（此文章于2024.02.12进行了勘误，根据PBR光照理论对贴图部分进行了重要修改，红字为新的部分）
（2025.02.10再次补充了一些内容，包括如何使用我新做的次世代shader， 以及其它一些小技巧。）
（由于专栏只能改5次，以后更新的内容会放在别的教程，我会把链接贴在置顶评论，请务必读置顶评论）
在为RA3 MOD制作纯原创美术素材时，尽管创新性和自由性远高于拼模，但常受限于制作方式和EA的区别，不能完整复刻原版画风 且耗时极长，甚至难以在RA3引擎中满足基本审美要求而不甚常用。
本文试图尽可能易懂地描述一种通过PS和MAX脚本的批量烘焙技术，在有限的（可以压缩到一小时内）工作量的基础上，制作在RA3引擎中能够满足审美需求（甚至超越原版）的贴图的新流程。
（示例模型由 红枫 大佬提供）
一、概述与回顾
目前，对于新建模的贴图方法主要有
》拉UV套用原版贴图。此方法的优势在于高度复刻原版画风，但原版图上的边缘磨损与AO等细节必然同新模型存在差异，也受限于15年前的低分辨率，且在需要引用多张贴图的情况下必然增加mesh数量 导致更加可能出现设错动画 或哈希碰撞（这点存疑）。
》substance painter与智能材质等真正的次世代工作流。此方法的优势在于精确程度有无与伦比的优势，能够实时预览渲染效果，但劣势在于工作量大速度慢，不得不用到高模，且需要一定时间学习专业技巧。（不过，即使使用了这种工作流做出了一套PBR贴图，也可以用文中所述方法重组这些通道信息，使用原版的shader模仿出接近PBR的效果。当然我不建议大家使用原版shader，因为效果很差，建议用我新做的RA3兼容版pbr shader，可以使用原版的贴图也能勉强接近次世代效果）
》在UV模板上强行平面手绘。此方法的优势在于可以立刻上手修改已经存在的贴图。劣势则在于细节往往不到位，AO等跨越几何体的细节倘若全部手绘，则严重加大工作量和出错概率。
》PS同烘焙结合法。逻辑是将3D几何体的一些特征信息 映射到平面上 作为图像去处理。此方法的优势在于结合了PS法上手快的优势的同时，使用脚本将3DSMAX的烘焙功能批处理化，减少了绝大部分工作量，增加了细节水平，统一了贴图画风，在需要同时制作一整个新阵营的模型时，效率与准确度的优势尤为明显，一两个小时就能基本出成果。虽然复杂曲面上的表现效果较为局限（不过也可修复，文末有说明）
本文着重阐述的是第四种方法。其中，MAX2021更新后提供的表面曲率计算法，未曾出现在此前社区内已经熟知的任何类似工作流中（AO或许大家已经耳熟能详，但此文将会着重介绍曲率图带来的作用）
（MAX 2023 可以直接导出游戏所需的W3X文件了，建议使用此版本）
本文假定读者对RA3 MOD的基本情况，以及3DSMAX、photoshop（可使用GIMP，SAI等任意有图层功能的画图软件替代）的软件的操作有基本了解，不再赘述基本操作方式问题。
二、实践范例
0、准备所需的软件：
》3DSMAX， 2021版本，或更高。旧版本没有插件所需的API。
（最好是2023，教程与工具在此 网页链接）
》批量烘焙脚本，下载链接见后文。有红枫帮助汉化的中文版 和 英文原版可选。
》任何有图层的画图软件，这里以Photoshop和GIMP为例。
1、建模，或找一个能用的模型
在建模过程中，为了使后续步骤中的边缘曲率计算更显著，个人倾向于将棱角部分制作的更加锐利，减少不必要的切角或细分。故而使得整体画风接近于写实风格或硬朗的科幻风格。当然读者可以根据自己的需要进行调整。也可以直接使用原版模型，但注意焊接顶点并修复平滑组。
