Глава 9.2: Материалы. Практика

Материал из Blender3D.

Перейти к: навигация, поиск

Автор Колин Литстер (Colin Litster)

Перевод Дмитрий Гриценко (aka AzoDeeps)

Содержание


Blender, как и любой пакет трехмерной графики, в сущности – программа-симулятор. Вершины, расположенные в виртуальном 3D-пространстве, образуют стороны граней. Затем грани затеняются при помощи имитаций освещения, а виртуальная камера позволяет увидеть ваш объект. Все это должно быть произведено перед моделированием объекта или окружающей среды, чтобы визуализация прошла успешно. Материалы и система текстурирования в Blender предоставляют инструменты, позволяющие имитировать цвет поверхности или свойства, изменяющие скучную окраску, пластмассовый серый объект вряд ли очень интересен.

Рис. EB_MTT.01: Фото-реалистичная визуализация в Blender
Увеличить
Рис. EB_MTT.01: Фото-реалистичная визуализация в Blender

Существует возможность фото-реалистичной интерпретации реального материала, либо художественно-стилизованной, такой как рисунок или импрессионистическая живопись.

Рис. EB_MTT.02: Контурная визуализация в Blender, имитирует рисунок от руки
Увеличить
Рис. EB_MTT.02: Контурная визуализация в Blender, имитирует рисунок от руки

Другими словами, материалы и текстуры предлагают огромную палитру цвета, стиля, и эффекта, который может быть применен к нетекстурированным трехмерным объектам, превращая их в действительно вдохновляющую картину или анимацию.

Конечно, это означает, что нет никакой волшебной кнопки в Blender, или любом трехмерном пакете, который автоматически произведет реалистичные, или даже красивые, материалы. Вы должны принять решения о многих параметрах настройки, и так же применять наблюдательные и артистические навыки. Все из этих вариантов могут оказаться сложными для начинающего 3D художника. Действительно, много художников находят трудным переход от более традиционных форм искусства из-за очевидной потребности знать каждый аспект трехмерного инструмента перед попыткой получения изображения или анимации. Несмотря на это, вам нужно лишь знать основы, с тем чтобы приступить к работе. Вы можете основываться на этом знании. В этой части книги, мы покажем Вам, как быстро моделировать реалистично выглядящий материал, а так же, как применять общую стратегию в любых материалах. Вы также увидите, что можете достигать некоторых очень хороших результатов только с несколькими инструментами.

Интерфейс материалов

В целях обучения мы будем использовать стандартный интерфейс для материалов, включенный в Blender. Запустите Blender, затем используйте или клавиши Ctrl+стрелки Влево или Вправо или выпадающее меню Screens, чтобы выбрать экран редактирования Материалов, который похож на это:

Подсказка: Blender предварительно сконфигурирован с экраном редактирования Материалов.

Рис. MTT.3: Экран редактирования материалов по умолчанию.
Увеличить
Рис. MTT.3: Экран редактирования материалов по умолчанию.

Принципы симуляции реальных материалов

Приступим к симуляции реальных материалов используя Blender. В этом упражнении вы увидите, как довольно сложные поверхности материала могут быть созданы с помощью только нескольких команд и настроек. Кроме того, вы увидите подход к имитации реальных материалов, который можно использовать снова и снова для ускорения производства. Не беспокойтесь о том, что некоторые команды будут приукрашены и даны без объяснения ..., мы рассмотрим это для ознакомления с основами. В большинстве случаев мы позже вернемся к этому более подробно, в разделе "Обсуждение" после этой главы. Лучшие инструменты которые можно использовать при создании любого материала, это ваши глаза. Прямая визуальная интерпретация того, что вы пытаетесь имитировать, действительно лучший способ для начала создания материала и текстуры. По этой причине мы будем начинать с поверхности, к которой все мы можем легко добраться.

Рис. MTT.4: Фотография офисного стола.
Увеличить
Рис. MTT.4: Фотография офисного стола.

Вы начнете с простой поверхности стола, игнорируя пока блок питания и кабели.

Создание объекта и установка освещения

Любая поверхность, например рабочий стол, рассеивает свет (этот вид света называется диффузным), или отражает (называется отражающий).Это значит, вам необходимо имитировать свет который излучают источники света существующие в реальной жизни. Если вам необходимо узнать Blender подход для освещения, вы можете обратиться к главе 11.

Диффузный свет

Любая поверхность, например рабочий стол, имеет небольшие трещинки, неровности и дефекты, которые мешают отражать свет абсолютно точно, как будто это зеркало. В самом деле, большинство природных поверхностей иметь много неровностей, и они рассеивают любой свет, который попадает на них таким образом, что свет попадающий в глаза от любой точки на поверхности может прийти практически из любого направления.

Отраженный свет

Некоторые поверхности также имеют сконцентрированные отражения света, придавая блеск поверхности.

Рис. MTT.5: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.5: [без текста]

Позиция освещения, безусловно, сказывается на восприятие сцены, и по этой причине очень важно создать освещение в вашей сцене приближенно к фотографии. Без этого вы не сможете понять, как настроить свои материалы. В примере имеются 3 источника света.

Лампа 1 представляет внешний солнечный свет, который приходит через окна.

Лампы 2 и 3 представляют отражение от стен и искусственного источника света в комнате.

Вполне возможно настроить очень реалистичное освещение, которая будет точно имитировать реальные свойства света, но зачастую лучше использовать весьма простые установки, которые копируют общее расположение и яркость источников света в реальном мире. Простая установка означает, что вы можете легко организовать и настроить их действия и, следовательно, сконцентрироваться на создании прекрасного материала.

