– Работа с материалами /

12.1 Общие сведения по работе с материалами в 3d studio max (принципы, инструменты)

Работа с материалами в 3D Studio Max

Общие сведения

3D Studio Max содержит отдельный модуль для работы с материалами, который называется Material Editor. Материалом называется набор настроек, описывающий свойства поверхности – материал можно назначить на любой объект, но нельзя использовать как задний фон.

Окно Material Editor (Редактор материалов) вызывается при помощи команды Rendering -> Material Editor (Визуализация -> Редактор материалов) или клавишей M (рис. 1, рис. 2).
Рисунок 1. Окно Material Editor.
Рисунок 2. Окно Material Editor. Настройки параметров стандартного материала.

Таблица 1: Назначение инструментов Material Editor (Редактор материалов):

Три основные настройки цвета материала:

Ambient – оттенок материала при слабом освещении.
Diffuse – основной цвет материала, имеет решающее значение.
Specular – цвет блика.

Дополнительные настройки поверхности материала:

Specular Level – яркость блика.
Glossiness – гладкость поверхности, глянцевость.
Soften – смягчение края блика.

Установка режимов для материала:

Wire – режим сетки (отображение в виде полигонального каркаса).
2-Sided – режим двухстороннего материала.
Face Map (карта грани) – обеспечивает проецирование материала на каждую из граней материала.
Faceted (огранка) – обеспечивает постоянную закраску каждой отдельной грани с учетом эффекта зеркального блика.

Свиток Shader Basic Parameters содержит разные режимы тонирования. По умолчанию выбран метод тонирования Blinn. От метода тонирования зависит близость к физическим свойствам создаваемого объекта.

Свиток Shader Basic Parameters содержит и другие режимы тонирования, которые используются гораздо реже:

• Blinn – основной способ тонирования, с помощью которого можно создать практически любую поверхность;
• Oren-Nayar-Blinn – шейдер для имитации матовых, шероховатых поверхностей;
• Metal – шейдер для имитации металлических материалов, у которых вся поверхность, кроме блика, выглядит темной из-за низкого уровня диффузного рассеивания;
• Strauss – самый примитивный тип для создания металлических поверхностей;
• Anisotropic – метод тонирования, позволяющий создавать анизотропные блики и поворачивать их на поверхности;
• Multi-Layer – метод тонирования, аналогичный предыдущему, но позволяющий создавать два анизотропных блика разных цветов;
• Translucent Shader – шейдер, позволяющий создать материал со спаданием самосвечения относительно удаленности от источника света.

Второй открытый свиток на рисунке – это свиток Blinn Basic Parameters. В этом свитке настраиваются базовые параметры материала, такие как цвет, блики, самосвечение и простая прозрачность. Но обо всем по порядку.

Сначала задается цвет материала. Для этого щелкните по серому прямоугольнику около слова Diffuse. Откроется диалоговое окно Color Selection (Выбор цвета). В этом окне можно задать любой цвет. В дальнейших примерах, чтобы точно передавать вам цвет, будет использована цветовая модель RGB (рис. 3).
Рисунок 3. Установка основного цвета материала.
Помимо стандартного типа материала существуют и другие. Чтобы увидеть их, достаточно щелкнуть по кнопке 21 (по умолчанию на ней написано – Standart), после чего откроется окно выбора типа материала (рис. 4).

Рисунок 4. Выбор типа материала. Таблица 2: Список типов материалов

Работа с материалами Arnold

Теперь мы разберемся в том, как создавать материалы для рендера в Arnold. Перед тем, как мы начнем, необходимо убедиться в том, что мы используем для работы именно Arnold Renderer. Arnold может использовать стандартные материалы Maya. Например, если выбрать данную плоскость, то можете применить к ней материал Blinn. И это будет работать в Arnold. Но для того, чтобы вы могли использовать максимальные возможности этого редактора, необходимо использовать специализированные материалы Arnold.

Посмотрим, как это делается. Выбираем нужный нам объект. Затем перейдем к вкладке Lightning Shading. В открывшемся списке выбираем Assign New Material (назначение нового материала). После этого откроется новое окно. Как вы видите, у Arnold появляется выбор различных шейдеров, которые мы можем выбрать. Давайте посмотрим на стандартный материал, который называется AI. Как только мы его выберем, он будет применен к объекту. Если я выделю мой объект в Attribute Editor, то мы сможем редактировать различные параметры материала AI.

