Блендер как настроить материалы

Работа с материалами в Blender

Привет, меня зовут Сергей Мингулин, я — 3D-художник и преподаватель курса по созданию стилизованных 3D-персонажей в XYZ. Посмотреть на мои проекты можно здесь. Это — первая статья из цикла о визуализации в Blender.

Сегодня поговорим о том, как настраивать материалы, и какие дополнительные программы и расширения облегчат работу. А ближе к финалу я дам небольшой туториал по созданию интересного эффекта свечения на примере иллициев мутанта — выростов на голове для приманивания добычи.

Дополнительные программы для удобства

Substance Painter — программа для текстурирования 3D-моделей или создания текстур/текстурных карт для них. По ходу работы мы будем импортировать текстуры отсюда.

Node Wrangler — аддон, который содержит разнообразные инструменты для улучшения и ускорения воркфлоу, основанного на нодах (node-based workflow).

Активируется он следующим образом:

Переходим во вкладку «Edit», заходим в настройки «Preferences» и в «Add-ons» ставим галочку на соответствующей вкладке. Для удобства ищем аддон через поисковую строку.

Как работать в Material Editor

После того как портировали нужную модель в Blender, находим вверху вкладку Editor Type и выбираем Shader Editor. Нас перебрасывает в меню.

Material Editor имеет 2 режима:

1.Редактирование «мира» сцены.

Здесь есть две настройки:

Surface (поверхность) — сюда можем подключить обычный background (включен по умолчанию) и поменять его цвет или же добавить HDRI текстуру (удалить нод background и добавить Environment texture через Shift+A ). Я остановился на обычном бэкграунде.

Volume (объём) — здесь я добавил шейдер principled volume, который отвечает за «туман» или условную прозрачность атмосферы вокруг объекта.

2. Редактирование объектов, с которым мы и будем сегодня работать.

Чтобы создать нод, нажимаем Shift-A — этот хоткей вызывает панель с вкладками настроек. Мы можем как вручную искать во вкладках интересующую нас, так и ввести название в строку «search», после чего нод появится в меню.

Пример создания пустого материала

Чтобы создать новый материал без названия и настроек, нажимаем вкладку Material Properties и щёлкаем «+».

Здесь же нажимаем «new», и у нас появляются базовые ноды: Material Output и Principled BSDF, с помощью которых мы будем проводить изменения.

Важно: не забываем активировать Node Wrangler.

Выделяем базовый шейдер и нажимаем Shift+Control+T. Комбинация откроет нам меню выбора файлов. Выделяем нужные нам текстуры и подгружаем.

Если по умолчанию в названии файла текстуры есть приписка с её назначением, прога сама привязывает соответствующие файлы к параметрам.

Редактировать эти приписки (или суффиксы/тэги) можно в меню:

Если значение определилось неверно, изменить привязку можно самостоятельно, соединив мышкой output нода и input шейдера.

Кроме того, текстуру можно так же вручную перетянуть из окна в программу и прилинковать.

Назначить материал для модели можно, снова перейдя в 3D Viewport. Выделяем нужный объект, и пакет назначается автоматически. Если нам нужен другой, жмём крестик, а затем вкладку «new» или выбираем из уже имеющихся сохранённых.

Настройка материала высокополигональной модели

Стоит оговориться, что речь пойдёт о модели хайполи с высокой плотностью сетки, которая призвана проиллюстрировать навык дизайнера в рамках портфолио.

В связи с этим, геометрия позволяет нам не использовать отдельную карту под Subsurface scattering, а просто выставить реальное значение рассеивания в соответствующем параметре, исходя из габаритов модели.

Metallic, Transmission и Transmission Roughness мы не используем на теле вообще.

Дальнейший процесс можно разделить условно на 2 этапа: работу над материалами для тела и зубов и настройку иллициев.

Тело и зубы

Для настройки материала тела мы используем обычный PBR-материал с Metal-Rough workflow или пайплайном. Карты экспортируем из упомянутого в начале статьи Substance Painter.

Наш материал состоит из следующих нодов: Albedo или Base Color, Roughness и Normal Map. Последний используется для мелкой детализации.

Что нужно знать при работе с материалом?

Текстурные карты, которые не передают цвет материала, должны быть в линейном пространстве. Поэтому в Color Space текстур мы ставим:

sRGB — для Albedo

Non color, либо Liner — для Roughness, Normal и т.д. в зависимости от вашей сборки

Также, в зависимости от того, в каком пайплайне мы работали в Substance Painter и какой там пресет на экспорт текстур (под OpenGL или DirectX), может потребоваться «флипнуть» зелёный канал в Normal Map.

