В Corona Renderer 7 для 3ds Max и Cinema 4D появился новый физический материал. Этот материал был разработан с нуля и призван заменить ранее используемый по умолчанию материал Corona, который в версии 7 называется Corona Legacy Material. Некоторые преимущества Physical Material - это простота использования и способность достигать реалистичных результатов, благодаря чему вы не сможете случайно создать нереалистичные "ненастоящие" материалы, которые нарушают законы сохранения энергии и другие законы физики, независимо от используемых настроек. Результат всегда будет (и будет выглядеть) реалистичным.
Физический материал также включает предустановки, которые можно легко выбрать из выпадающего меню. Среди них такие материалы, как алюминий, латунь, хром, медь, алмаз, стекло, золото, железо, зеркало, пластик, оргстекло, сатин и даже бархат.
Почему он был добавлен?
Физический материал Corona был добавлен в качестве замены старого материала Corona. Некоторые из преимуществ физического материала включают:
Возможность получить более реалистичные и физически правдоподобные результаты.
Лучшая и более простая система наслоения без необходимости настройки сложных сетей слоистых материалов (прозрачный слой, блеск)
Совместимость с другим программным обеспечением, использующим физически обоснованные (PBR) рекомендации.
Чем он лучше старого Corona Material (теперь он называется Legacy Material)?
Есть много преимуществ по сравнению со старым CoronaMaterial. Для начала, Corona Physical Material предлагает естественный способ создания реалистичных материалов, что делает различные рабочие процессы гораздо более интуитивными и простыми в долгосрочной перспективе. Его расчеты диффузности были переведены с ламбертианской модели на модель Oren-Nayar, так что даже самые простые материалы теперь будут выглядеть лучше и рендериться более физически корректно.
Кроме того, поддельные и нефизически правдоподобные свойства материалов больше невозможны, текущие параметры материалов разработаны таким образом, чтобы предотвратить такие случаи.
Когда использовать Corona Physical Material?
Физический материал должен использоваться в качестве нового материала по умолчанию для всех вновь создаваемых материалов, за исключением случаев, когда абсолютно необходимо использовать Corona Legacy Material (например, в случае повторного рендеринга старых сцен в Corona Renderer 7 или более новой версии).
Основные параметры материала CoronaPhysical
Металличность: Металл и неметалл (диэлектрик) и как они контролируются базовым цветом.
Начиная с основных параметров, CoronaPhysical Material по умолчанию установлен как Non-Metal, по сути, диэлектрический материал, где его базовый цвет может определять его отражательную способность и диффузию. В этом режиме различные типы диэлектрических материалов могут быть созданы физически правдоподобным образом. Неметаллические материалы (диэлектрики) также могут быть прозрачными и состоять из различного стекла, кристаллов, полимеров или других органических материалов.
(Деревянный корпус и стеклянный жемчуг считаются диэлектрическими, неметаллическими материалами, а струны инструмента и черные металлические клавиши настройки - металлическими).
В случае металлического базового слоя Металлы непрозрачны и определяются только цветом отражения, который задается параметром базового цвета. Однако цвет отражения для металлов (исключительно) под углами падения может быть изменен с помощью параметра Edge Color.
(Управление IOR включено только при использовании неметаллических, диэлектрических материалов).
Примеры: Следующий пример демонстрирует различия, которые может внести металличность в любой материал, просто изменив режим металличности на металлический или неметаллический (диэлектрический). Слева - металлический корпус с глянцевым покрытием против глянцевого пластикового материала (Non_Metal).
Вы можете легко подобрать "внешний вид" металлов на основе реальных образцов, настроив их Base и Edge Color, что служит художественной интерпретацией конечного результата, это идеально подходит для большинства случаев. Однако если вы предпочитаете более реалистичный результат, рекомендуется использовать Complex IOR, как мы увидим далее в статье. Ниже показано, как цвета краев по умолчанию были получены с помощью Complex IOR (слева), а также пользовательский чистый зеленый цвет с помощью Edge Color (справа).
Примечание: Вы также можете отобразить металличность физического материала с помощью текстуры для определения типа материала базового слоя. В этом случае значения 0 (черный цвет в текстуре) соответствуют неметаллическим областям, а значения 1 (белый цвет в текстуре) - металлическим. Значения между ними могут создавать смесь металлических и неметаллических областей. Хотя один материал не может быть одновременно металлическим и неметаллическим, это допускается в некоторых случаях - например, если поверх металла имеется прозрачный слой неметалла (например, напыленный металл) или если два вида поверхностей встречаются и переход между ними не резкий (что всегда будет происходить из-за сглаживания и фильтрации текстуры).