值得注意的是，相比较于完全的拼模手段，在新建模过程中采取一定的预制件 “拼模”方式也能起到利大于弊的作用。例如我们可以将通用的一部分配件（例如轮子，车灯，挂钩，烟雾弹，天线，光电观瞄，后视镜）进行预先建模和贴图绘制，并整合到一整个贴图上，在事后的各个新单位的制作过程中直接引用。这也能显著简化每一个新单位的UV展开步骤，节约贴图面积，并帮助形成风格统一的系列感。相比较于这一便利，每个模型上提高一两个Mesh总数是可以接受的unacceptable
预制件因为比较小，可以把UV都尽可能整合进一整张贴图。
对称分割这一步亦需要注意，由于UVW的工作原理，任何预期有不可镜像的（例如文字标识）贴图内容的部分均不建议进行粗暴的对称切割。对于有迷彩的模型亦需要注意避免简单的对称分割，以免迷彩完全对称而降低观赏性。当然如果要节约时间，这些都是可以原谅的（）
此外，出于性能优化的目的，完全看不见的面应当在这一步的结尾予以统一删除，以期降低不必要的性能损耗，以及防止干扰排列uv步骤。（RA3原版模型大约每个 三千~八千面，大型建筑有上万的）
对了，别忘了平滑组！这点对模型观感非常重要，哪些边缘锐利，哪些该圆润，这个有很大影响。建议全选所有面再用30度自动平滑。上面的32个数字不要管，那是手动平滑组用的，不方便操作。
2、UVW 展开与排列
在3D领域中，常常通过UVW坐标系统实现模型的特定面到贴图的特定区域的映射，来为特定面指定其引用的贴图范围。
MAX自带了几个很实用的功能，可以按一定规则 自动展开，自动切割，自动排列，几乎是一键化操作，比手动排列快得多也更少出错。
在UVW分划过程中需要注意以下几点：
》在大多数情况下看不到的面（例如炮塔底部，车底）可以适当缩小以降低无谓的面积占用，优化贴图和显存的利用率。
》具体面的朝向建议采取尽可能有规律，便于之后的绘制。摆放UV时也最好横平竖直，避免画钢板接缝等条状纹理时出现像素锯齿（UV编辑器也有功能可以自动做到这一点）
》能连在一起的面尽量连在一起，可以增强纹理连续性。UV块撕开会导致在游戏内平滑组也被撕开（不过似乎新的插件不会这样了）所以分割UV块的绿边尽量在无需平滑的锐边，例如平滑组的边界，朝下看不见的边缘。
》过度零碎的面无需单独分开，自动展开之后缩到一个角落即可。
》不同UV面不要重叠，也不要让不同UV块的边缘靠太近，否则容易串色。UV编辑器的右下角可调整自动排列时的padding，即边缘填充距离（试试0.01-0.1）。取决于预期贴图大小，最终保证在成品贴图上任意不同的UV块之间至少有4像素间隔就够了。
3、自动化烘焙
在这一步，我们已经将目标模型的UVW坐标分割到了合理要求，可以利用自动化工具进行自动烘焙了。烘焙在本文中特指将模型的部分属性依照UVW坐标的位置映射关系，以位图形式绘制到一张给定尺寸的平面图上的行为。该步骤的主要目的是通过特定算法模拟环境光照 将AO和表面曲率信息直接绘制到位图上，减少手绘工作量，便于批量增加细节。
在3DSMAX 2021及以后的版本中，自动桌引入了更加先进的“烘焙到材质”的API，从而为这一步的自动化提供了条件。本文采用了由
https://cganimator.com/simplemapbaker/
获取的Simple map baker脚本实现这一目的。
在烘焙前需要注意的是，在预期中会出现转动的部件上，需要将活动件同其他部分做适当分离，以避免AO的自动计算认为这二者直接相接，出现过黑的部分 导致游戏内看起来不真实。例如炮塔和车体之间，吊臂，可变后掠翼等。