Для этого нажимаем Shift-A, находим Separate RGB и подключаем к нему output Color. Как понятно из названия, этот нод даёт нам провести необходимую манипуляцию с одним из каналов (Red, Green, Blue). Теперь, чтобы инвертировать зелёный канал (G), добавляем нод Invert со значением Fac «1.000» и подключаем обратно через Combine RGB.

Эту конструкцию мы затем подключаем к Normal в Principled BSDF. Roughness (чёрно-белая карта, не требует манипуляций с каналами) подключается в соответствующий слот шейдера, так же как и Albedo (Base Color).

Вот так выгладит готовая сборка материала:

Фиолетовое поле — это наш Normal Map. Не обращаем внимания на неприлинкованные окна.

В случае с зубами настройки всё те же. Также флипаем при необходимости зелёный канал в нормалке.

Пошаговое создание светящихся иллициев

Иллиций — особый ловчий вырост («удочка») на вершине головы у костистых рыб отряда удильщикообразные, служащий для приманивания добычи. Нечто похожее есть и у нашей модели.

Примеры в референсах.

Рассмотрим, как распределить свечение по всей длине иллициев, — от наибольшей интенсивности к наименьшей.

Наши «удочки» будут состоять из:

нижнего слоя — овалы внутри, дающие основное свечение на концах;

среднего слоя — так же светящиеся трубки;

верхнего слоя — внешняя оболочка иллициев.

a) Нижний слой

Material Output нижнего слоя состоит из Principled BSDF, который идёт в Surface объекта, и Principled Volume, подсоединённого к параметру «внутреннего объёма».

Так как геометрия объектов простая, Normal Map нам не нужен, и его значения мы оставляем «по умолчанию». Основные манипуляции будем проводить с названными выше нодами.

Первый — это Principled BSDF. Здесь мы задаём Base Color значением HSV (Hue, Saturation, Value), оставляем Roughness по умолчанию и переходим к настройке прозрачности. Так как наш объект будет скрыт под другими слоями, и основное свечение будет исходить из внутреннего объёма, ставим значение Transmission «1.000» — это даёт нам полностью прозрачный объект. А параметр Transmission Roughness позволяет выбрать, насколько матовой или глянцевой будет поверхность (чем больше значение, тем меньше глянца).

Переходим к работе с Volume. Здесь мы задаём цвет внутреннего «тумана» и его плотность, выставив значение Density на 10.000.

Настройки материала нижнего слоя.

Как настроить свечение?

На скриншоте выше мы видим, что Emission поверхности — чёрный. Это значит, что свечение будет исходить не от неё, а от Volume. Для этого мы и задавали максимальную прозрачность оболочки. Так как этот слой будет ещё под двумя, задаём большое значение в параметре Emission Strength («сила излучения») — «1700.000».

b) Средний слой

Ноды этого слоя те же, что и у предыдущего. В Principled BSDF значение Roughness мы выставляем меньше, примерно в 3 раза, что даёт нам более глянцевую поверхность. Значение IOR (индекса преломления) оставляем по умолчанию. Transmission, в случае второго слоя, у нас контролируется через Color Ramp и Layer Weight.

Настройки материала среднего слоя.

Layer Weight — нод, из которого мы берём значение Френелевского отражения.

В зависимости от того, под каким углом мы смотрим на поверхность объекта, сам объект кажется нам в большей или меньшей степени прозрачным. Коротко этот эффект можно описать так: чем ближе к 90° угол между направлением взгляда и поверхностью прозрачного объекта, тем более прозрачным он кажется.

Пример: рыба из референса. Мы видим, как поверхность всё больше теряет прозрачность и обретает цвет по краям.

Color Ramp — по своей сути, аналог уровней в Photoshop, с помощью которого мы можем:

1) инвертировать цвета — по умолчанию белый цвет справа, чёрный слева; перетягивая ползунки друг на друга, обращаем цвета.

2) настроить контрастность — чем меньше расстояние между ползунками, тем она больше.

Теперь, соединив этот нод с Transmission, мы получаем следующие параметры: чем ближе к белому цвет, тем прозрачнее будет отображаться материал на рендере.

От настройки поверхности переходим к свечению. Оно берётся из нода Principled Volume, который мы также подключаем к Material Output (Volume). Цвет тумана — красный, испускаемого света — оранжевый. Выбираем значение плотности — «1.000», и Emission — «400.000».