IOR (только для неметаллов) для отражения и преломления.
Значение IOR доступно только для неметаллических материалов, оно контролирует, насколько сильно искривляется луч света при входе в объект (среду) и насколько сильно он отражается. Значение 1,0 не приводит к преломлению или отражению (например, показатель преломления воздуха обычно составляет около 1,0003), в то время как, например, значение 1,52 IOR может быть подходящим для обычных стеклянных материалов.
(Стекло для шампанского, общий IOR 1,52)
В отличие от старого CoronaMtl, который теперь обозначен как CoronaLegacy Mtl, IOR Corona Physical привязан к физически правдоподобному диапазону от 1.0 и до 3.0, а значения IOR отражения/преломления взаимосвязаны физически правдоподобным образом. В реальном мире не существует неметаллических (диэлектрических) материалов с показателем преломления (IOR) выше 3,0.
(IOR можно контролировать только через базовый слой, и он влияет как на отражение, так и на преломление).
Примеры: Первый пример демонстрирует, как IOR может влиять на преломляющее искажение и силу отражения на применяемых материалах (для реалистичности изображения слева - нечистое стекло, его поглощение было слегка затемнено). Слева направо: обычное стекло (нечистое) 1,52 IOR, чистое кремневое стекло 1,62 IOR, свинцовое стекло (кристалл) 1,8 IOR.
Примечание: С новым CoronaPhysical Mtl теперь можно получить анизотропное преломление вместе с анизотропным отражением, что ранее было невозможно.
Сопоставление Specular с IOR
Режим IOR также может быть установлен на Specular (для поддержки рабочего процесса Specular/Glossiness), в этом случае значение IOR будет рассматриваться как значение specular, которое затем внутренне преобразуется в IOR с помощью установленной формулы. Этот параметр можно найти на вкладке Дополнительные параметры в CoronaPhysical Mtl. Его также можно изменить на глобальный параметр в render setup (f10) > system > system settings > material editor: default IOR mode.
В следующем сравнении изображений материал слева использует спекулярную карту для своего базового спекуляра, который может быть установлен как Disney Specular в параметре IOR mode. Справа вы видите тот же материал с не отображенным IOR и значением по умолчанию 1,5, его режим IOR установлен как IOR по умолчанию.
Шероховатость
Параметр Шероховатость контролирует гладкость поверхности базового слоя. Значение 0 (черный цвет при использовании карты) дает абсолютно гладкую поверхность, что приводит к резким отражениям от базового слоя, а значение 1 (белый цвет при использовании карты) дает полностью шероховатую поверхность, что приводит к размытым отражениям. Гладкая поверхность показывает более сильные отражения, в то время как шероховатая приводит к более плоскому виду.
Примеры: Следующие примеры демонстрируют, как значения шероховатости могут влиять на преломляющие и непрозрачные материалы. Первый пример - металлический столб со значением шероховатости 0,1 против значения 0,5.
Далее, матовая лампа с глянцевым покрытием против прозрачной стеклянной лампы, одинаковые значения IOR, разная шероховатость. Матовая лампа имеет шероховатость 0,9, а прозрачная стеклянная - 0,02:
Шероховатость одинаково влияет как на отражение, так и на преломление. Шероховатые преломляющие материалы, такие как травленое стекло (матовое, пескоструйное и т.д.), не будут давать глянцевых отражений, если их значение шероховатости велико, что можно было сделать с помощью CoronaLegacy Mtl. При правильном подходе, покрытая шероховатая поверхность может представлять как основную шероховатую поверхность, так и глянцевое покрытие, благодаря использованию Clearcoat, как мы увидим ниже.
Примечание: CoronaPhysical Material по умолчанию работает в режиме шероховатости, однако его можно изменить на глянцевость на вкладке "Дополнительные параметры" в материале (для поддержки рабочего процесса Specular/Glossiness). Кроме того, в настройках рендеринга (f10) > system > system settings > material editor можно изменить глобальное значение шероховатости/глянцевости по умолчанию.
Термины "блеск" и "шероховатость" взаимозаменяемы, они просто являются инверсиями друг друга. В случае инвертирования карт блеска в шероховатость в 3dsmax, обратите внимание на то, чтобы избежать использования линейной функции инвертирования, как это сделано в CoronaColor Correct, вместо этого используйте вывод растрового изображения или узел вывода с функцией инвертирования.
