Материалы в 3D Max

Здравствуйте читатели сайта Soohar.ru. В уроке Material Editor из курса Уроков 3D Max для начинающих вы вкратце познакомились с модулем, который позволяет гибко работать с материалами в 3D Max. В этом уроке вы узнаете, что такое материалы в 3D Max, их свойствах, и о том, каких видов они бывают.

Общие сведения

B 3D, как и в реальной жизни, каждый объект обладает своими определенными свойствами.  Например, мы хорошо можем отличить дерево от металла, потому что их свойства совершенно разные. У них разная рельефность, преломление, текстура, диффузный цвет, глянцевитость, отражение и тд. В 3D Max определенные свойства хранятся в материале. Если сказать проще то материал это просто модуль с определенными свойствами, которые позволяют настраивать внешний вид объекта.

Именно такие свойства как текстура, блики, прозрачность, преломление, рельефность и самосвечение — делают поверхность модели реалистичной. Но как настроить эти свойства спросите вы? Для этого в 3D Max включен компонент Material Editor.

Откройте Material Editor нажав на клавишу <M>. Обратите внимание на то, что все ячейки содержат мaтериал типа Standard(Стандартный). Ниже ячеек находятся свойства, которые удобно разбиты по вкладкам. Свитки, и свойства будут меняться, в зависимости от того, какой матеpиал используется:

Чуть ниже мы разберем свойства и свитки.

Типы материалов в 3D Max

Основным используемым материалом является тип Standard (Стандартный). Это базовый тип, который служит основой для создания наиболее сложных и натуральных материалов. Он включает в себя такие характеристики как диффузный рассеивающий цвет, отражение, свечение прозрачность, блеск и тд. Помимо этого типа  Material Editor содержит  еще 15 материалов, 5 из которых являются простыми и 10 составными материалами.

Простые:

• Standart (стандартный) – часто используется для текстурирования большинства объектов.

• Architectural (Архитектурный) – появился, начиная с шестой версии программы, обладает реальными физическими свойствами и хорошо оптимизирован для Mental Ray. Включает в себя предустановленные настройки свойств некоторых объектов (стекло, кирпич, дерево и тд). Хорошо подходит для архитектурных проектов и где для освещения используются фотометрическое освещение.

• Ink ‘n Paint (Обводка и заливка) — служит для создания имитации рисованного кистью или пером объекта.

• Matte / Shadow (Матовый/Затеняемый) — его свойства позволяют настроить объект так, что бы он воспроизводил на своей поверхности изображение фона сцены. Например если поставить перегородку с таким материалом на передний план сцены то он полностью сольется с фоном закрыв позади себя другие объекты. Но тени от перекрытых объектов будут падать на перегородку, и будет казаться как будто тени падают на фон сцены

• Raytrace (Трассировка) — по свойствам похож на тип Stamdard но для создания отражения и преломления используется трассировка лучей. При этом отслеживаются пути прохождения отдельных световых лучей от источника света до объектива камеры.

Составные:

• Advanced Lighting Override (Освещающий) – содержит свойства, которые управляют  рассеиваемым светом

• Blend (Смешиваемый) – Используется для смешивания двух материалов. Параметр Mask (Маска) настраивает смешивание. Смешивание материалов задается с помощью. При нулевом значении параметра Mix Amount (Величина смешивания) отображаться будет только первый материал, при значении 100 – второй, при значении 50 оба и тд.

• Composite (Составной) — позволяет смешивать до десяти разных матeриалов, один из которых будет основным, а другие — вспомогательными. Вспомогательные можно смешивать с главным, добавлять и вычитать из него.

• Double Sided (Двухсторонний) — подходит для объектов, которые нужно текстурировать с передней и задней стороны модели.

• Morpher (Морфинг) — позволяет управлять раскрашиванием объекта в зависимости от его формы.

• Multi/Sub-Object (Многокомпанентный) — состоит из двух и более материалов, применяется в основном для текстурирования сложных объектов.

• Shell Material (Оболочка) – часто используется, если сцена содержит в себе большое количество объектов. Позволяет раскрашивать сами материалы, что бы их можно было различить в окне проекций. На рендер не влияет.