（是否在场景中添加地板，以加黑车辆底盘和朝下的部分，取决于读者的需求。一些创作者不建议如此操作，因为平时看不见车辆底盘，而当车翻过来时，这一部分亦不应当表现太黑。也有创作者认为地面与车身侧面依然会形成明显的AO效果，加上地板可以显著提高真实度。将地板和车底拉开一段距离或许可以两全其美。）
点选中所需的模型，可多选，不要包括贴上去的预制件。不同材质（通常分为同一个单位上的哑光漆，金属，玻璃部分）建议分成不同MESH，烘焙时会自动被分在不同的图上，在PS中方便分开处理。
启动脚本后，需要按 X 键并搜索此脚本名称，才能唤起主操作窗口。
按照如图所示的建议值（或适合自己的其他数值，评论区将会详细介绍每个数值的含义）选中第一行需要的烘焙项目，这里点选“曲率图”和“环境光遮蔽”。如果你想挑战一些更有创意的花招，后文会介绍“世界坐标位置”“世界法向”等等功能的作用，这里也可以一起点选。
点击最大的那个 Bake 按钮进行烘焙。在烘焙结束窗口自动关闭后，所需的位图将默认出现在
C:\Users\USERNAME\Documents\3ds Max 2023\sceneassets\images
目录下。（如果你改变过“文档”文件夹的位置，请在新的目录下寻找。）
下图为操作窗口的中文和英文界面。
4、贴图整合和绘制
在这一步，我们已经取得了具有特定模型信息的数张位图，那么我们打开图形处理软件，将上述位图整合起来，并加以手工绘制以表现特定细节。如果之前因为材质分了不同mesh，那么每一个mesh都会有一套这样的图。
在本文中我们且以photoshop和GIMP软件为例进行说明。SAI，KRITA等类似软件亦可以使用并取得同等效果。
在RA3中，以最为复杂的载具SHADER为例，我们需要对一个单位绘制至少三张贴图来实现基本的表现需要：漫反射、SPM、NRM。
漫反射贴图即基本颜色贴图（表面材料颜色乘以AO所得），NRM贴图则为法线贴图，一般采用高模烘焙法或刻线滤镜法制作，本文暂不涉及该贴图制作方法。
SPM作为较复杂的一项， R通道指明反射高光的强度（按理来说越光滑的越强，但实际上原版的光滑度是锁死的，仅改变高光亮度）G通道在原版shader中暂无实际用途（但也有modder通过改shader使其发挥作用，我将其改为了发光，日后我也会发文说明）B通道则指明了所属色的位置和混色浓度。
SPM在我的次世代shader里有了不同的作用：红色不仅控制反光程度，还控制光滑度（光源倒影模糊程度）和金属度，
具体为：0-127 （0%-50%）为非金属，192-255 （75%-100%）为金属，而中间还有二者的平滑过渡。而0%-100%全域同时用来控制光滑度的连续变化。
当然这个方案以后会改，比如给日冕做的 PBR shader 就是用的spm绿通道作为独立的金属度通道，而红色仅控制光滑度。请期待我以后的新教程
三者均以DDS贴图的方式最终体现在游戏中，出于压缩算法与显存分配，必须采用2的整数次幂为边长的正方形贴图。（虽然1:2的长方形贴图也有成功使用案例，但会有别的麻烦）
这次我们主要绘制漫反射和SPM贴图。NRM可以偷懒
我们先来绘制漫反射贴图。
使用图像处理软件建立大小为1024 x 1024 （或 512x512）的新文件。
首先考虑本模型的底色，在原版中盟为浅蓝色，苏为绿色，帝为白色。具体可以按照自己的要求确定。该“底色”亦可以是迷彩或其他涂装。在本例中我们采用数码迷彩，铺满整张图。（实际上，游戏内视角并不适合对比度过高的迷彩，降低辨识度会在玩的时候很难受，这里单纯为了美观举例）