Ниже приведен пример рендеринга с картами блеска (слева) и шероховатости (инвертированными) (справа), результат рендеринга остается неизменным между двумя режимами.
Прозрачный слой
Слой Clearcoat можно определить как прозрачный слой краски/лака, которым можно покрыть поверхность. В реальных условиях применения прозрачный слой является одним из нескольких слоев краски, которые могут покрывать, например, слой лака. В случае металлических панелей обычно все начинается с базового слоя, который действует как грунтовка, и в конечном итоге базовый слой краски покрывается прозрачным слоем. Как правило, и в случае с CoronaPhysical Mtl, базовый цвет будет в основном состоять из матовых поверхностей, которые покрываются прозрачным слоем по одной из следующих причин:
Покрыть поверхность финишным покрытием/лаком.
Изменить индекс отражения или тип блеска поверхности.
Придать цвет или увеличить толщину базового цвета за счет поглощения прозрачного покрытия.
Внести дополнительные детали на поверхность.
(Шероховатая поверхность пластиковой основы с высокоглянцевым покрытием за счет использования прозрачного лака)
Clearcoat можно контролировать параметром количества, насколько сильным будет эффект от слоя, значения 0-1. Его шероховатость (аналогична шероховатости базового цвета со значениями 0-1), коэффициент преломления (1-3), отдельная карта неровностей и цвет поглощения, который влияет на все слои под ним.
Примеры: Как мы увидим в следующих примерах, прозрачный слой может предложить большую визуальную вариативность наносимым активам, а также добавить реалистичности отрисованному материалу. Раздельные бампы для основы и покрытия Базовый слой и прозрачное покрытие могут иметь разные карты бампов. На левом изображении деревянного манекена мы имеем карту дерева с тонким бампом, прозрачный слой по-прежнему нанесен, но без собственного бампа. На правом изображении неровность прозрачного слоя представлена в виде сильной гранжевой маски, которая прилипает к выветриванию лака, применяются обе неровности.
Впитывание прозрачного лака может внести существенную разницу в диффузную основу материалов. В случае такого инструмента, как скрипка, необработанное неотредактированное дерево имеет шероховатую поверхность (Roughness amount ~ 0.7) и низкий IOR 1.35, а также последовательную карту неровностей, повторяющую текстуру дерева.
(Пример настройки параметров Clearcoat)
С помощью прозрачного покрытия мы можем эмулировать лак/финишную отделку материала, при увеличении IOR прозрачного покрытия до 1,4 и значительно меньшем уровне шероховатости материал становится более глянцевым. Добавление цвета поглощения прозрачного покрытия вводится как форма толщины лака. В действительности, прозрачное покрытие состоит из многочисленных слоев, которые увеличивают толщину слоя и затемняют цвет подстилающей основы.
Автомобильная краска также является отличным примером того, как прозрачный лак может помочь достичь отличных результатов (вместо использования многослойного Mtl). Как и в предыдущем случае, в качестве базового слоя можно использовать грунтовку с шероховатой цветной поверхностью, покрыв ее глянцевым прозрачным лаком. Добавление поглощающего цвета прозрачного покрытия может помочь добиться дальнейшего окрашивания.
Примечание: В случаях, когда слой прозрачного покрытия имеет выветрившийся слой, это можно имитировать, отобразив параметр его количества. Это поможет создать неравномерный вид лакокрасочного покрытия или вид поверхности с "осыпанием кожи", царапинами и другими видами повреждений, как показано в предыдущих примерах.
Sheen
Блеск можно использовать для аппроксимации эффекта подповерхностного рассеивания в микроволокнах для создания поверхностей, похожих на ткань, таких как бархат, атлас и т.д. Силу слоя Sheen можно контролировать с помощью параметра количества, а шероховатость позволяет дополнительно контролировать спекулярные блики и общую отражательную способность Sheen. Цвет блеска можно редактировать для получения более предпочтительного визуального результата. Все параметры Sheen могут быть изменены для придания дополнительной неравномерности применяемому эффекту.
(Пример применения блеска на ткани)
Примечание: Если режим Шероховатость на вкладке Дополнительные параметры установлен на Глянцевость, значение параметра рассматривается как глянцевость, что работает в обратном порядке, как и для параметра Базовая шероховатость.