• Shellac (Шеллак) – многослойный, состоящий из нескольких материалoв: Base Material (Основной м) и Shellac MAterial (Шеллак). Степень прозрачности последнего меняется.

• Top/Bottom (Верх/Низ) — состоит из 2-х материалов, предназначенных для верхней и нижней части объекта. Его настройки позволяют менять уровень смешивания.

• XRef Material (Ссылка) – позволяет создать материал с помощью ссылки на любой объект из другой сцены.

Стоит отметить, что типы материалов меняются в зависимости от того, какой визуализатор выбран. По умолчанию выбран Scanline Renderer. Если выбрать Mental Ray или V-Ray, то список пополнится новыми материалами.

Как выбрать и присвоить материал объекту

Все вышеперечисленные типы мaтериалов  расположены в окне Material/Map Browser. Для того что бы его открыть нажмите по кнопке с названием матеpиала, в нашем случае это Standard:

 

После чего перед вами откроется Material/Map Browser:

Присвоить матeриал 3D модели можно несколькими способами. Первый способ: нужно выбрать объект и нажать по кнопке Assign Material Selection:

 

А второй способ: ячейку с материалом можно просто перетащить на объект:

Результат будет совершенно одинаковым.

Далее подробнее разберем свойства матеpиaла. Стоит сразу отметить что свойства каждого мaтeриала отличаются друг от друга. Например параметры матеpиaла типа Standard будут отличаться от типа  Architectural, но в большинстве случаев их свойства идентичны.

Настройки свойств матeриала

Мы подошли к  той части, когда можно разобрать настройки и свойства свитков. B качестве примера мы рассмотрим тип Standard:

 

Shader Basic Parameters

В этом свитке можно выбрать какой шейдер использовать для затенения. Шейдер это определенный способ затенения, и от выбора шейдера будет зависеть конечный результат. Шейдеры играют огромную роль и в зависимости от ситуации лучше всего использовать определенный шeйдер. По умолчанию выбран шейдер Blinn (По Блинну). Помимо него в 3D Max включено еще семь разных шейдеров:

Anisotropic (Анизотропный) — этот шейдеp позволяет создавать вытянутые овальные и несимметричные блики. Такой тип хорошо подойдет для стекла, волос или металла:

Blinn (По Блинну) — создает округлые более менее реалистичные блики. Отлично подойдет для имитации фосфора, пластика, кожи, стекла, полированных поверхностей и тд:

Metal (Металл) – создает реалистичную модель металлической поверхности. Используя этот шейдeр вся поверхность модели будет выглядеть затененной, а блик останется белым.  Идеально подходит для стали и стекла:

Multi-Layer(Многослойный) — по свойствам похож на Anisotropic (Анизотропный), но с той лишь разницей, что этот позволяет создавать еще два дополнительных блика:

Oren -Nayar –Blinn (По — Оурену — Найру- Блину) по свойствам похож на Blinn, но позволяет управлять яркостью диффузного отражения. Хорошо подходит для имитации шероховатых поверхностей например глины, ткани, дерева:

Phong (По Фонгу)– похож на Blinn. Phong это первый шeйдер, который позволил создать блик на поверхности 3D материала. Подходит для создания пластиковой и лакированной поверхностей:

Strauss (По Штраусу) упрощенный вариант шейдeра Metall. В нем меньше настроек, а подходит для создания металлической поверхности. Но проще не значит хуже, так как в некоторых случаях он лучше потойдет для затенения нежели Metall:

Translucent Shader (Просвечивающая раскраска) — по свойствам похож на  Blinn, но имеет уникальное свойство, которого нет не в одном из вышеперечисленных шейдеров. Он позволяет свету не только проходить сквозь полупрозрачный объект, но и рассеивает его под поверхностью. Другими словами можно добиться эффекта просвечивания объекта.  Хорошо подойдет для имитации штор, которые освещены из окна матового стекла и тд.

Каждый из перечисленных шейдеров имеет свои собственные настройки, для этого урока мы будем использовать шейдер Blinn.

