1.3.3 Текстурные карты

Текстурные карты – это bitmap-изображения (например, в форматах JPEG, GIF) или процедурные (генерируемые программным путем с использованием специаль­ных алгоритмов) изображения, которые можно наносить на поверхность объектов либо использовать для изменения свойств материала. Практически любой параметр материала может определяться числовыми параметрами либо с помощью текстур­ной карты.

С помощью карт деформации (выдавливания) можно получить визуальный эффект изменения геометрии поверхности объекта на основе интенсивности цветов растро­вого изображения. С помощью карт можно придать материалам и, соответственно, моделям более реалистичный вид. Кроме этого, карты можно накладывать на источ­ники освещения (использовать в качестве фильтров) или создавать на их основе фо­новое изображение.

Недостатком использования карт является ограниченность их в пространстве. Поэто­му применяется операция Tailing – мозаичное покрытие всей поверхности выбран­ной картой. При этом появляется некая неправдоподобность из-за однородности и швов между повторяющимися элементами текстуры. Хотя эти проблемы решаются путем использования специальных приемов.

Все карты разбиты на следующие группы:

• 2D maps (Двумерные карты);

• 3D maps (Трехмерные карты);

• Compositors (Композиционные карты);

• Color Mods (Карты для модификации цвета);

• Other (Другие).

Список доступных карт также меняется при смене визуализатора Default Scanline Render на mental ray Renderer.

1.3.4 Типы материалов и их настройки

Как было отмечено, в 3ds Мах имеется набор различных типов материалов, на основе которых можно создавать самые разнообразные материалы. Сходство с реальными объектами получается с помощью подбора параметров выбранного типа материала

Материал Standard

Рассмотрим тип материала по умолчанию – Standard (Стандартный).

Параметры тонирования (Shader Basic Parameters)

Как уже было отмечено, наиболее доминирующей опцией в материале Standard яв­ляется режим тонирования (закраски) – метод, используемый для визуализации ос­вещенных поверхностей объектов. Тонировщик (shader) определяет, какой метод (ал­горитм) визуализации будет использоваться, соответственно, внешний вид материала (в первую очередь вид бликов). Различают несколько режимов тонирования с разным качеством отображения объектов сцены и временем просчета сцены.

Необходимо отметить, что внешний вид поверхностей в видовых окнах остается не­изменным, поскольку интерактивный визуализатор рассматривает все материалы как Phong. Окончательный результат будет виден только после рендеринга.

В 3ds Мах предусмотрены следующие тонировщики:

• Anisotropic – метод тонированной раскраски объектов, обеспечивающий сгла­живание ребер между гранями и добавляющий блики. Форму блика можно из­менять;

• Blinn – метод тонированной раскраски, обеспечивающий сглаживание ребер между гранями и отображение простых бликов в виде кругов;

• Metal – метод тонированной раскраски объектов, имитирующий зеркальный блеск и другие характеристики отражения полированной металлической поверх­ности. Более точно воспроизводит эффект металлического блеска вследствие смешивания рассеянного и диффузного цветов, а также эффект увеличения кон­траста бликов света на плоских поверхностях. Металлические материалы порож­дают цвет своего блика непосредственно от своего цветового компонента;

• Multi-Layer – то же, что Anisotropic, но имеет два блика;

• Oren-Nayar-Blinn – основан на тонировщике Blinn. Оказывает влияние на диф­фузном отражении материала;

• Phong – метод тонированной раскраски объектов, обеспечивающий сглаживание ребер между гранями и добавляющий блики, как Blinn, но с менее качественными бликами. Требует меньше времени на визуализацию;

• Strauss – альтернативный Metal-тонировщик. Имеет упрощенные настройки;

• Translucent Shader – специальный алгоритм моделирует распределение света внутри частично прозрачного объекта.

По умолчанию установлен тонировщик Blinn. В зависимости от выбранного тонировщика меняется и список параметров в свитках. Мы будем рассматривать параметры именно для тонировщика Blinn.

Свиток Shader Basic Parameters содержит дополнительные параметры, отвечающие за затенение: Wire (Каркас), 2-Sided (Двусторонний), Face Map (Лицевая карта) и Faceted (Ограненность).

• Опция Wire убирает поверхность и заменяет каждое видимое ребро элемента кар­каса проволокой. Данная ситуация является одной из немногих, где видимость ребра поверхности влияет на его визуализированный вид. Поверхность проволоки лежит вдоль грани, которую она очерчивает.