Рис. MTT.6: Стол с тремя фонарями.
Увеличить
Рис. MTT.6: Стол с тремя фонарями.
Рис. MTT.6.рендер: Отрендеренная сцена без каких-либо материалов.
Увеличить
Рис. MTT.6.рендер: Отрендеренная сцена без каких-либо материалов.

Если вы работали над главами моделирование и освещение, вы должны быть в состоянии легко сделать подобную сцену. В конце учебника, вам также понадобится простая модель блока питания и кабелей. Если вы просто работаете над материалами и не очень хотите моделировать прямо сейчас, вы можете найти файл под названием "materials_desktop.blend" с настроенными моделями и лампами в папке "examples" на компакт-диске.

Принципы материалов

Добавление нового материала

Для начала, вам нужно создать новый материал для плоской поверхности. Выберите плоскость, которая является вашим рабочим столом, при помощи ПКМ.

На вкладке Links and Pipeline панели Material нажмите кнопку Add New. Это создаст новый материал для вашего рабочего стола.

Рис. MTT.7: Вкладка «Links and Pipeline» перед нажатием кнопки «Add New».
Увеличить
Рис. MTT.7: Вкладка «Links and Pipeline» перед нажатием кнопки «Add New».
Рис. MTT.7.clicked: Настройки материала по умолчанию.
Увеличить
Рис. MTT.7.clicked: Настройки материала по умолчанию.

Как вы можете видеть, Blender по умолчанию создает серый материал для вашего объекта. Именно из него вы будете делать деревянный материал поверхности рабочего стола. Не беспокойтесь о всех средствах управления. На данном этапе лишь немногие из них необходимы для производства вашего деревянного рабочего стола.

Основной цвет материала

Одна из самых простых вещей, это создание основного цвета материала.

Ниже вкладки предварительного просмотра вы увидите вкладку материала с настройками для цвета. Щелкните внутри серой цветной области слева от кнопки Col, при этом появиться окно цветовой палитры.

Рис. MTT.8: Blender окно цветовой палитры.
Увеличить
Рис. MTT.8: Blender окно цветовой палитры.

Здесь вы можете перемещать курсор через цветовые группы, чтобы выбрать любой цвет, который вам понравиться. Попробуйте. ЛКМ выберите цвет, затем подтвердите, нажав Enter.

Материал теперь будет с диффузным цветом на основе вашего выбора. Вы также можете манипулировать R, G и B ползунками непосредственно во вкладке материала или ввести значения с клавиатуры для получения точного цвета который вам необходим.

Теперь я хочу, что бы вы сделали следущее. ЛКМ щелкните по значению R (красный) так, чтобы число подсветилось для прямого цифрового ввода.

  • Введите «1.0» для R (красный) и нажмите TAB для перехода к G (зеленый) значению.
  • Введите «0.837» и нажмите TAB для перехода к B (синий) значению.
  • Введите «0.438» и нажмите Enter.

Я выбрал этот цвет после самого тщательного наблюдения за столом на фотографии (разумеется, реальный стол не черный и белый, как фотография). При попытке определить основной цвет, используемый для материала, вы должны постараться представить себе, как будет выглядеть реальный материал, если он будет равномерно освещаться сбалансированным белым светом.

Подсказка: Диффузный и Отраженный цвета выбираются на вкладке материала.

Даже если вы определили основные цвета материала, вы не указали как этот материал реагирует на свет. Является ли он, блестящим, как мокрый камень, или же он мягкий, сильно рассеивающий, как бильярдный стол?

Blender инструменты диффузных и отражающих типов шейдеров находятся на вкладке Shaders, панели Material.

Рис. MTT.9: Вкладка Shaders.
Увеличить
Рис. MTT.9: Вкладка Shaders.

Тип Lambert является одним из нескольких имеющихся для Диффузного затенения, а CookTorr является одним из типов отражения. Позже вы узнаете о других, но сейчас мы намерены придерживаться их. Отражающие настройки по умолчанию Spec 0.50 и Hard 50 прекрасно подойдут для поверхности вашего стола.

Подсказка: Диффузные и Отражающие шейдеры выбираются на вкладке Shaders.

Вариации на поверхности материалов

Фактически поверхность практически не имеет абсолютно однородный цвет или блеск. По сути, вариации по всей поверхности материала являются самым важным, что превратит скучный и, очевидно, генерируемый компьютером материал в похожую на настоящую поверхность, или по крайней мере, сделает его более интересным. Наблюдение за поверхностью стола показывает, что, помимо волокна, древесина имеет некоторые тонкие и случайные колебания цвета по всей поверхности. Вам необходимы аналогичные случайности текстуры для разнообразия цвета в закраске вашей модели.

Для того чтобы смоделировать эти случайности необходимо добавить текстуру для вашего материала.

Текстуры

Blender позволяет использовать до 10 слоев текстур в материале. Каждый слой текстуры предлагает огромный спектр возможностей, чтобы помочь в изменении вашего материала. По этой причине, могут появиться некоторые сложности при начале работы с текстурами. Мы будем рассматривать детали текстур в разделе "Обсуждение". А теперь, просто следуйте инструкциям и смотрите, что происходит.

  • Переключитесь на панель текстур (F6 или ЛКМ на иконке текстуры).
  • Нажмите ЛКМ на кнопку Add New.
Рис. MTT.10: Панель текстур, перед добавлением текстуры.
Увеличить
Рис. MTT.10: Панель текстур, перед добавлением текстуры.
Рис. MTT.10.clicked: Та же панель, после нажатия кнопки "Add New".
Увеличить
Рис. MTT.10.clicked: Та же панель, после нажатия кнопки "Add New".

