高模烘焙低模 方法总结及常见问题解释
高模烘焙低模 方法总结及常见问题解释
在3D建模中，高模烘焙低模是创建高质量模型的关键步骤。本文详细介绍了在烘焙不同类型网格（挖洞类、环状网格、镜像类网格、穿插类网格）时需要注意的关键点和常见问题的解决方案。通过对比图展示了不同处理方式的效果差异，具有很高的实用价值和参考价值。
前言
最近在制作模型资产，其中在制烘焙过程中，遇到多个不尽人意的质量问题，拙笔记录，用做个人备忘录或初学者参考。本人非艺术专业，因此某些环节模型制作可能并不规范，如存在问题还请指出。模型使用Blender制作，Blender烘焙功能略不方便，使用Marmoset Toolbag烘焙贴图并展示效果。
高模部件展示
我选取模型中最具代表性的一个部件，此部件包含了多种复杂情况：
挖洞 对称结构 圆环 网格穿插
开始前明确：低模制作规范
在制作低模时，实际上并无无硬性要求，但是高低模之间总存在三种情况：
①高模包裹低模 ②低模包裹高模 ③低模重叠高模
大多数情况下，
低模略微包裹高模
最为通用，即②③情况，这样可减少烘焙时的渲染伪影、缓解接缝、烘焙效果最佳
如果没有理由，应该尽量避免
①高模包裹低模
的情形
前置注意事项
在导出低模模型前，若模型不含锐利棱角，可以对模型进行一次基于
面的面积
的平均
顶点法向
.
在
Blender
，使用
Alt N
快捷键，可选择此功能：
重新计算法向后，可减轻Normal贴图纠正固有顶点法向的负担。此举动有助于稳定烘焙后法线的质量，尤其是对于低分辨率、复杂布线下的表现（为突出效果，当前为256*256的极低分辨率）：
平均后-烘焙效果 平均前-烘焙效果
不含锐利棱角指的是：所有相邻面夹角＞90°（即对所有边角做过倒角处理）
⚠️本文中所有解释仅为个人理解以供参考，可能并不准确，切勿当作教条。
1.烘焙挖洞类网格
🔒高模情况
使用表面细分流程制作高模，同时刻意保留了较明显的圆滑拐角（或称为高光边）
🔑最佳低模实践
- 尽量让
低模包裹高模
，在拐角处额外的添加一次倒角(内测外侧分别一次)。 - 沿着洞的
边缘
切割UV（设定裁剪线），并拉直UV - 将位于洞
边缘
的UV裁切线标记锐边
外侧 内侧
高低模关系（黄色为高模，白色为低模）：
外侧 内侧
让洞的边缘落在倒角所形成的范围之内
尽量让边缘线完全包裹高模
⭐️效果：
❓解释
1️⃣.为什么要在洞边缘添加一阶倒角：
倒角添加新的面，洞边缘处的凹凸细节被烘焙到倒角产生的面上。
若不添加倒角，则表面的一部分凹凸细节将被烘焙在洞壁上，洞壁的凹凸细节将被烘焙到表面上。
1.如果不添加外侧的倒角，则烘焙效果如下图所示：
原因：
侧面观察时，对于能看到洞壁的一侧，可以保持极佳的效果。
由于有一部分的凹凸细节被烘焙洞壁上，因此在看不到洞壁的一侧，无法呈现部分边缘的Normal细节，显示出生硬的网格边缘。
2.如果不添加内侧的倒角，则烘焙效果如下图所示：
原因：
由于有一部分洞边缘的凹凸细节被烘焙洞壁上，因此无论在什么角度观察，只要能看到洞壁，都能看到洞边缘的凹凸细节。
如果模型没有特写要求，则可以忽略此细节，无需添加倒角
2️⃣.为什么要
低模包裹高模
而不是
高模包裹低模
如果你使用
高模包裹低模
，则会收获如下效果：
1.低分辨率下严重失真：
原因：
高模表面积大于低模表面积，高模凹凸细节被迫压缩到更小的面积上，在低分辨率下这种影响尤为严重。
2.烘焙细节意外截断：
原因：
烘焙过程中，低模的射线检测从cage表面（位于低模表面外侧）向内发射，探测并捕捉高模的细节。低模表面上的某些区域探测不到高模，导致烘焙结果中出现“截断”或“漏烘焙”的现象。
3️⃣.为什么要在洞的边缘处切割UV？为什么要拉直UV？
如果不切割UV，让洞壁的UV与洞边缘相连接。
在低分辨率贴图中，则会出现明显的锯齿：
不切割UV 切割UV
原因
UV存在拉伸，分辨率与相邻的UV面不同，边界处的一个normal像素被共享，因此出现异常的凹凸。
只要存在
UV裁切线
，则接缝通常只能通过提高UV面积、增加分辨率
缓解
，因为分离的UV孤岛可能存在不同的拉伸、缩放，从而导致边界像素无法完美匹对。
如果在边缘UV和洞壁UV之间设定裁切线（点击查看大图）：
