在三维创作中，为模型表面添加丰富的细节（如草地、链甲、瓷砖等）是常见需求。Chaos 生态系统提供了三种核心工具来实现这一目标：Displacement（置换）、Scatter（散布）和 Pattern（图案）。这三种方法原理不同，各有优劣。
本文将深入探讨它们的工作原理、适用场景，并通过具体案例帮助您做出最佳选择。
一、核心概念速览
| 特性 | Displacement (置换) | Scatter (散布) | Pattern (图案) |
|---|---|---|---|
| 原理 | 通过灰度纹理沿法线方向推拉模型表面，产生凹凸变形。 | 将三维物体实例大量分布在目标表面上。 | 使用三维几何图形作为图案单元，根据基底的UVW坐标进行精确贴合与变形。 |
| 实例/节点 | 不需要 | 必须 | 必须 |
| 基底对象 | 必须 | 必须 | |
| UVW映射 | 必须 | 可选 | 必须 |
| 纹理/遮罩 | 必须 | 可选 | 可选 |
| 核心优势 | 适用于材质级别的凹凸细节，如石材纹理、褶皱。 | 功能全面，支持动画、随机变换、贴图控制分布、样条线排除等，效果最自然。 | 内存效率极高，渲染速度快，特别适合规则、重复的图案。 |
| 主要局限 | 创建复杂独立结构（如草叶）效果差且资源消耗大。 | 实例不随表面曲率变形，在弯曲表面上可能显得“块状”。 | 缺乏随机化功能，重复图案可能显得单调；无法转换为可编辑网格。 |
二、实战案例对比
为了更直观地理解，我们通过两个典型场景进行对比。
案例一：创建大型草地
在100m x 100m的平面上生成草地。
Scatter（散布）方案
- 做法：将一个小型草簇模型作为实例进行散布。
- 结果： 通过随机变换（旋转、缩放等）功能，可以轻松创造出自然、不重复的草地外观，效果最佳。
- 技巧： 使用一个由多个小草簇组成的“大草皮”作为散布实例，能显著降低内存占用并提升解析速度，同时保持自然外观。
Pattern（图案）方案
- 做法：先将小草簇拼合成一个大的矩形草皮图案，然后用Pattern节点进行平铺。
- 结果： 渲染速度最快，内存占用最低。但由于是规则平铺，即使增加密度，也容易产生重复感，不够自然。适合远景静态镜头。
Displacement（置换）方案
结果：此场景下最不适用。很难通过位移贴图模拟出逼真的草叶，且解析时间最长，资源消耗不合理，效果生硬。
草地案例性能对比
| 方法 | RAM占用 | 解析时间 | 渲染速度 |
|---|---|---|---|
| Scatter（大草皮） | 0.68 GB | 400 ms | 最佳 |
| Pattern | 0.60 GB | 219 ms | 快 |
| Scatter（小草簇） | 6.4 GB | 8,863 ms | 良好 |
| Displacement | 5.6 GB | 15,483 ms | 差 |
结论： 对于草地这类需要有机随机化的场景，Scatter是首选，尤其是使用优化后的大实例对象。
案例二：创建链甲图案
目标：在带有变形的表面上创建规则的链甲图案。
Pattern（图案）方案
做法：使用一个制作好的链甲单元几何图形作为图案。
结果：效果最好。图案能完美贴合表面曲率，无变形瑕疵，解析速度快，内存效率高，图像干净清晰。
Displacement（置换）方案
做法：使用由链甲模型生成的位移贴图。
结果： 存在细节损失和底部切割不干净的问题。世界空间位移精度高但资源消耗巨大；屏幕空间位移效率较高但质量一般。
Scatter（散布）方案
做法：使用UV分布模式散布链甲单元。
结果： 实例无法随表面弯曲而变形，导致链甲单元在曲面上显得僵硬、“块状”，无法实现Pattern的精准贴合效果。
结论： 对于链甲、瓷砖、穿孔金属板等规则重复的图案，Pattern是无可争议的最佳选择，它在质量和性能上均占优势。
三、总结与指南
选择 Displacement（置换）时：当你有现成的、高质量的位移贴图时。
典型场景：主要用于表现材质表面的凹凸细节，如木头纹理、织物褶皱、岩石表面，而不是生成独立的几何结构。
选择 Scatter（散布）时：当你需要最大程度的自然感、随机性和控制力时。
典型场景：散布植物、石头、人群等需要随机大小、旋转、位置的对象。需要用到其高级功能，如动画、多个实例物体混合、通过贴图控制分布密度、使用样条线定义区域等。
选择 Pattern（图案）时：当你需要创建规则、重复的图案，并且拥有或可以轻松创建该图案的几何单元时。
典型场景：屋顶瓦片、编织物、墙面装饰、链甲等。基底物体的UVW映射必须正确且均匀。核心优势在于极高的渲染效率和低内存占用，非常适合大面积使用。
总而言之，Scatter 适用于有机随机，Pattern 适用于规则重复，Displacement 适用于表面细节。理解这三者的根本差异，将帮助您根据项目需求选择最合适、最高效的工具。
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