Новая текстура создается в первом слоте с именем по умолчанию. В настоящее время нет установленного типа текстуры и окно предпросмотра пустое.

  • Нажмите кнопку Texture Type, где написано None, для отображения списка доступных текстур, а также выберите из списка Clouds.

Вкладка Preview дает представление о том, как выглядит текстура. Она, как и предполагает название, выглядит как облака.

Рис. MTT.11: Вкладки «Texture» и «Preview» с окном предпросмотра типа текстуры «Clouds» (Облака).
Увеличить
Рис. MTT.11: Вкладки «Texture» и «Preview» с окном предпросмотра типа текстуры «Clouds» (Облака).
  • Измените Noise Size на «0.158» и Noise Depth до «3».
  • Вернитесь к панели материала (F5 или ЛКМ на иконке материалов).

Подсказка: Текстуры добавят разнообразия на материал.

Как только на материал добавляется текстура, появляется много новых опций. Мы будем иметь дело с большинством из них позже, но сейчас вам нужно лишь беспокоиться о трех из них:

  • Как будет спроецирована текстура на поверхности?
  • Каков будет размер и ориентация этой проекции?
  • И как текстура будет взаимодействовать с основным материалом?

Mapping (Проецирование)

Заданное по умолчанию проецирование называется Flat (Плоскость), и к счастью, у вас хорошая плоская поверхность, на которую мы хотели бы наложить ваши текстуры. Конечно, есть и другие пути наложения текстур на модели, некоторые из которых будут обсуждаться в разделе "Обсуждение". Один из них, UV, настолько полезный, что имеет свою собственную главу (глава 10).

Вкладка, которая имеет эти настройки, называется Map Input. Если вы не видите этой вкладки в вашем панели материала, либо перетащите окно СКМ или используйте колесо прокрутки внутри него, чтобы увидеть дополнительные вкладки в нижней части панели.

Рис. MTT.12: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.12: [без текста]

Убедитесь, что кнопки Flat, X, Y и Z включены также как на рисунке. Это значения по умолчанию для новых текстур, хотя, вы можете изменять их.

Размер и ориентация

Хотя у вас уже установлен размер шума во вкладке текстуры, у вас есть возможность иметь больший контроль над размером текстуры и ориентацией во вкладке Map Input. Увеличьте значение sizeY до «10.00». Это растянет текстуру вдоль оси Y, сделав её больше похожей на вариации, вызванные направлением древесных волокон.

Если вы сейчас отрендерите материал, он будет выглядеть очень странно (нажмите F12 и посмотрите!).

В настоящее время Blender не знает, какую вы хотите сделать текстуру, поэтому использует по умолчанию пурпурный цвет.

Взаимодействие текстуры с материалом

На вкладке Map To панели Material также имеетcя множество опций, которые мы рассмотрим позже. В настоящее время, нас интересует изменение цвета, поэтому кнопки Col и Mix color являются важными опциями. Настройте вкладку Map To, как на рисунке.

Рис. MTT.13: Вкладка «Map To».
Увеличить
Рис. MTT.13: Вкладка «Map To».

Если вы отрендерите сейчас, вы увидите, что материал стола выглядит гораздо лучше (F12).

«Bumps» (Выпуклости или неровности)

Для поверхности очень характерно иметь неровности, либо из-за своего природного состава, или как результат повреждения и разрушения. Добавление этих деталей может придать достоверности материалу. При добавлении достоверности не стремитесь получить точную копию реальности, такие детали не должны быть точной фотографической копией того, что вы видите. Например волокна древесины на рабочем столе будет очень трудно скопировать точно. Тем не менее, можно получить похожий рисунок и цвета так, как будто стол был сделан из таких же материалов, как и оригинал. Давайте же создадим волокна дерева.

Если вы посмотрите внимательно на реальную поверхности древесины, такую как письменный стол, вы увидите, что она имеет глубину и цвет. В данном случае, похоже, что она покрыта лаком или была добавлена марилка, которые совместно вдавливают волокна, и немного затемняют. В самом деле, волокна вполне выделяются и гораздо темнее поверхности древесины. Повторное тщательное наблюдение является ключевым. Часто бывает не достаточно хорошо для работы того, каким вы себе представляете "дерево" - если только вы не практиковали художественную наблюдательность, и ваша память поможет хорошо сократить и упростить его. Найдите реальный кусок дерева (или детальную картину) для его изучения.

Не волнуйтесь. Вам не придется делать это для каждого материала для остальной части вашей жизни. Как только вы научитесь художественному наблюдению и визуализации, вы сможете делать "достаточно хорошо" точные материалы с подробной визуализацией.

Текстуры Ваши друзья

Поскольку у вас есть 10 слотов текстур для какого-либо отдельного материала, у вас много пространства для добавления волокон древесины для Вашего материала.

Можно добавить новые текстуры справа внутри панели материалов.

  • Найдите вкладку Texture в панели Material.
  • Щелкните ЛКМ на пустой текстурный слот ниже уже созданной вами.
  • Щелкните ЛКМ на кнопку Add New чтобы создать новую текстуру в этом слоте.
Рис. MTT.15: Создание новой текстуры непосредственно в панели материала.
Увеличить
Рис. MTT.15: Создание новой текстуры непосредственно в панели материала.