将AO图至于顶层，与底色亮度相乘（PS选择混合选项为正片叠底模式，GIMP选择multiply）。该步骤为贴图提供了基本的明暗关系和环境光遮蔽效果，同时遮挡住了不必要的贴图区域，使其更加明了。
将曲率图单独打开，拆解通道。其红色通道为凸起棱角部分，绿色通道为凹陷部分。蓝色通道无信息。黑色区域为没有凹凸的平面。颜色越亮代表凸起和凹陷的角度越锐利。
将红色和绿色通道分别以灰度形式（PS 右键提取通道，GIMP选择 颜色-分量-提取通道/分解通道）复制到主文件的AO图层之下，底色图层之上。混合模式取决于需求，这里列举一种（大多数风格化游戏常用的方式）：边缘磨损处发白，凹槽处发黑。
（基于PBR理论的勘误：
如果你要让磨损处露出金属，那不应该发白而是发黑。事实上金属表面几乎无法造成物理意义上的漫反射， 接受的所有的光照除了被菲涅尔效应或自身吸收光谱损失的，其余能量全部分配到了specular reflection，也就是高光。
这导致了金属材质在漫反射图上应该很暗。除非脏了或锈蚀了，那按照非金属算。
且由于specular reflection几乎不受ambient occlusion影响，金属部分理论上不应该被AO覆盖。尽管实测结果是盖不盖没什么区别，可能本来就够暗了）
但是！如果你使用了pbr shader， 那么主贴图不再仅代表漫反射，也会控制金属的反射光谱和菲涅尔效应，所以不用在主贴图上加暗。
这种配色能在游戏内错综复杂的光照下最显著地强调3D形状（但其实并不符合物理）
凸起棱角图层使用“仅变亮”或“相加”混合方式。而凹陷图层使用“减去”，也可整体反色之后正片叠底。若颜色过渡不够柔和或不够锐利，可调整亮度曲线，直到满意。
（当然，如果你想要风格再写实和多样化一点，例如边缘和角落有棕色锈迹等，可以尝试直接将凹凸图层设置为alpha蒙版，然后用完全另一张材质图进行混合，中途还能添加噪波图或者用随机刷随便画两笔，使得磨损看起来更随机更自然。这个属于类似智能材质混合的高阶玩法）
至此，我们得到了具有明暗关系和边缘增强的基本漫反射贴图，如果你有足够多时间，更多细节以及彩蛋可以按照自身要求进行手动绘制，此处不再赘述。
在漫反射贴图制作完毕之后，我们可以以同样的素材为基础制作SPM贴图。
我们新建一张大小相同的图层（或新图像），填充深红色（具体红色多亮，取决于你想要表面的反射度有多高。这里颜色值为42.0.0，大约是哑光漆效果，如果是抛光金属则为200.0.0）。
将两个曲率凹凸图层复制过去，
AO依然为正片叠底（multiply）SPM里不应该有AO
（基于PBR理论的勘误：
specular reflection大致接近镜面反射，因此几乎不受AO影响，无论光线来自阳光的平行光源还是天空盒。SPM里不应该有AO。
然而，刻线 钢板接缝等地方依然应该把SPM涂黑，因为这些并不能简单拟合为AO所造成的：这些更接近理想黑体的开口处，吸收所有方向的光而不造成任何反射，无论是diffuse还是specular。这些地方的SPM和主贴图应该都是黑色）
将曲率的凸起图层添加颜色叠加，混合模式取决于需要。这里示例的思路是，当边缘的哑光漆被磨损后，露出高反射的金属材质，因此边缘处应当反射度增加。（当然也有可能是抛光金属被磨损导致反射度减少，请读者自行选择混色方式）
如此，我们获得了带有边缘增强的反射强度图。
