命令条目: “材质编辑器” “Arch & Design”材质 “主要材质参数”卷展栏 包含用于“Arch & Design”材质外观的主要控件。 明暗处理模型 从使用角度说,明暗处理模型包含以下三个组件:
“Arch & Design”材质明暗处理模型 场景中的直接光与间接光会引起漫反射和半透明效果。直接光源也会产生反射高光。 光线跟踪用于创建反射和折射效果,而高级的重要性驱动的多重抽样用于创建光泽反射和折射。 注意可以借助最终聚集实现插值和“模拟”反射,从而进一步加快光泽反射/折射的渲染速度。 反射率的特性 最终曲面反射率实际上是计算以下三个组件反射率的和得到的:
漫反射、反射和高光 在真实世界中,高光只是光源的光泽反射。在计算机图形中,对其进行单独处理会更加有效。但为维护完全精确性,材质会自动使高光强度、光泽度、各向异性等与反射的强度、光泽度和各向异性保持同步。这两种情况都是由反射率设置驱动的,因此无法对这些设置进行单独控制。 能量守恒 “Arch & Design”材质最重要的功能之一就是自动实现能量守恒。这意味着它可以确保漫反射 + 反射 + 折射 <= 1。换言之,能量不会“凭空”产生,入射光能量会按照热力学第一定律适当分配给漫反射、反射和折射组件。 例如,增加反射率时,必须从某处带走能量;因此漫反射级别和透明度将自动随之降低。同样,增加透明度也会降低漫反射级别。 定律如下所示:
从左到右:反射率 = 0.0、0.4、0.8 和 1.0 从左到右:透明度 = 0.0、0.4、0.8 和 1.0 能量守恒也意味着高光的强度与曲面的光泽度有关。极高的“反射光泽度”值会引起范围较窄但很强烈的高光,而较低的值则会引起范围较宽但不太强烈的高光。这是因为现在能量不仅散开,而且消散在大片区域上。 透明度的特性 此材质支持光泽各向异性全透明,并包含一个半透明组件。 半透明 实体与薄壁 透明/半透明属性可以将对象视作实体 或薄壁。 如果一直将所有对象视为实体,那么,就必须将建筑模型中的每个窗格建模为两个面:在某个方向上对光线进行轻微折射的入射面;以及随后就将光线重新折射回初始方向的出射面。 这不仅需要额外的建模工作,而且还会浪费渲染资源来模拟对图像几乎没有任何效果的折射。因此,使用薄壁选项可以在发生任何实际的光线折射以前,将整个窗格建模为单平面。 实体与薄壁的透明和半透明 在上面的图示中,直升机座舱罩、窗格、半透明窗帘和右侧球体使用的都是薄壁透明或半透明,而玻璃高脚杯、塑胶脚架和左侧球体使用的都是实体透明或半透明。 裁切不透明度 除对材质实际属性建模的“物理”透明度外,此材质还提供了完全分离的非物理“裁切不透明度”通道,以允许树木之类的“布告牌”对象,或裁切带有不透明遮罩的扣环围栏这样的对象。 界面 “漫反射”组 漫反射级别
颜色 粗糙度 粗糙度控制漫反射组件混合到环境光组件的速度快慢。范围从 0.0 到 1.0。默认设置为 0.0。 漫反射组件使用 Oren-Nayar 明暗处理模型。如果“粗糙度”值为 0.0,则与经典的 Lambertian 明暗处理相同;但是该值越大,曲面看起来越像“粉状”,如下图所示。 左:粗糙度 = 0.0 中:0.5 右:1.0 单击贴图按钮可指定“漫反射粗糙度”贴图。这个按钮是快捷方式:您也可以在“通用贴图”卷展栏上指定“漫反射粗糙度”贴图。 “反射”组 反射率 反射率的整体级别。范围从 0.0 到 1.0。默认设置为 0.6。 反射率值和颜色值一起定义反射的级别和传统高光的强度,也称为反射高光。 此值为最大值;实际值同样取决于曲面的角度并来自于 BRDF 曲线。使用该曲线(请参见界面)可以为朝向视图的曲面定义 0?度反射率,并为与视图垂直的曲面定义 90?度反射率。 左侧:没有反射率,具有纯漫反射材质 中心:取决于角度的反射率,0 度时反射率为 0.1,90 度时反射率为 1.0 右侧:恒定反射率,0 度时的反射率和 90 度时的反射率均为 0.9 注意在上一插图中,高反射率自动从白色的漫反射颜色中“除去”。如果不这样的话,该材质的亮度将太亮以至于失真,从而违反物理法则。 