Вы можете заметить, что название текстуры, идентично предыдущей и называется Tex. Тем не менее, фактически текстура называется Tex.001. Вы можете изменить его здесь, щелкнув ЛКМ по имени и введя название по вашему выбору. Однако, проще это сделать в панели текстуры.

  • Нажмите F6 (панель текстуры)

Панель Texture также имеет вкладку Texture на которой вы можете добавить новые текстуры.

Вы можете изменить название любой текстуры, нажав название и введя название по вашему выбору. Здесь я изменил название текстур для напоминания о их функции.

Подсказка: Новые текстуры можно добавить на панелях Material или Texture.

Рис. MTT.16: Текстуры были переименованы для лучшей организации.
Увеличить
Рис. MTT.16: Текстуры были переименованы для лучшей организации.

Если вы не придумали название (или если вы абсолютно ленивый!), Вы можете использовать иконку автоматического присвоения названия. Это позволит создавать автоматическое имя, основанное на типе текстуры.

Примечание: Это всегда хорошая идея придать смысл названиям Blender объектов, и материалы, и текстуры не являются исключением. Вы можете легко потеряться в том, что вы делаете, без хороших схем именования. Хотя имена ограничены до 19 символов, этого должно быть более чем достаточно, чтобы было четкое понимание.

Вернемся к поверхности вашей древесины. Внимательное изучение показывает, что волокна состоят из 2-х элементов. Есть несколько общих продолговатых концентрических колец, которые чуть темнее общей поверхности. В них есть и темные тонкие волокна древесины, которые углубляются в дерево. Вы начнете с более широких концентрических колец.

Я выбрал текстуру Wood и RingNoise с Noise Size «0.250» и Turbulence «16.10».

Рис. MTT.17: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.17: [без текста]

Вернитесь к панели Material (F5), чтобы вы могли определить, как текстуры будут проецированы на материал.

Больше проецирования

Рис. MTT.18: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.18: [без текста]

Эта текстура будет проецирована с помощью Nor.

Кнопка Nor ссылается на "поверхность нормалей". Нормаль от поверхности, просто направление, которое отходит от поверхности в любой заданной точке. Использование текстур для изменения нормали поверхности изменяет шейдеры, которые рассчитывают свет и затенения на этой конкретной точке. Изменение направления поверхности на разных местах имитирует неровности. Они не являются "реальной" неровностью, т.е. неровности, изготовленной из сетки треугольников, но когда сделаны должным образом они могут давать довольно реалистичное отображение неровностей и углублений по всей поверхности. Они реагируют на яркий свет на них и проявляются, как будто они самостоятельно затеняются. Это обычно называется bump mapping (выпуклое проецирование).

«Stencil» (Трафарет)

Вы можете видеть, что была установлена опция Stencil (Трафарет). Это для использования текстуры как маски, которая будет скрывать некоторые части текстур под ней в слоях текстур. Причина по которой она используется здесь это то, что вы хотите получить несколько небольших плотных волокон только на некоторых частях материала, в результате чего сквозь неё видны некоторые части первоначальной поверхности. Кнопка Neg (негатив) просто переключает входящую информацию текстуры, в действительности полностью изменяя, какие части следующих текстур скрыты или показаны Трафаретом.

«Size» (Размер)

Заметьте, что мы также изменили размер текстуры во вкладке Map Input:

  • SizeX = «0.300»
  • SizeY = «3.00»
  • SizeZ = «2.00»

Эти размеры были получены методом проб и ошибок, но руководствуясь наблюдениями.

Предпросмотр

Существует возможность просмотреть материал, не прибегая к полному рендеру. Панель Material имеет очень хорошую вкладку, которая фактически использует Blender рендер для генерирования предпросмотра. Хотя оно и маленькое, но вы получите впечатление о том, как может выглядеть материал при применении к различным поверхностям.

Рис. MTT.19: Вкладка предпросмотра материала, показывает разные способы просмотра материалов.
Увеличить
Рис. MTT.19: Вкладка предпросмотра материала, показывает разные способы просмотра материалов.

Не забывайте: вы всегда можете использовать Shift-P для предварительного просмотра в 3D окне (см. главу 2), чтобы посмотреть, как выглядят ваши настройки материала и текстуры, и это намного быстрее, чем рендерить всю сцену!

Множественное действие с одной текстурой

До сих пор вы использовали один эффект для каждой текстуры (Col, Nor). Однако, можно применять текстуры с более чем одним эффектом. С вашей следующей текстурой, которая будут отображать тонкие древесные вены, вы будете делать именно это.

  • С выделенным объектом рабочего стола, переключитесь на панель текстуры (F6).
  • Добавьте новую текстуру со следующими настройками:
Рис. MTT.20: Новые настройки для текстуры «Cloud».
Увеличить
Рис. MTT.20: Новые настройки для текстуры «Cloud».

Это другая Cloud текстура с настройками Hard noise, NoiseSize установленным в «0.162», и NoiseDepth установленным на уровне «4».

Mapping (Проецирование)

Рис. MTT.21: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.21: [без текста]

На вкладке Map To включите кнопки Col и Nor. Так же настройте темно-коричневый цвет с такими настройками:

  • R (красный) = 0.301
  • G (зеленый) = 0.217
  • B (синий) = 0.000

Также настройте ползунок Nor на «8.00». Это довольно высокое значение Nor, хотя и не максимальное. Эффект текстурирования в том, чтобы приподнять очень острые края, как на фотографии.