另外，在玻璃处绘制纯红色，在漫反射接缝处绘制黑色，在接缝两侧绘制略亮的红色，将文字标语等处的红色降低，也可以增强细节。接缝细节可以直接取自前一步漫反射所用的刻线等图层。如果时间不够，只处理玻璃部分足矣。
所属色（又称阵营色）：在需要的部分绘制蓝色。
一般阵营色也被认为是哑光漆，所以此区域可以将反射度适当降低。另外，由于原版阵营色混色算法为：“阵营色x漫反射x2 与 漫反射 之间的线性插值”（插值权重为spm蓝色值）所以spm蓝通道绝不应该有AO。也并不需要在接缝纹理等黑色部分取消阵营色（当然可以一起涂黑，结果没什么区别）因为如果这块区域漫反射是黑色，算出来依然是黑的。建议将阵营色区域作为一个单独的图层覆盖在AO图层之上。
（为了避免算出来最终漫反射强度超过100%而出现奇怪光污染，有阵营色的区域请将主贴图亮度降到50%） 我的新PBR shader 不用怕这个问题
阵营色哑光漆当然也会受到边缘磨损影响，可以使用凸起图层（之前提到过的曲率图红通道）亮度相减，制造阵营色涂层在边缘处的变淡效果。
至此，我们成功得到了和漫反射贴图搭配的SPM贴图。
（基于PBR理论的勘误：
这里强调一下，根据能量守恒定律，漫反射能量+镜面反射能量+被吸收损失的能量 不应该超过在单个像素上光线入射的总能量。原版shader没有根据这个自动修正，所以你要自己调整，SPM越红 主贴图应该越暗。
现实中只有 “极度光滑的浅色绝缘体” 比如陶瓷和塑料，才能同时拥有很强的漫反射和镜面反射，或许这就是原版贴图塑料质感的来源。）
（不过，我的新PBR shader对此有自动修正，可以忽略这个问题。）
NRM：新建一张大小为16*16的文件，只填充淡蓝色（127，127，255）也就是（0.5，0.5，1.0）作为迫真法线贴图。这当然是偷懒的方法，不过游戏内效果依然很整洁。
强烈不建议用主贴图粗暴地加上法线滤镜，这个方法常常被初学者滥用但效果很混乱。如果你想制作法线图请尝试 高模烘焙 或刻线加滤镜。对法线图的压缩同样有特殊要求，比如DXT类压缩时，蓝通道要全部涂满255可以避免压缩时出现奇怪方块（很遗憾RA3并不支持DXT5NM格式，但你可以用 RGBA 5551 格式）如果要搬运别的游戏的贴图，请务必注意那些游戏是否使用openGL，要注意绿通道可能是反的。RA3使用的也不是标准 DIRECT X， 而是它的反转。看起来应该是光照从左上角打过来。
至此，贴图绘制结束，可以将其按照一般流程导出到游戏中了。不要忘了合并对称复制后的模型，然后在MAX里预览效果。
额外篇章：贴图的压缩与存储
这些老游戏只能用DX9的API， 而且不支持流式加载，贴图文件通常不能太大（否则占用显存带宽直接加载不出来，不仅是掉不掉帧的问题而是游戏里直接贴图消失，你电脑上没事不代表别的玩家没事，别拿着个RTX3080在那“俺寻思没事啊”）
也就是说你得特别注意贴图的压缩方式与大小，另外不要忘了勾选生成MIPMAP，这个能帮助抗锯齿，还能让视角比较远的时候只加载更小的贴图版本。
DX9支持的格式里，效率最高但最容易糊的是DXT1（又称BC1），以一张512X512的贴图为例，这个选项只要170KB。它是有损压缩，对颜色变化较多的地方容易糊，但一般还行，支持1位透明度通道，只能表现全透明和全不透明。
如果你需要半透明，建议用DXT5（又称BC3），这个在RGB部分和前者一样，但透明度支持柔和渐变。文件大小也翻倍了
法线图建议用RGBA5551，法线图对颜色精准度要求很高，因为它记录的是角度
比较小但对颜色要求高的特效贴图也能用这个，但如果要求更高些，可以用RGBA8888无损图
