这个线变成了绿色，也就是断线成功了：
紧接着，在UV编辑器中选择“面”方式，并勾选“按元素UV切换选择”。这样，当我们选择耳朵的任何一个面的时候，就会自动全选整个耳朵。
使用UV编辑器移动工具（顶部工具栏），就可以移动这个耳朵到其他地方了：
虽然我们将耳朵剥离下来了，但是此时，我们还不能将其展开成一个二维图片。因为耳朵的结构仍然复杂，如果直接将耳朵的表面平铺为二维图片的话，肯定会拉伸，甚至一些点和线会重叠在一起。解决的方法就是，继续将耳朵进行断线，例如我们将耳朵前后、中间分开。
我们选择新断开的线，然后去UV编辑器里面，右击选择“断开”命令。当然，这种方式也不能100%保证耳朵里面的面展开后不产生拉伸。本案例只是讲解断线操作的流程，并不能用于真实的模型处理。因为大部分的断线位置都会选择在模型比较隐蔽的地方，这样不会影响到贴图图像在模型上面的显示效果，因为断线位置的贴图显示，肯定会有一些瑕疵。
8. 接下来我们使用“松弛”命令将剥离下来的表面平铺成为一个二维图片。因为我们已经将耳朵又分成了三个部分，因此可以对三个部分分别进行“松弛”操作。在UV编辑器中，选中耳朵的UV贴图部分，然后选择“工具”->“松弛…”，在弹出的框中选择“由多边形角松弛”选项，然后点击“开始松弛”。松弛后（可以手动停止），耳朵就会自动延展开来。
我们发现耳朵的三个部分都被均匀的延展开了，基本上没有发生线重叠的情况。如果松弛之后，仍然有一些线重叠无法展开，则首先要考虑断线方式是否正确，然后在去手动移动线的位置或者点的位置。当然手动移动的前提是不能产生拉伸或挤压，这个需要棋盘格的辅助。这个工作是一个细节而繁琐的过程。
备注：UV贴图是一个四边形，因此一个模型的各个部分被拆解到UV贴图中。为了能够充分利用UV贴图的空间，各个部分的UV贴图也尽量“打直”成四边形。打直操作可以分为“横向打直”和“纵向打直”。打直操作不是必须的。对于面积大且平滑的模型表面，我们可以通过打直操作，使贴图边缘打直放置在UV贴图框的边缘，提供UV空间利用率。但是，如果是不规则的角落处的模型面，尽量保持延展开后的样子就行了。
9. 接下来就是将头部其他的部分拆解下来，然后“松弛”一下。我们就简单粗暴一些，直接将脸拆分下来，这样就一分为二了，直接将两部分进行“松弛”。
松弛完毕后，我们可以通过移动，缩放命令，将我们这些松弛好的UV贴图全部归置到UV棋盘格的四边形区域内，这个四边形区域才是合法的UV坐标区域。
我们发现在脸部的嘴角，鼻空和眼睛的位置，由于布线比较密集，因此展开的效果不是很好。这种小的细节地方，可能需要我们手动的去调整线的位置。
10. 最后将“棋盘格”材质赋予模型，当棋盘格均匀的分布在模型表面的时候，说明UV展开合格。如果棋盘格中出现拉伸或扭曲的部分，则说明它对应的UV坐标不是很正确，这就需要我们重新拆解模型，或者手动去调整UV贴图中的线。创建棋盘格材质步骤：
a. 选择一个标准材质球
b. 漫反射添加“棋盘格”位图
c. 指定位图瓷砖数量，uv均为15（根据自己情况而定）
d. 选择“转到父对象”（从位图编辑回到材质编辑）
e. 将材质赋予模型
f. 点击“视口中显示明暗处理材质”
模型表面就显示棋盘格了。
11. UV展开完毕后，我们可以添加一个“对称”修改器，来补全整个头部模型。
这个时候，我们将整个模型“转换为可编辑多边形”，就是将UVW展开和对称的操作记录清除掉，但是编辑好的UV贴图信息还是存在的。我们继续添加一个新的“UVW 展开”，并且打开UV编辑器，查看里面的UV贴图，我们之前编辑的UV贴图都在。当我们移动一个UV贴图的时候，发现下面还有一个一模一样的贴图。
这就是我们使用“对称”修改器之后，3ds max自动帮我们补全另一半模型的时候，也自动帮我们补全了UV贴图信息。这样不仅节省我们绘制贴图的区域空间大小，还能更大程度的利用UV四边形空间。否则，我们需要绘制整个头部的所有UV贴图了。当然，我们上面的UV移动操作是不可以进行的，3ds max就是使用重叠的方式来完成对称贴图的重复使用。
12. 将UV贴图导出。打开UV编辑器，选择“工具”->“渲染UVW 模板…”弹出“渲染UVs”窗口，调整贴图尺寸为512 * 512即可，再点击“渲染UV模板”，弹出“渲染贴图”窗口，点击保存，图片格式可以是png，这就是我们的UV贴图啦！
我们可以打开这个贴图文件，注意PNG格式是透明背景。如下图：
13. 我们得到PNG格式的贴图文件后，需要将它放入到PhotoShop中，为它添加一张背景图层，然后放在贴图图层的下面，最后保存为PSD格式。接下来，我们就要使用BodyPaint3D这个款软件来绘制贴图了。同时，我们还需要将模型导出OBJ格式一份。因为在BodyPaint3D中需要使用OBJ格式的模型(head.obj)以及PSD格式的贴图（head.psd）。3ds max中导出OBJ格式操作不再截图说明，按照默认设置导出即可。以下图是PhotoShop中添加背景图层的操作截图。
以下是一些UV展开操作过程的建议：
1. 断线方法：将一个复杂的模型按照基本几何形状进行拆解，然后断线。例如，立方体可以按照十字形进行断线，球体可以分成两半或者四半，圆柱体可以上下圆面分分开，中间分开。其实这个断线的方法，有些类似“UVW 贴图”中的覆盖方式。
2. UV公用：两个部分公用同一个UV贴图，这样可以重复利用UV空间。我们将模型沿着对称线删除一半，然后只需要UVW展开一半模型，最后使用“对称”修改器来补全另一半的模型，同时也会补全另一半的UV贴图。当然，不对称的模型来讲，就不能这么操作了。
3. 两个模型对象分别进行UV展开后，都执行“转化为可编辑多边形”，让后将两个模型“附加”成一个对象，那么两个对象的UV展开信息将合并在一起。此时为新的对象添加UVW展开就能看到之前两个UV贴图都在同一个新UV贴图里面了。
4. 如果在展UV过程中，需要修改模型，我们不能直接删除“UVW 展开”，否则我们对UV的编辑会一起删除掉。正确的操作方法应该是右击“转化为可编辑多边形”，然后对模型修改完毕之后，再“重置变换”，再“转化为可编辑多边形”，这样，在添加“UVW 展开”的话，之前的UV操作仍然保留在新的“UVW 展开”中。
备注：这是我们游戏开发系列教程的第三个课程，这个课程主要讲解3ds max建模的基础知识。学习目标主要通过3ds max的操作来加深对游戏基础知识的了解。如果有兴趣的同学，可以通过其他方式来学习3ds max的专业知识。本课程中如果有一些错误的地方，请大家留言指正，感激不尽！
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