Отрендерить на данном этапе является хорошей идеей (F12). В этом рендере вы можете реально увидеть, как предыдущая текстура, которая была установлена как Stencil, увеличивается в некоторых областях.

Рис. MTT.22: Рендер рабочего стола с материалами и текстурами.
Увеличить
Рис. MTT.22: Рендер рабочего стола с материалами и текстурами.

Не плохо, но настоящая поверхность стола более разнообразна. На самом деле существует, вероятно, простое объяснение, и, следовательно, простое решение того, каким образом образуется случайность.

Вы помните, что первоначальная текстура, которая добавлялась к вашему материалу, изменяла цвет на поверхности древесины. Поскольку дерево растет, различные сезоны и погода значительно изменяют темп роста. Это приводит к более плотным областям внутри древесины, которые затрагивают развитие волокон. Таким образом, не только существуют различия внутри материала, но есть различные колебания в кольцах. Так как вы знаете, что Cloud текстура когда она применяется в качестве цвета, смотрится довольно похоже, то почему бы вам не использовать эту текстуру для деформации двух текстур волокон так же, как это выглядит в реальности?

К счастью, текстуры имеют функцию деформации для текстур в слотах под ними, так что давайте вернемся к этой текстуры и установим значение деформации для того, чтобы разнообразить волокна древесины.

  • Из панели Material выберите верхний текстурный слот, названный "2nd-diffuse" см. рисунок.
  • Во вкладке Map To нажмите ЛКМ на кнопке Warp, чтобы включить её.
  • Установите значение Warp (деформация) в «0.30». Хотя это может показаться маленьким диапазоном - только от 0 до 1, но даже небольшое изменение может сильно повлиять.
Рис. MTT.23 Добавление деформации на первый канал структуры.
Увеличить
Рис. MTT.23 Добавление деформации на первый канал структуры.

Прежде, чем Вы повторно отрендерите, чтобы увидеть результат, пробуйте этот совет: переключитесь в окно рендера, которое содержит рабочий стол, перед добавлением деформации. При активном окне рендера, нажмите клавишу J. изображение исчезнет. Теперь, повторно отрендерьте (F12). Когда рендер закончится, нажмите клавишу «J» снова. Появится предыдущее изображение. Нажмите клавишу «J» снова. Появится новое изображение.

Рис. MTT.23.1: Новый рендер с эффектом деформации.
Увеличить
Рис. MTT.23.1: Новый рендер с эффектом деформации.

Нажатие клавиши «J» в окне Render сохраняет изображение в отдельном "буфере", для того чтобы, когда отрендерится новое изображение, вы могли переключатся между ними, для сравнения различий. Используя эту технику, легко увидеть, насколько материал стал еще более правдоподобным.

«Reflections (Отражения)»

До этого момента, для отражений, вы использовали Specular шейдер, чтобы получить солнечный блик на рабочем столе. Однако, бликующие материалы также отражают мир вокруг них. Зеркало, например, отражает почти весь мир вокруг себя. Отполированные или застекленные поверхности также отражают окружение до некоторой степени.

Blender, также как и другие мощные трехмерные программы, имеет превосходный механизм "raytrace" (трассировка луча). Он отслеживает виртуальный луч света от камеры назад к источнику света, вычисляя любое отражение, преломление, или поглощение, которое происходит между ними. Этот механизм дает самую реалистичную симуляцию сцены. Однако, потому что необходимо проследить путь к каждому источнику света, просчет изображения происходит намного дольше чем стандартный рендер Блендера (для любопытных, это называется "scanline").

Раньше в трехмерной графике, до трассировки лучей, единственным способом имитации отражений было использование комплексных графических изображений, или с помощью тщательной настройки освещения, имитирующего отражение света от поверхности. Blender использует самый старый метод, называемый «mimicking Env mapping»(Карта окружающаей среды). Однако, на современных компьютерах, рендер трассировкой луча в настоящее время является довольно эффективным. Результата намного легче добиться, используя Raytrace отражения, так что здесь вы будете пользоваться этим методом.

Примечание: неизбирательное применение raytracing для отражений и прозрачности может резко увеличить время просчета изображения. Для рендера неподвижных изображений это не является, как правило, большой проблемой. Для анимации, где вам нужно рендерить тысячи кадров, эти дополнительные минуты могут помешать. Если вы будете использовать отражение в своей анимации, лучше изучите метод Env mapping.

Отражающим материалам нужно что-нибудь отражать

В данный момент вашей сцене нечего отражать, так как смоделирован только рабочий стол. Тем не менее, вам не нужно моделировать весь офис вокруг вашего рабочего стола. Вы можете смоделировать свое цветное отражение от стен офиса, изменив цвет мира приблизительно к реальным условиям.

  • Выберете панель World (F8) и измените Horizon color (цвет горизонта).
Рис. MTT.24: Вкладка «World» (Мир), панели «World» (Мир).
Увеличить
Рис. MTT.24: Вкладка «World» (Мир), панели «World» (Мир).
  • Установите «HoR» в «0.540», «HoG» в «0.427», и «HoB» в «0.275»
  • Нажмите ENTER, чтобы подтвердить эти настройки

Добавление блока питания для некоторого отражения крупным планом

Кроме стен и мира вокруг рабочего стола, на столе также есть блок питания. Если вы внимательно посмотрите на фотографию, то увидите, что тень ниже блока питания и его кабеля, это - фактически отражение от поверхности стола, а не настоящая тень.

Если вы смоделируете ваш собственный блок питания и кабели, для того чтобы практиковаться в моделировании, сейчас удачное время для этого. Однако, если вы используете готовый пример .blend файла, то нажмите Shift-ЛКМ на кнопке второго слоя в заголовке 3d окна, чтобы увидеть предварительно сделанные модели.