只要单色黑白灰的图，可以用L8， 或者L8A8（一个亮度通道加一个透明度通道）
这些格式应该在PS或者GIMP导出的时候就选好，不要用SDK压缩，那个支持的格式很少
三、进阶技巧
在simple map baker 的操作面板中，可以看到“世界坐标位置”“材质ID”等其他烘焙选项。
》“世界坐标位置”可以将贴图上的每一个像素 视为对应模型3D空间中的一个点，算出此点的XYZ位置，并记录为RGB颜色重新画到贴图上。通过这一点，我们可以很方便地在PS里选中“某一坐标区间”的部位，例如：蓝色较暗部分代表Z坐标较低，是车辆接近地面的位置，在这个区域就可以贴上一张尘土材质（注意渐变融合）做出这辆战车久经沙场的观感。若为两栖单位或舰船，则可以在不同高度贴上红色防锈漆与水渍。（下图为沾了一屁股沙子的车）
》“材质ID”则会将MAX里已经有材质的区域，按照材质种类分成RGB（很遗憾每次只能分几种）优点是相比于直接拆MESH，这个方法允许不同材质的几何体 在融合穿插地方 将互相的材质模糊融合。
》“世界法线”则是每个贴图像素在3D模型对应位置上的表面朝向（做过RA2 VXL的朋友应该已经耳熟能详了）用这张图，我们可以方便在PS里选择“近似某一角度的所有区域”。如果你要给建筑物做积雪贴图，想要同时在PS里选择模型上所有“朝上和近似朝上”的区域涂白，这是个理想的方法。
》另外，如果你没有急着合并图层，那么恭喜，PSD文件留着可以给以后其他模型使用，只需要按类别替换新烘焙出来的贴图即可。想要换一个风格的涂装而不影响其他细节，也是很容易的。
四、总结
通过上述流程，我们终于得到了一套可堪一用的贴图，在RA3引擎中的表现亦差强人意（也有人说瑶瑶领先）在有限的工作量约束下，这一结果是相当满意的。
但也能看出本方法具有以下的缺陷：
》未考虑如何制作法线贴图。明显可见的是，我们实现了通过漫反射和高光反射强度的配合，对个别凹陷和凸起处做出了一定的表现效果，但是没有法线贴图的配合，这一效果始终无法达到专业水平（用作手游素材尚可一战）当然，RA3自带的着色器 以及dds常用的压缩算法，对于法线图的表现方式只能说本来就相当糟糕，我自己并不喜欢在RA3MOD中用法线图。
》对复杂曲面作用有限。考虑到max所使用的采样算法的局限性，在复杂曲面上往往会取得过于夸张的曲率信息。这点可以通过操作窗口上 降低“采样半径”，提高“起始阈值”，或整体放大模型，并对不希望视为棱角的圆滑边缘 进行曲面细分或多重切角，可以大致修复。
》难以保证完美复刻原版贴图风格，只适合整个阵营都是原创的作者。已经证明可以高质量的复刻原版画风
综上所述，使用与否还取决于各位读者的考量。笔者不是计算机图形学或美术专业出身，大多数描述基于自己的理解。文中若有出错，还请大家及时指正。
特别鸣谢（排名随机）：
（本文的合作者，从7月开始通过反复实验 终于将我的这套工作流从“理论可行”打磨成“简单高效”，并用一天一个新单位的产能震撼了整个RATMOD群，，，文中所使用的截图示例都是由🍁大佬提供的，也写作了本文的主要框架，某种意义上🍁才是这篇教程真正的作者）
CHANGSOO EUN，simple map baker 脚本的作者
（将本身操作繁琐的新功能简化进一个控制窗）
（“我也要成为 technical artist！”）
（反编译shader的大佬）
（在对RA3MOD以及相关3D美术风格的理解上提供了不可或缺的建议）
chatGPT，github copilot, microsoft learn