Однако есть еще более простой способ работы с материалом: можно использовать редактор Hypershade. Открываем окно Hypershade. Теперь мы можем зайти в это меню и выбрать любой рендер, какой захотим. В рамках нашего урока, мы выбираем Arnold Render. Если вы заметили, то стало заметно темнее. Поэтому мы обратимся к Exposure Settings (установка экспозиции) и установим показатель экспозиции на отметке 2.00. Теперь мы лучше видим объект. Так что мы можем продолжить работу и изменить некоторые свойства материала.

Первое, что мы можем сделать, изменим параметр Diffuse color. Diffuse color по сути является базовым цветом объекта. Сейчас это белый цвет, но, если вы захотите, то можете поменять этот цвет на любой. Теперь перейдем в параметр Weight (вес), он тоже является очень важным. Если мы полностью уменьшим значение данного параметра, то объект станет очень темным, и вы не сможете различить его основной цвет. Если же максимально увеличить его величину, то объект станет светиться. Думаю, что идеальная величина располагается примерно на уровне 7-8.

Также у нас есть параметр Roughness Control (контроль шероховатости). Когда его показатель равен нулю, поверхность объекта является абсолютно гладкой, что позволяет свету отражаться от нее. Но если мы увеличим его, то поверхность предмета начнет меняться, все больше рассеивая свет. Этот инструмент используется при создании текстуры, например, тканей. Или любых других материалов, которые являются шероховатыми и рассеивают свет. Помимо этого, у нас есть Backlight control (Управление подсветкой). Когда вы регулируете ее уровень, вы видите, как объект начинает подсвечиваться.

Теперь перейдем ниже на вкладку Specular. Здесь вы видите набор параметров, которые помогут управлять бликами на объекте. Если мы повысим показатель в параметре Weight, вы увидите, что наш объект начинает блестеть. Если установить этот показатель на максимальной отметке, то он начинает выглядеть так, словно сделан из металла. Эти настройки помогают вам лучше изобразить материал, из которого сделан объект. Здесь тоже есть Roughness Control. Таким образом, мы можем добавить блику неровности.

Когда показатель в этом поле равен нулю, границы блика получаются очень четкими, он выглядит как прямоугольник. Если мы повышаем этот показатель, границы становятся более мягкими и размытыми. В других рендерах этот инструмент называется Soften (смягчение) или Blur Control (управление размытостью). Ниже вы видите параметр Anisotropy (анизотропность), которое помогает сделать блики асимметричными, что идеально при создании текстуры метала. Попробуем повысить этот параметр, задействуем также Rotation (вращение). Тем самым мы можем изменить направление подсветки.

Ниже находится параметр Reflection (отражение). Перед нами набор настроек для отражения. Как сильно поверхность объекта будет отражать окружающие предметы? Будет ли вся эта поверхность зеркальной? Или ее отражательная способность будет средней? Если мы поставим галочку на Internal Reflections (внутреннее отражение), то объект будет отражать сам себя. Здесь же можно включить опцию Fresnel, использование которого изменит качество отражения.

Теперь давайте перейдем к Refraction Control. Здесь у нас есть параметр Opacity – контроль прозрачности. Если вы понизите уровни прозрачности объекта, он станет полупрозрачным. Когда вы работаете с прозрачностью в рендере Arnold, вам нужно настроить геометрию объекта. В этом рендере работа с прозрачностью не так проста, как в других рендере. Сейчас мы вернем объекту его исходное состояние, отключив прозрачность.

Если бы ваш объект был прозрачным, то можно было бы изменить показатель преломления света (рефракции). Теперь, когда мы понимаем, как работают основные инструменты управления, давайте посмотрим, как они выглядят в деле. Сейчас мы выполним рендер этой простой сцены. Перед нами финальная картинка, то, что в итоге получилось. Как вы видите, материал AI достаточно хорошо отражает свет. А материал, на котором расположены объекты, несколько отличается.

В добавление к стандартному материалу я хотел бы вам показать еще один. Для того, чтобы открыть его, нам снова необходимо зайти в Lighting Shading, оттуда в Assign New Material, затем открываем рендер Arnold. В нем мы выбираем AI Skin Shader. Посмотрим на него внимательно. Снова открываем окно Hypershade. Так же, как и в предыдущий раз, мы устанавливаем освещение на отметке 2.

Этот материал может имитировать кожу, с которой будет легко работать. Например, если вы создаете какие-то живые существа, то этот материал великолепно подходит для работы с их кожей. Одной из причин этого является то, что он создает эффект подповерхностного рассеивания Subsurface Scattering. Свет проходит сквозь поверхность, в нашем случае сквозь кожу, и затем под кожей рассеивается образуя при этом приятное мягкое свечение.