Рис. MTT.24.1: Объекты на втором слое теперь видны.
Увеличить
Рис. MTT.24.1: Объекты на втором слое теперь видны.

Настройка отражения методом трассировки лучей для материала

  • Выберите объект рабочего стола и переключитесь в панель Material (F5), и выберите вкладку Mirror Transp (Отражения и прозрачность).

Эта вкладка может показаться сложной, так как здесь надо иметь дело с такими вещами как Fresnel, Falloff, и IOR, но для простого отражения в котором вы нуждаетесь, нужно только 2 параметра настройки и одна кнопка.

Рис. MTT.25: Вкладка «Mirror Transp» с выделенными настройками raytrace отражения.
Увеличить
Рис. MTT.25: Вкладка «Mirror Transp» с выделенными настройками raytrace отражения.

Ray Mir - количество raytraced отражений и изменяется между 0 и 1, с 0 отражается 0% света от среды и 1 отражается 100%

  • Установите это в 0.49

Depth refers - глубина вычислений, которые делает Blender, чтобы проследить луч. Например, луч, который должен отразиться от двух различных зеркал перед попаданием в источник света, требовал бы двух уровней вычислений. По умолчанию равен 2, но его диапазон - от 0 (никаких raytrace отражений) до 10 (значительно дольше, но более точный raytracing рендер).

  • Установите равным 2.
  • Для включения эффекта Ray Mirror для материала, включите кнопку Ray Mirror.

Отрендерьте сцену.

Рис. MTT.26: Рендер с включенным «Ray» отражением.
Увеличить
Рис. MTT.26: Рендер с включенным «Ray» отражением.

Отметьте слабое отражение, искаженное неровностями на поверхности стола.

Примечание: Raytraced отражения включаются на вкладке Mirror Transp.

Если Вы не видите, никакого отражения в вашем рендере, используйте F10, чтобы войти в панель Scene и удостоверьтесь, что кнопка Ray включена.

Рис. MTT.27: Включенная кнопка «Ray» на панели «Scene».
Увеличить
Рис. MTT.27: Включенная кнопка «Ray» на панели «Scene».

Поверхность выглядит намного более реалистической. Однако, реальные материалы и поверхности имеют тонкие детали, которые скажут глазам, действительно ли то, что они видят, "реально", или по крайней мере правдоподобно.

Добавление истории к материалу (Старение)

Близкая экспертиза реальной поверхности стола показывает, что его полируют и чистят, а так же на нем есть следы нескольких ударов и грязи в некоторых местах. Если вы можете добавить эти тонкие намеки к истории материала, вы можете произвести намного более правдоподобную имитацию материала.

История материала может быть разбита на три возможных области.

Примечание: Добавление грязи и нерегулярных недостатков увеличит правдоподобность материала.

Грязь

Все реальные материалы пачкаются, или от накопленной пыли, или от взаимодействия с красящими веществами или жидкостями.

  • Пыль соберется в щелях.
  • Грязь передается от грязных рук или грязных объектов на поверхность в течение долгого времени.

Повреждения

С течением времени, любая поверхность получает повреждения, или через взаимодействие с атмосферой (эрозия/коррозия), или через ударения или непосредственно загрязнения.

Преднамеренное изменение

В современном мире кажется, что мы не можем оставить природную поверхность в покое. Стикеры прикрепленные на поверхность являются обычным делом.

Хотя реальная поверхность стола на фотографии довольно чиста, ничто не помешает вам добавить небольшую грязь и повреждение. Я иногда наслаждаюсь чашкой кофе за моим столом. Я обычно использую подставку под стакан, чтобы защитить поверхность стола, давайте притворимся, что я давно поставил переполненную кофейную чашку на поверхность стола. Пятно кофейной чашки - уникальная форма, и вы поэтому не можете использовать процедурную текстуру, чтобы имитировать его. Однако, такое пятно очень легко сделать и вставить в Blender.

Рис. MTT.28: Фотография бумаги испачканной чашкой с кофе.
Увеличить
Рис. MTT.28: Фотография бумаги испачканной чашкой с кофе.

Изображение выше было создано, с помощью размещения кофейной чашки на бумаге, высушивания пятна, и помещения бумаги в сканер. Я исправил фотографию в графическом редакторе, увеличив контрастность. Вы можете также взять эту фотографию, или, если ваши навыки живописи достаточно развиты, можете нарисовать пятно непосредственно в вашем графическом редакторе. Для вашего удобства, файл изображения этого пятна был включен в компакт-диск.

Текстуры изображений

В любой приличной трехмерной программе, вы нуждаетесь в способе применения фотографий или изображений, созданных в графическом редакторе, для имитации материала. Blender не исключение и имеет некоторые замечательные инструменты, которые делают работу легкой.

Есть 2 метода применения изображений в текстуре.

  • Стандартное проецирование изображений - картинка проецируется на поверхность с единственным направлением;
  • UV проецирование - где объект развернут на плоской поверхности, в которую вставлено изображение. Этот метод позволяет точно контролировать, как изображение проецируется на модель.

UV проецирование - преимущественный метод проецирования для профессиональной работы, и вы можете узнать о невероятно простом и мощном UV редакторе в Blender (см. Главу 10). Для этого примера, тем не менее, мы воспользуемся основами.

Проецирование изображения на поверхность

Стандартное проецирование изображения может использовать один из четырех методов, чтобы спроецировать изображение на поверхность.