左：裁切线位于
边界与洞壁之间
- 右：裁切线位于
表面与边界之间
虽然没有
UV裁切线
，但是由于边缘处UV存在拉伸，导致出现不太明显的
边界
，这同样是由于UV边界处采样问题导致的。
此边界无法通过提高分辨率来解决，越高的图像分辨率，代表更多的边界处像素被采样，产生更加明显的痕迹：
此边界无法通过
拉高分辨率
消除：
UV裁切线产生的边界可以通过
拉高分辨率
缓解：
- 右：裁切线位于
为什么要拉直UV？
如果不拉直UV，则会在边缘处粗糙 拉直UV，粗糙有所减少
4️⃣.为什么UV裁切线要设定锐边？
在洞边缘处：
不标记锐边，UV接缝处光照突变明显 标记锐边，效果有所好转
标记锐边在
中高分辨率
下的表现：
标记锐边在
低分辨率
的表现：
原因：
原因
可能是
因为:
Normal 效果
在不标记锐边时，斜面需要额外考虑与平面的法向过渡： 这导致了边缘处额外的凸起：
当标记锐边后，斜面与平面视为独立的网格，互不相干，只需考虑高模法向： 这只会产生极其细微的裁切线导致的边界：
此处仅考虑了UV面积充足的情况。低分辨率中效果会有所不同。
⚠️并非所有UV裁切线都需要锐边标记，如果UV裁切线两侧
都为圆滑的表面（可粗略的通过角度＞90°判别，下文有额外的评判原则）
，并且
UV比例均匀
，则无需标记锐边。
例如在洞璧上的UV裁切线，由于左右两侧都为光滑的表面，所以不标记锐边：
2.烘焙环状网格
🔒高模情况
🔑最佳低模实践
环状等包含圆形的形状，为维持网格形状，只能增加网格面数。
- 通常只需四段线即可维持各方向上的体积相似。
- UV接缝位于内侧减少视觉影响，将UV进行拉直。
- 根据需求增加或减少环体段数
纯粹的环形、球形是最为简单的结构，甚至无需烘焙，只需平滑法线就能得到最佳的结果。
⭐️效果
3.烘焙镜像类网格
🔒高模情况
🔑最佳低模实践
- 遵循②②规范，尽量包裹高模即可。
- 将左右两侧共用的线段标记为锐边
⭐️效果
❓解释
1️⃣.为什么要在对称轴上标记锐边
标记锐边，表面左右两侧的顶点将被视为独立的网格，左右两侧的顶点法向将不会试图平滑过渡。生成的Normal会试图补齐差异来符合高模的表面。
由于两侧共用的相同的UV数据，导致另一侧Normal是错误的。
4.烘焙穿插类网格
高模中不应出现网格穿插，因为Normal无法描述突变的值
应确保网格交界处受遮挡而不可见，因为交界处的Normal是不准确的
🔒高模情况
🔑最佳低模实践
- 遵循②②规范，尽量包裹高模即可。
- 对UV裁切线处理：
- 对于高锐度的结构，必须标记锐边
- 对于大平面与小圆角的交界处，可标记锐边提高细节质量
注意
：对于复杂结构的
空心盒体
，可能会有模型面
沿法向缩放
不均匀的问题，这将导致cage的计算错误，从而引发烘焙问题。在低模构建时应避免①类情况。
锐边标记 UV裁切线标记
内部尽量完整包裹高模，避免cage计算出错
⭐️效果
你可能注意到，虽然高模网格是交叉的，但是烘焙出的Normal却呈现出”连续“的视觉效果：
这是一种巧合，其生成的
Normal
是不准确的，不能保证与上半部分的
Normal
连续。
当更改
分辨率
，或
更改UV
重新烘焙时，则可能会出现不连续的接缝。
在实际工程中，你应该使用掩盖交界处，确保不可见。
❓解释
1️⃣.为什么锐度高的UV裁切线需要锐边
对于
高锐度
的角落，若不标记锐边，则会出现异常的结果：
原因：
若不标记锐边，顶点的法向会自动的平滑过渡。烘焙时生成的Normal会试图补齐差异来符合高模的表面：
由于高锐度网格中法向差距大，Normal贴图所能表示的范围有限，因此不能烘焙出高模的表面细节。
2️⃣.为什么要给位于
大平面
与
小圆角
的交界处的UV裁切线标记锐边
若不标记此处锐边，则会在边界处出现光照瑕疵。
不标记锐边 标记锐边
原因：
与第一节提到的原因一致，不标记锐边时，两侧的法向将自动的进行平滑过渡，这导致大平面一侧会有细微的法向偏移量：
未开启锐边 开启锐边
此细微的偏移
可能是
导致诡异高光出现的原因。
结语
⚠️本文中所有解释仅为个人理解以供参考，可能并不准确，切勿当作教条。
文章如有不当之处，还望指正
本文原文来自CSDN