Помимо выбора шейдера в этой вкладке расположены четыре флажка:

Wire (Каркас) придает каркасный вид (Превращает объект в сетку). Толщину каркаса можно изменить в свитке Extended Parameters:

Параметр 2-Sided (Двусторонний) позволяет применить мaтериал к задней стороне объекта:

Face Map (Карта грани) позволяет проецировать карту или текстуру на каждую грань (полигон) объекта. На рисунке ниже показан пример. B первом случае Face Map и карта Checker проецируется на сферу полностью. Во втором случае Face Map и карта проецируется на каждую отдельную грать:

Faceded (Огранка) отключает сглаживание ребер:

 

Blinn Basic Parameters

Свойства свитка Blinn Basic Parameters уже описывались в позапрошлом уроке. Но мы все равно разберем его снова, что бы урок получился для вас максимально информативным.

• Ambient —  цвет для тени
• Diffuse — основной цвет для поверхности
• Specular — цвет бликов на объекте

Цвета для Ambient и Diffuse зависят друг от друга. Это потому что по умолчанию включен замок, который находится слева от этих параметров. тключите его и тогда вы сможете выбирать разный цвет для тени и для поверхности.

• Self — Illuminaton — самосвечение объекта изнутри. Для этого параметра можно выбрать цвет или текстуру, а так же установить силу самосвечения.
• Opacity — позволяет изменить прозрачность объекта. с помощью процентной шкалы. Например  100% — непрозрачный, 50% полупрозрачный и 0% полностью прозрачный и не видимый.

• Specular Level — помощью этого параметра можно управлять яркостью блика
• Glossiness — позволяет настроить размер блика
• Soften — позволяет настроить размытость границ блика

Extended Parameters

Здесь расположены три группы параметров: Advanced Transparency (Дополнительные настройки прозрачности), Wire (Настройки каркаса) и Reflection Dimming (Настройки затухания отражения). Ниже мы разберем все три группы по порядку.

• Advanced Transparency

Переключатель Faloff  (Спад) позволяет изменить характер направления прозрачности. Например если установить  положение в In, то прозрачность будет увеличиваться к центру объекта,  а при включении Out прозрачность увеличится к краям объекта.

Именно параметр Amt определяет прозрачность внутренней или внешней границы объекта:

Правее расположены три типа прозрачности:

• Filter (Фильтр) — смешивает цвет фильтра с цветом поверхности
• Subtractive (Вычитающая) — вычитает пропущенный цвет и цвет объекта, который расположен позади
• Additive (Аддивная) — суммирует вышеописанные свойства

Немного ниже находится параметр Index of Refraction (Коэффициент преломления), который позволяет настраивать коэффициент величины преломления лучей света, проходящих через прозрачный объект.

Группа параметров Reflection Dimming (Ослабление зеркального отражения) управляет свойствами преломления света, проходящего через прозрачный объект.

• Apply (Применить) — включает ослабления блеска в тени.
• Dim Level (Уровень ослабления) — управляет степенью ослабления блеска в тени. Значение 0 — блеск отсутствует, значение 1 — параметр ослабление полностью отсутствует
• Refl. Level (Уровень отражения)- управляет степенью управления зеркального отражения вне тени

Группа настроек Wire позволяет управлять толщиной и размером сетки. Если включен параметр Wire в свитке Shader Basic Parameters, то благодаря полю Size можно изменить размер сетки:

 

SuperSampling

B этом свитке находится тип сглаживания SuperSampling, который позволяют увеличить внешний вид объектов при просчете сцены.

При визуализации сцены в районах, где цвет материала, переходит в цвет фона или другого объекта могут возникнуть артефакты. Именно этот тип сглаживания поможет придать матеpиалу хорошее качество в местах  цветовых переходов. При использовании такого типа сглаживания качество конечного изображения улучшается, но при этом время просчета сцены увеличится. Давайте разберем настройки SuperSampling:

• Use Global Setting — использование глобальных параметров, которые настраиваются в свитке Default Skanline Renderer в окне Render
• Enable Local Supersampler — позволяет включить локальную настройку и один из алгоритмов сглаживания не зависящую от настроек окна Render

 

Maps

B этом часто используемом свитке можно присвоить карты/текстуры  параметрам мaтериала. По умолчанию список составляет 24 раздела. Один раздел это один параметр. Поле Amount управляет степенью интенсивности карты. Свиток Maps меняется в зависимости от типа мaтериала и шейдера. Ниже описаны все параметры материaла Standard:

• Ambient Color — (Обтекаемый цвет/Цвет для тени) — позволяет назначить текстурную карту для тени, отбрасываемой от объекта. Рекомендуется использовать ту же текстурную карту, что и для параметра Diffuse Color
• Diffuse Color (Рассеянный цвет) — выбор текстурной карты для поверхности материала. Другими словами рассеянный цвет это покрытие объекта, и если, допустим, применить объекту текстуру бетона, то поверхность будет казаться бетонной.
• Specular Color (Зеркальный цвет) — позволяет применить текстуру или изменить цвет отражению
• Specular Level — позволяет управлять интенсивностью сияния при помощи Amount и карт. Рекомендуется использовать вместе с Glossiness
• Glossiness — позволяет определять области зеркального сияния. Благодаря текстурным картам можно уменьшать и увеличивать уровень зеркальности на поверхности. Например текстура с белыми областями будет отображать зеркальность, а черная текстура не будет отображать зеркальность
• Self — Illumination (Самосвечение) — позволяет определять области где объект будет светиться. Темные области на текстуре не дадут объекту светиться, а белые области позволят объекту светиться максимально
• Opacity (Непрозрачность) накладывая карту для этого параметра можно настроить его прозрачные и непрозрачные области. Темные участки текстуры сделают области объекта прозрачными, а белые участки  непрозрачными
• Filter Color — позволяет придать прозрачным областям текстуру. Часто применяется для создания цветного стекла и подобных прозрачных объектов
• Bump (Рельефность) — часто используется для имитации детализированной поверхности за счет направления нормалей карты. Светлые области на карте отвечают за приподнятость участков, а темные отвечают за вдавленность участков
• Reflection (Отражение) — позволяет имитировать отражение при помощи текстуры
• Refraction (Преломление) имитирует преломление лучей света. При помощи карты можно создать эффект будто на предмет смотрят через прозрачный объект, например лед или стакан с водой
• Displacement (Смещение) сильно отличается от Bump, Displacement не просто имитирует неровности поверхности, а действительно воссоздает их при помощи процедурных карт. Темные участки карты вдавливают поверхность, а белые ее приподнимают.

Dynamic Properties

B свитке Dynamic Properties (Динамические свойства) находятся параметры, которые определяют свойства объекта связанного с утилитой Dynamics. (Поведение объекта при столкновениях). Свиток содержит три параметра:

• Bounce Coefficient (Коэффициент отскока) — позволяет настроить силу отскока объекта при столкновении. Чем больше значение тем больше отскоков
• Static Friction (Статическое трение) — управляет силой, которую необходимо приложить для сдвига объекта, чем больше значение, тем больше силы нужно приложить
• Sliding Friction (Трение скольжения) — настраивает силу, которая поддерживает трение движущегося объекта

mental ray Connection

Параметры этого свитка позволяют применить к материалу шейдеры, которые используются визуализатором Mental Ray. Здесь расположены четыре группы: Basic Shaders (Базовые шейдеры), Caustics and GI (Каустика и глобальное освещение), Extended Shaders (Дополнительные шейдеры) и Advanced Shaders (Сложные шейдеры). В группах находятся свойства, которые имитируются шейдерами:

• Surface (Поверхность) — основной цвет поверхности объекта
• Shadow (Тень) — выбор цвета для тени
• Photon (Фотон) свойство материала, которое позволяет многократно отражать световые лучи и воспринимать свет, который отражен от других объектов
• Photon Volume (Объемность фотонов) — параметры управления отражения внутри объекта
• Displacement (Смещение) — для смещения используется уже не текстурная карта, а шейдер
• Volume (Объем) — имитация рассеивания света в сцене, создавая иллюзию тумана
• Environment (Окружение) — имитация отражения и преломления  материала от окружения
• Contour (Контур) — при рендеринге рисует контур вокруг объекта
• Light Map (Карта света) управляет распределением фотонов исходящими от источника света

На этом все. B одном из следующих уроков вы подробно узнаете, как работать с текстурными картами. Рекомендую подписаться на Rss ленту новостей, что бы всегда быть в курсе выхода новых уроков и новостей сайта.