Рис. MTT.29: Различные методы проецирования изображения в Blender'е.
Увеличить
Рис. MTT.29: Различные методы проецирования изображения в Blender'е.
  • Flat (Плоскость) - Проецирует изображение по Оси Z объекта. Самый легкий способ для наложения на плоскость.
  • Cube (Куб) - Проецирует изображение по каждой оси. Поэтому куб получает одинаковое изображение на каждой из его шести сторон.
  • Tube (Труба) - Как следует из названия, изображение проецируется вокруг Оси Z объекта от центральной точки. Другими словами изображение проецируется вокруг трубы.
  • Sphere (Сфера) - Изображение проецируется от центральной точки во всех направлениях.

Неизбежно будет некоторое искажение, если объект не будет плоскостью, кубом, трубой или сферой. К счастью, мы только должны спроецировать простое изображение на плоскость. Вы можете использовать плоское проецирование, не волнуясь об искажениях. Однако, вы также должны переместить и масштабировать изображение пятна от кофейной чашки так, чтобы это выглядело "естественно". Давайте добавим новую текстуру к вашему материалу стола.

  • С выбранным объектом стола нажмите F6, чтобы перейти в панель Texture.
  • Выберите следующий свободный текстурный слот и нажмите кнопку Add New.
  • Из доступных типов текстур выберите Image.
Рис. MTT.30: Заключительное изображение, которое будет использоваться для текстуры.
Увеличить
Рис. MTT.30: Заключительное изображение, которое будет использоваться для текстуры.

Это изображение, которое вы будете использовать для кофейного пятна.

Это было сделано, как объяснено раньше, рассматривая настоящее кофейное пятно на бумаге и регулируя контрастность в графическом редакторе. Также изображение было преобразовано в черно-белое и инвертировано. Вы будете использовать вкладку Map To, для добавления цвета позже.

  • Из вкладки Image выберите Load Image и найдите файл «coffee-stain1.jpg».

Я объясню параметры настройки через мгновение, но пока покажу значения по умолчанию.

Рис. MTT.31: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.31: [без текста]

Вернитесь к панели Material (F5) для того, чтобы вы могли видеть, как изображение будет спроецировано на поверхность стола.

Ориентация и масштабирование изображения текстуры на поверхности

Рис. MTT.32: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.32: [без текста]

Они используются по умолчанию, кроме установления режима смешивания Add. Через мгновение, я объясню виды смешивания во всех подробностях, а причина по которой я установил Add, она будет четко видна на поверхности стола.

Нажмите F12, чтобы отрендерить сцену.

Как вы можете видеть, кофейное пятно осветило поверхность стола. Слишком сильно, если вы конечно не сильный любитель кофе. Изображение было спроецировано, чтобы заполнить текстурой всё пространство плоскости объекта. Для наших целей мы должны изменить размер, или масштаб изображения и разместить на рабочем столе в соответствующем месте. Вы можете изменить масштаб и положение текстуры изображения, изменяя sizeX, Y, Z и ofsX, Y, Z ("ofs" сокращение от "offset" [смещение]) во вкладке Map Input на панели Material.

Есть несколько путей, которыми вы можете переместить и масштабировать текстуру изображения на поверхности. Вы изучите другие методы позже, но тот, который я показываю здесь, поможет объяснить средства управления и использования Map Input.

Входные параметры Карты (Map Input)

В настоящее время изображение проецируется, чтобы заполнить все пространство модели. Этот тип проецирования называется Orco (ORiginal COordinates — оригинальные координаты) он используется в Blender по умолчанию. Как вы можете видеть во вкладке Map Input есть довольно много других настроек. Хотя вам придется обратится к документации Blender для полного объяснения всех параметров настройки, вот некоторые из более значимых входных типов:

  • Glob (Глобальный): Как следует из названия, материал будет маштабирован и ориентирован к глобальным координатам. Это означает что, если объект в анимации перемещается, материал остается на месте, давая иллюзию, что объект перемещается "сквозь" материал.
  • Object (Объект): С этим типом вы можете приложить координаты материала к другому объекту, типа Empty. Другой объект должен быть назван и, конечно, существовать. Это невероятно полезно, поскольку вы можете анимировать перемещая, изменяя, вращая другой объект, который заставляет материал выглядеть хорошо.
  • Orco: Метод по умолчанию; использует координаты объекта для текстуры. Если объект переместится, то материал переместится с ним. В большинстве случаев прекрасно работает по умолчанию. Возможно перевести координаты Orco в масштабе и положении.
  • Win (окно): текстура проецируется от камеры. Поэтому, если камера перемещается, то вместе с ней перемещается текстура.

Есть другие экзотические методы проецирования, которые, хотя и полезны, но обычно не нужны для большинства потребностей текстурирования.

Назад к текстуре кофейного пятна

После некоторых проб и использования окна предварительного просмотра, я нашел лучшие настройки для размещения пятна кофе:

Рис. MTT.33: Заключительные параметры настройки «Map Input» для кофейного пятна.
Увеличить
Рис. MTT.33: Заключительные параметры настройки «Map Input» для кофейного пятна.

Размер

  • Установите sizeX, sizeY, и sizeZ в «6.20»

Положение (смещение)

  • Установите ofsX в «-2.300», ofxY в «1.200», ofsZ в «0.000»

Если Вы находите странным, что кнопки sizeX, Y и Z заставляют текстуры казаться меньшими при увеличении значения, думайте о них, как о значении "сколько текстур разместиться в области". Поэтому, число «6.2» указывает, что фактическое изображение текстуры становится меньше в 6.2 раза в пределах координат текстуры.