Комплексная IOR для металлов
Диэлектрические материалы (неметаллы) могут получить эффект Френеля только на основе показателя преломления, однако для металлов кривая отражения зависит от других сложных переменных. Чтобы добиться точного эффекта Френеля для данного металла (например, золота, меди и т.д.), вы можете использовать комплексный IOR вместо основного и краевого цвета.
(Металлы, созданные с помощью CoronaPhysical - Complex IOR)
Примечание: В первую очередь следует использовать базовые и краевые цвета, поскольку они обеспечивают более гибкое управление материалом. Использование настроек Complex IOR без опорных значений не рекомендуется.
Объемное и подповерхностное рассеяние (SSS)
Объемное и подповерхностное рассеивание можно найти в списке параметров медиа в материале CoronaPhysical. Эти два параметра больше не разделены между различными режимами, как это сделано для материала CoronaLegacy. Объемное рассеивание может быть включено только тогда, когда материал обладает преломляющими свойствами, в то время как подповерхностное рассеивание может использоваться всегда, независимо от свойств материала. Обратите внимание, что параметры объемного и подповерхностного рассеивания включены только для неметаллических материалов.
(Пример объемного и подповерхностного рассеивания)
Примеры: Такой материал, как мрамор, может выиграть от использования объемного или подповерхностного рассеивания, причем последнее намного быстрее в настройке и рендеринге. Ниже приведен пример статуи с подповерхностным рассеиванием и без него.
Тонкая оболочка (без преломления)
Предыдущая функция Thin (без преломления) сохранена из CoronaMtl (Legacy) в CoronaPhysical Mtl, но переименована в Thin Shell (no inside). Текущий параметр при включении моделирует тонкую оболочку без внутреннего объема (полая). Такой материал не обладает ни фактическим преломлением, ни объемным или подповерхностным рассеянием. Его преломление заменяется непрозрачностью, а подповерхностное рассеяние - диффузностью и прозрачностью. Этот параметр лучше всего использовать при воссоздании "быстрых в рендеринге" окон/стекол или листовых материалов, которые назначаются на одноликую/плоскостную модель.
(Пример листа с тонкой оболочкой, назначенного на плоскую сетку с непрозрачностью)
Пресеты
CoronaPhysical Material поставляется с 34 пресетами, из которых вы можете выбирать. Они не включают никаких карт, только предварительно выбранные настройки в материале, чтобы дать вам отличную отправную точку для многих распространенных типов материалов, которые вы будете использовать в своих сценах.
(Список пресетов вместе с некоторыми предустановленными материалами CoronaPhysical)
Большинство металлических пресетов разделены на три категории. Матовый пресет, который имеет сильное значение шероховатости вместе с анизотропией поверхности, что имитирует эффект "матовости" материала.
Фольгированный пресет, чтобы представить сплющенную, в основном гладкую металлическую поверхность (очень тонкий лист или материал, похожий на лист, пример - медная или алюминиевая фольга). Как правило, далее следуют низкие значения шероховатости, в целом более блестящая поверхность и меньшее количество поверхностной анизотропии. И, наконец, шероховатая поверхность как промежуточное звено между фольгой и матовой поверхностью, со средними значениями шероховатости и низкой анизотропией.
(Некоторые из доступных пресетов CoronaPhysical Mtl)
Для диэлектрических пресетов (за исключением пресета Iron) не существует определенной классификации, кроме специфических свойств материала для каждого случая. Некоторые примеры:
Заготовка Diamond, высокий IOR, включенная и правильно установленная дисперсия.
Пресет Glass Architectural отличается от обычного пресета Glass тем, что к нему добавлен отчетливый цвет поглощения.
Пресет Velvet пытается имитировать поверхность типа шелка, используя анизотропию и пользуясь преимуществами новой реализации слоя Sheen.
Непрозрачный Plastic PVC - пример обычного пластика, покрытого пластиковым прозрачным слоем небольшой толщины (количество прозрачного слоя 0,5).
Разная информация
Преобразование CoronaLegacy в CoronaPhysical Mtl
С выходом Corona версии 7.0, Corona Converter также был обновлен до версии 2.0, теперь возможно конвертировать целые сцены из материалов CoronaLegacy в CoronaPhysical Mtl, сохраняя при этом большую часть оригинального вида.
Более подробно ознакомиться со всеми курсами образовательного проекта CGBandit вы можете здесь: https://www.cgbanditcourse.com
Перевод статьи осуществлен образовательным проектом CGBandit c официального сайта coronarenderer.