颜色 光泽度 光泽采样 快速(插值) 仅高光+最终聚集 启用后,mental ray 不跟踪实际的反射光线。相反,只会显示高光和通过使用“最终聚集”模拟的软反射。 与无光泽(漫反射)曲面相比,“仅高光+最终聚集”模式不需要花更多的渲染时间,但却会得到令人非常满意的效果。或许该模式下得到的场景中的“英雄”对象不是十分令人信服,但对于不太重要的场景元素来说,该模式的效果非常好。对于反射较弱或光泽(模糊)反射极强的材质,该模式可以很好地发挥作用,如下图所示: 左侧的两个杯子使用的是实际的反射,右边的使用的则是仅高光+最终聚集。 金属材质 金属对象实际上会影响其反射的颜色,而其他材质则不存在这一问题。例如,金条的反射光为金色,但红色玻璃球的反射光并不是红色的。将通过“金属材质”选项对此提供支持: 左侧:非金属反射(禁用“金属材质”)。很显然,反射中包含它们反射的对象的颜色,但不受这些材质的颜色的影响。 中心:金属反射(启用“金属材质”)。现在,反射的颜色受对象颜色的影响。 右侧:一个变体,其反射率=0.5,在有色反射和漫反射之间产生 50:50 的混合 “折射”组 透明度 颜色 光泽度 快速(插值) 光泽采样 折射率 “折射率”用于衡量光线在进入材质时的弯曲度。 光线的弯曲方向取决于它是进入对象还是离开对象。不管是进入还是离开对象,“Arch & Design”材质都使用曲面法线的方向作为主要的计算信息。因此,要使用指向正确方向的曲面法线对透明的折射对象进行建模,这一点非常重要。 也可以使用 IOR 定义 BRDF 曲线,该曲线属于透明材质类别(称为“电介质”材质),下面对此进行了说明: 左:IOR = 1.0 中:IOR = 1.2 右:IOR = 1.5 最左侧的杯子看起来非常不真实,几乎完全看不见。由于 IOR 在固体物质中不可能为 1.0(空气的折射率),因此穿越材质后反射率没有发生变化,从而也就没有保留任何边或变化。另一方面,对处于中心和最右侧的杯子,其由 IOR 控制的反射率都发生了实际变化。 可以使用 BRDF 模式(而不是基于 IOR 的反射率)对其进行手动设置: 不同的透明类型 如上图所示,最左侧杯子的曲线是根据折射率获得的。中间的杯子有一条手动定义的曲线,该曲线已设置为 90 度反射率为 1.0,0 度反射率为 0.2;这样看起来更像金属化玻璃。最右侧的杯子使用相同的 BRDF 曲线,但却设置为薄壁透明度。很明显,与仅将“IOR”设置为 1.0 相比,这种方法更适用于生成非折射对象,正如我们在前一个图示的左侧示例中尝试的那样。 半透明 半透明作为特殊的透明进行处理;要使用半透明,首先必须存在一定级别的透明度。“建筑与设计”材质中半透明的实现简化为只与从对象后面照到它前面的光线的透明有关;这并不是真正的 SSS(子曲面散布)效果。可以通过结合使用光泽透明和半透明来创建类似 SSS 的效果,但与专用的 SSS shaders相比,此方法的速度较慢,而且功能也较少。 启用“半透明”后,“权重”和“颜色”设置可用,并在渲染时发挥作用。 权重确定现有透明度中有多少将用作半透明。例如,如果权重=0.0,所有透明度都将用作半透明。如果权重=0.3,30% 的透明度将用作半透明。 全部:透明度 = 0.75 左:权重 = 0.0 中:权重 = 0.5 右:权重 = 1.0 半透明主要在薄壁模式(如上面示例所示)下用于对窗帘、米纸等对象以及类似的效果建模。在薄壁模式中,只允许对该对象反转的一侧明暗处理以进行渗色。明暗器也在固体模式中操作,但是如上所释,SSS 明暗器更适合用于此目的。 固体半透明为: 左:权重 = 0.0 中:权重 = 0.5 右:权重 = 1.0 颜色半透明颜色。 单击贴图按钮可指定“过滤颜色”贴图。这个按钮是快捷方式:您也可以在“通用贴图”卷展栏上指定“过滤颜色”(半透明)贴图。 “各向异性”组 各向异性 旋转 自动/贴图通道 |
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