Если Вы отрендерите сейчас сцену, Вы увидите неправильное кофейное пятно, которое появляется в волокнах дерева. Почему так?

Когда вы начали создавать текстуры для вашего рабочего стола, вы установили некоторые эффекты Warp и Stencil на предыдущие слои структуры. Они затрагивают все текстуры ниже них. Хотя эффект Warp может быть выключен на последующем слое текстуры, Stencil не может. Это означает что, чтобы получить неискаженное кофейное пятно, оно должно быть первой текстурой.

Перемещение текстур

Вы, возможно, задавались вопросом, что означают стрелки вверх и вниз во вкладке Texture на панели Material. Они дают вам доступ к временной области хранения, называемой буфером. Вы можете скопировать выбранную текстуру в этот буфер, и вставить в другой текстурный слот. Все настройки материала такие, как Map Input и Map To, копируются вместе с текстурой.

Рис. MTT.34: Кнопки копирования и вставки для текстурных каналов.
Увеличить
Рис. MTT.34: Кнопки копирования и вставки для текстурных каналов.

Чтобы переместить текстуру вниз на один слот, вы должны сначала выбрать её, нажать кнопку Copy, выбрать слот ниже неё и нажать Paste. Начните с перемещения текстуры кофейного пятна вниз на несколько слотов, затем переместите каждую текстуру на один уровень вниз. В конце, сделайте копию текстуры кофейного пятна и вставьте её в самый верхний текстурный слот. У вас должно получиться так:

Рис. MTT.35: Текстурные слоты после смещения и дублирования.
Увеличить
Рис. MTT.35: Текстурные слоты после смещения и дублирования.

Вы заметите, что теперь у нас есть две копии текстуры кофейного пятна в этом материале. Не волнуйтесь об этом, поскольку вы можете использовать другую копию для хорошего специального эффекта. Однако, нажмите ЛКМ на кнопке слева от второй текстуры кофейного пятна, чтобы временно выключить ей, и вначале настроить параметры вкладки Map To для первой текстуры.

Примечание: Кнопки копирования и вставки используются для перемещения текстур.

Настройка вкладки «Map To» для первой текстуры кофейного пятна

С первым текстурным слотом, выбранным в панеле Material, выберите вкладку Map To для того, чтобы вы могли установить способ, которым эта текстура будет объединена с цветом материала. Способ Mix смешает и черный фон изображения и само пятно. Вы должны избавиться от черного фона. И снова Blender имеет возможность сделать это.

  • Переключитесь в панель Texture (F6) и во вкладке Image нажмите CalcAlpha и UseAlpha. Это сделает черную область изображения прозрачной.

Примечание: Alpha (непрозрачность) в материалах является весьма сложной, и даже опытные пользователи находят методом проб и ошибок правильные настройки, связанные с альфой. Если сразу не получится настроить точно, не теряйте надежду!

  • Переключитесь назад к панели Material. Я уверен, что вам не надо напоминать о том, как это сделать. (НАМЕК: F5. Больше никаких намеков.)
  • F12, чтобы повторно отрендерить.

Весьма тонкий эффект был сделан. Пятно немного отбелило поверхность, и потому что кофе содержал слишком много сахара, зеркальное и отражающее различие между нормальным столом и пятном может быть замечено.

Вы можете теперь использовать вторую копию текстуры кофейного пятна. Текстура самого изображения одинаковая между этими двумя слотами, но каждый из них может иметь свои собственные настройки вкладки Map To.

  • Установите Col и Nor для получения обоих эффектов, цвета и неровности.
  • Измените способ смешивания на Subtract для придания более темного цвета пятну.
  • Измените слайдер Col приблизительно на «0.50», таким образом новый цвет уменьшится.
  • И установите значение Nor на «2.00», чтобы увеличить размер неровности.
Рис. MTT.36: Настройки вкладки «Map To» для второго слота текстуры кофейного пятна.
Увеличить
Рис. MTT.36: Настройки вкладки «Map To» для второго слота текстуры кофейного пятна.

Рендер сейчас покажет, что часть деревянных волокон стала более темной, как если бы кофе пролили и он высох в щелях. Однако, это немного случайно. Почему это могло бы быть?

Порядок текстур и их влияние друг на друга

Раньше вы устанавливали текстуры Stencil чтобы замаскировать некоторые области следующих текстур, и Warp.

Как только Stencil (Трафарет) установлен, он применяется ко всем следующим текстурам. Warp (деформация), однако, может быть выключена для последующих текстур.

  • Выберите текстурный слот непосредственно перед последней текстурой кофейного пятна.
  • Включите Warp, но измените «fac»(factor-влияние) на «0.00».
Рис. MTT.37: [без текста]
Увеличить
Рис. MTT.37: [без текста]

Эти параметры настройки говорят Blender, что все последующие текстуры не должны иметь никакой деформации.

Рис. MTT.38: Окончательный рендер.
Увеличить
Рис. MTT.38: Окончательный рендер.

Рабочий стол теперь приемлемый, с несколькими артистическими интерпретациями и дополнениями, типа кофейного пятна на его поверхности. С помощью осмысления и тщательного наблюдения за материалами в реальном мире, у вас есть разумный шанс использовать инструменты Blender для правдоподобного приближения этих материалов. В сочетании с достойным моделированием и хорошим освещением, этим способом можно достичь значительно большей правдоподобности ваших рендеров.

Личные инструменты