У нас есть инструменты управления SSS. SSS – это подповерхностное рассеивание Subsurface Scattering. Давайте посмотрим, как работает один из этих параметров. Когда мы понижаем его значение, внешний вид нашего объекта меняется. Он словно становится пластиковым. Есть три типа рассеивания света: поверхностное, среднее и глубокое. Чаще всего при работе с кожей используется поверхностное рассеивание. Среднее рассеивание работает чуть ниже поверхности. Глубокое – еще ниже. И если, например, вы захотите изменить цвет на другой, сделать его таким оранжевым или похожим на него, вы можете увидеть, насколько резко глубокое рассеивание влияет на поверхность.

В дополнение к этому у нас есть инструмент specular layer – зеркальный слой. Он поможет сделать поверхность блестящей. Еще есть инструмент Sheen Layer, который пригодится, если вы хотите создать на коже отблеск. Итак, как вы видите, существует много инструментов для работы с шейдером кожи. Я лишь хотел познакомить вас с ними. Рендер Arnold имеет свои собственные материалы, с которыми вы познакомитесь во время работы с ним. Но вы можете использовать также и стандартные материалы Maya.

– Работа с материалами /

В реальном мире все окружающие нас предметы созданы из разнообразных материалов: металла, стекла, пластмассы, резины и т.п., которые, наряду с формой объекта, определяют его внешний вид. В Maya под материалом понимают набор характеристик, которые в той или иной мере влияют на отображение поверхности объекта в процессе визуализации сцены; и от того, насколько удачно будет подобран материал, зависит естественность финального вида моделируемой сцены. Создание материалов — тема необъятная, так как слишком велик список свойств и зависимостей всех параметров, влияющих на внешний вид получаемого материала, и рассмотреть все нюансы в рамках статьи просто невозможно. Поэтому в данном уроке мы ограничимся основополагающими приемами и правилами работы с материалами, которые позволят получить общее представление о применении материалов, а в дальнейшем вновь вернемся к данной теме, чтобы рассмотреть ее более подробно.

Как правило, материалы сначала именуют, затем настраивают и только после этого присваивают объектам. Поскольку материалы в Maya, равно как и кривые, поверхности, источники освещения и пр., описываются через узлы, то все вышеназванные операции производятся в редакторе узлов Hypershade, который можно вызвать при помощи команды Window=>Rendering Editors=>Hypershade (Окно=>Редакторы рендеринга=>Редактор узлов). Окно Hypershade (как и другие виды окон, панелей и меню) может быть открыто также через меню оперативного доступа при нажатии и удерживании в течение некоторого времени клавиши «Пробел» и последующего выбора требуемой команды из списка Window. Редактор узлов позволяет использовать входящие в поставку базовые материалы, видоизменять параметры базовых материалов или создавать новые материалы на их основе и просматривать образцы материалов в процессе их редактирования. Созданные или видоизмененные материалы сохраняются вместе со сценой и могут быть импортированы из нее в любую другую сцену (команда File=>Import — Файл=>Импорт). Можно сохранять материалы и отдельно — посредством экспорта командой File=>Export Selected Network (Файл=>Экспортировать выделенные связи), что позволяет формировать собственную пользовательскую библиотеку материалов для дальнейшего использования.

Редактор узлов Hypershade

Откройте редактор узлов Hypershade — изначально окно редактора будет иметь такой же вид, как на рис. 1. Слева в окне находится область создания узлов, а два окна, расположенные в рабочей области справа, называются верхней и нижней вкладками. По умолчанию верхнее окно используется для показа существующих материалов, а нижнее — для их создания и редактирования. Благодаря наличию соответствующих закладок в верхнем окне, оно также может использоваться для отображения имеющихся в сцене источников света, камер и других элементов. Нижняя вкладка по умолчанию содержит единственную закладку Work Area (Рабочая область), в которой непосредственно и производится создание и редактирование материалов. При желании число закладок (равно как и их состав) на обеих вкладках может регулироваться пользователем, что осуществляется через меню Tabs (Закладки), но в ракурсе данного урока это для нас неактуально. Наличие в окне Hypershade всех трех вышеназванных подокон условно — при необходимости любое из них может быть скрыто. Скрыть или вновь вернуть область создания узлов можно посредством удаления или установки флажка Options=>Create Bar=>Show Create Bar (Опции=>Область создания=>Показать область создания). А для скрытия или отображения верхней и нижней вкладок достаточно воспользоваться кнопками Show Top and Bottom Tabs (Показать верхнюю и нижнюю вкладки), Show Bottom Tabs Only (Только нижняя вкладка) и Show Top Tabs Only (Только верхняя вкладка).