Размер проволоки управляется свитком Extended Parameters (Внешние парамет­ры). Размер задается здесь по двум методам. Pixels (Пикселы) делает все ребра в визуализированном образе одинаковой толщины. Units (Единицы) придает прово­локам реальную толщину. В любом случае проволоки имеют один и тот же ради­ус. Влияние вашего выбора на определение проволоки проявляется при просмотре поверхности в перспективе. Если толщина определена в пикселах, то она не уменьшается в перспективе, как будто вы ретушируете фотографию ручкой с пе­ром одной толщины. Если толщина определена в единицах, проволока обслужива­ется как геометрия и, соответственно, в перспективе уменьшается. При визуализа­ции в ортогональном или пользовательском окне два метода производят один и тот же эффект, и все проволоки визуализируются с постоянной толщиной.

• Опция 2-Sided заставляет визуализатор игнорировать нормали граней поверхно­сти и визуализировать обе стороны независимо от того, куда они смотрят. Данная опция предназначена для геометрий и поверхностей, сквозь которые можно видеть, как через стекло или проволочный каркас. Моделирование обеих сторон объекта для реализма не требуется. Опция применяется также для очень тонких замутненных объектов, обе стороны которых нужно видеть, таких как игральные карты или бумажные деньги. Данная опция применяется также то­гда, когда модели обладают проблематичными нормалями граней, требующими значительного времени для исправления. Эта опция требует дополнительных вы­числений и, соответственно, времени расчета финального изображения.

• Опция Face Map применяет материал отдельно к каждой грани объекта.

• Опция Faceted заставляет игнорировать сглаживание между гранями.

Настройки основных компонентов цвета материала (Blinn Basic Parameters)

Цветовые параметры объекта создаются на основе трех составляющих:

• Ambient (Отраженный цвет) – цвет в тени;

• Diffuse (Рассеянный цвет) – цвет на освещенной стороне, оказывает основное влияние на цвет объекта;

• Specular (Зеркальная составляющая) – цвет бликов.

Выбор цвета осуществляется с помощью диалогового окна Color Selector.

Выбор правильных цветов требует некоторого опыта. Попробуйте начать с просмотра объектов в реальном мире, сделанных из материалов с похожими качествами.

Пристально всмотритесь в их цвет, тень и блики. Похож ли цвет бликов на источник света или тонирует его? Как на затененный цвет влияет то, куда помещен объект? Изменяется ли цвет, когда свет проходит рядом с объектом?

Отраженные блики видны на тех поверхностях, которые немного блестят, когда свет падает на поверхность под углом, обратным к позиции просмотра. Поверхность име­ет рассеянный цвет тогда, когда она полностью освещена и либо приглушена, либо не подвержена ярким бликам. По мере уменьшения освещенности рассеянный цвет смешивается с фоновым. Рассеянный цвет– это цвет, на который ссылаются при описании материала в реальной жизни.

По крайней мере необходимо осветить область объекта белым светом, устранив вся­кое затенение поверхности. Идеальным является кварцевый или ксеноновый свет, подойдет и галогенный. Рассеянный цвет можно получить, удерживая карманный галогенный фонарик близко к поверхности и рассматривая ее таким образом, чтобы блики не были видны.

Зеркальный цвет (цвет блика) смешивается с цветом освещения. Такая смесь изменя­ется от материала к материалу, но обычно бесцветна (нулевая насыщенность). Непло­хая отправная точка для материалов– скопировать рассеянный цвет в цвет блика и увеличить значение Whiteness, добавив белого.

Фоновое значение цвета существенно определяет поверхность, поскольку обычно под воздействием прямого света находится только небольшая часть объекта. По­скольку поверхности затенены, фоновый цвет смешивается с рассеянным цветом спо­собом вычитания. В полной тени используется исключительно фоновый цвет. Резуль­тирующий фоновый цвет, видимый без света, обычно достаточно темный.

Очень мало материалов имеют различные фоновое и рассеянное значения. Затенение, происходящее с большинством поверхностей, является простым уменьшением осве­щенности. Поэтому рекомендуется сохранять фоновое и рассеянное значения посто­янными. На практике большинство художников этого не делают.

Сделав фоновый цвет темнее рассеянного, можно добиться углубления затенения и создания богатой визуализации. Такой прием увеличивает интенсивность тени. Для получения этого скопируйте значение Diffuse в Ambient и затем уменьшите значение Цвета, по крайней мере, на 50%. Если изучить библиотеки материалов, распростра­няемых с 3ds Мах, можно увидеть, что подобный прием применяется практически к каждому материалу.