Рис. 1. Исходный вид окна Hypershade

В области создания узлов представлены все типы предусмотренных в пакете образцов — для удобства они разбиты по категориям (рис. 2). На вкладках же могут находиться как уже готовые материалы, так и образцы (раскраски, текстуры и др.) или материалы на той и или иной стадии редактирования. Готовые материалы и образцы раскрасок представлены слотами, в каждом из которых отображается шар, а встроенные текстурные карты и прочие изображения имеют прямоугольную форму. Если число материалов и образцов на вкладках окажется слишком большим или они будут размещены некомпактно, то имеет смысл их перекомпоновать при помощи команды View=>Frame All (Вид=>Все фрагменты) из контекстного меню, производящей переразмещение объектов с учетом размера окон вкладок и степени их заполнения.

Рис. 2. Область создания узлов (представлены все категории по умолчанию)

Любой из базовых образцов может быть изменен необходимым образом — для этого достаточно выделить его в области создания узлов. Данный образец тут же появится в рабочей области и станет доступным для редактирования, о чем будет свидетельствовать наличие желтой рамки по периметру образца. Параллельно с появлением образца на закладке Work Area произойдет открытие окна редактора атрибутов (Attribute Editor) с параметрами данного образца — именно в данном окне и осуществляется его изменение. Если же требуется перейти к редактированию не базового образца, а например, одного из готовых или пока еще создаваемых материалов сцены, то для открытия редактора атрибутов с его параметрами (что необходимо для начала изменения материала) придется дважды щелкнуть на интересующем объекте.

Все редактируемые материалы и образцы, видимые в рабочей области, отображаются с учетом существующих между ними связей, что наглядно и удобно. Обратите внимание, например, на рис. 3, где представлены верхняя и нижняя вкладки редактора узлов. На верхней вкладке активный материал имеет желтую рамку, на нижней тот же самый материал представлен в виде блок-схемы, из которой сразу видно, что текстура Marble задействована при создании материала дважды: в качестве основного фона и для создания рельефности на канале Bump. Для редактируемого материала подобная графическая структура отображается автоматически. Если же материал был создан когда-то ранее и присутствует в верхней вкладке редактора узлов, то для отображения его структуры (что может потребоваться для редактирования) нужно выделить материал в верхней вкладке и из контекстного меню вызвать команду Graph Network (Графическая связь). Можно и иначе — выделить объект, материал которого требуется немного изменить, а затем щелкнуть на кнопке Graph Materials on Selected Objects (Графически представить материал для выделенных объектов). Любые составные элементы материала, фигурирующие в графической схеме, можно отредактировать или удалить: первое выполняется также в редакторе атрибутов, открываемом при двойном щелчке на элементе, второе — при нажатии клавиши Del. Если же рабочее окно окажется перегруженным, то его в любой момент можно очистить, щелкнув на кнопке Clear Graph (Очистить граф), — на существующих материалах это никак не скажется.

Рис. 3. Вкладки окна Hypershade

Любой из образцов или созданный на его основе материал может быть продублирован или назначен объекту сцены. Первое осуществляется командой Edit=>Duplicate (Правка=>Дублировать) и удобно для создания похожих материалов или просто для того, чтобы внести небольшие изменения в оригинальный материал и затем сравнить измененный материал с оригиналом с целью выявления лучшей имитации требуемой поверхности. Причем дублировать можно либо только сам материал (без связей его с текстурами и изображениями) — в этом случае дублируются лишь параметры тонированной раскраски (Without Network), либо полностью (With Connections to Network). Для назначения материала объекту необходимо выделить объект, щелкнуть правой кнопкой мыши на образце материала и выбрать в открывшемся контекстном меню команду Assign Material to Selection (Назначить материал выделенному объекту). При желании также можно конвертировать материал в текстуру, применив команду Convert to File Texture (Конвертировать в файл текстуры) из меню Edit.

Источники:

http://esate.ru/uroki/3d-max/materialy_i_osveshchenie/3D_max_urok_12_1/
http://uroki-maya.ru/2/rabota-s-materialami-arnold
http://archimax.3dn.ru/publ/pervye_shagi_v_maya/pervye_shagi_v_maya/rabota_s_materialami/36-1-0-295