Таким образом, получаем плавный переход от более интенсивной точки свечения, расположенной на прозрачном участке, к менее интенсивному по всей длине менее прозрачного стержня.

c) Верхний слой

Наконец, настройки внешней оболочки выглядят следующим образом:
Общий принцип остаётся тот же: Principled BSDF, к которому подсоединяем Bace Color с Color Space sRGB, и упрощённая настройка volume — Volume Absorption.

На последнем останавливаться нет смысла, затронем основные моменты настройки Principled BSDF.

Для Roughness была использована готовая текстура из Substance Painter.

Аналогично применяем готовый градиент к Transmission и миксуем его с уже описанным Layer Weight (откуда берём френель) + Color Ramp (инверт LW).

Чтобы смешать прозрачность по френелю и по градиенту, создаём нод MixRGB и выбираем вариант смешивания Multiply, линкуем их к нему (Color1 и Color2), после чего соединяем нод Multiply с Transmission.

И не забываем инвертировать зелёный канал в Normal Map при необходимости.

Так выглядит наша модель на рендере. В следующий раз поговорим о том, как выставить свет в соответствии с задачами, и правильно её подать.

Если хочешь научиться создавать стилизованных 3D-персонажей — записывайся на курс STYL. Стартуем 1 октября — если записаться сейчас, можно успеть получить скидку.
Все подробности по ссылке: https://www.school-xyz.com/styl

В Blender’e, кстати есть режим TexturePaint — как раз специально для рисования текстур поверх 3D-модели прямо в Blender’e. Так-что куда-то что-то импортировать потом экспортировать вообще нет смысла, только время тратить. В инете тьма видеороликов на эту тему:

Источник

5 советов для создания лучших материалов

Созданию материалов в компьютерной графике часто не придают должного внимания. Я играюсь с настройками материала до тех пор, пока объект не будет выглядеть так как мне нужно и лишь затем перехожу к текстурированию.

Перевод урока с сайта BlenderGuru

Однако, в моих бесконечных поисках реализма я пришел к выводу, что материал важнейший шаг в создании чего-то реалистичного.

Конечно же, моделирование, текстурирование, освещение и все остальное также очень важно, но материал определяет то, из чего состоит поверхность. Дает понять аудитории насколько объект мягок, липкий или гибкий. Определяет каким он является в созданном вами виртуальном мире.

Создание материалов это большая смесь математики, правил и художественной свободы, но в данной статье я сфокусируюсь на практических аспектах, а не на теории.

1. Поймите как это сделано

Изучение рефернсных изображений это лишь первый шаг, но если мы хотим пойти дальше нам необходимо узнать почему это выглядит именно так. Давайте для примера рассмотрим керамический чайник:

Похоже что на нем присутствует довольно много диффузной поверхности, а также отражений (glossy).


Конечно, на этом можно и остановится. Но если вам нужен реализм, тогда необходимо копнуть немного глубже…

«Керамика» это довольно широкая категория, которая включает в себя посуду, кирпичи, стекло и даже термостойкие плиты на космических шаттлах. Но нас беспокоить лишь чайник, поэтому мы будем говорить лишь о фарфоровом чайнике.

Фарфор получают смешиванием некоторых порошковых минералов вместе с водой, чтобы сформировать своего рода глину. Художник создает из глины определенную форму и кладет в печь при температуре около 1000 градусов Цельсия. При такой температуре удаляется влага и остается лишь затвердевший минерал.

На данный момент это выглядит как простой диффузной шейдер, но вы могли также заметить что он немного прозрачен. Это происходит из-за выбора минералов используемых для создания глины. Каолин является основным веществом, но и другие вещества, такие как кварц и полевой шпат, как правило, часто включены в смеси.

Каолин

Кварц

Полевой шпат

Кварц почти полностью прозрачен, как стекло (на самом деле кварц используется для создания стекла), поэтому, при смешивании порошка с каолином и полевым шпатом, мы получаем немного полупрозрачный диффузный материал.

После первой обработки огнем объект покрывают эмалью, чтобы сгладить неровности и дать ему защитное глянцевое покрытие и подвергают второму этапу обработки огнем. Это и делает поверхность отражающей.

Итак, давайте переведем все это в материал Блендера…

Я всегда начинаю с диффузной составляющей. Так как фарфор в основном образуется из порошка, то его поверхность довольно грубая и лишь затем наносится эмальное покрытие. Поэтому мы создадим этот эффект увеличением шероховатости шейдера Diffuse:


А для прозрачности будем использовать подповерхностное рассеивание, так как это более точно отражает суть. Только вместо одного шейдера будем использовать два. Один с большим масштабом, чтобы сделать спад немного мягче:


Теперь он выглядит гораздо красивее и мягче 🙂

Если вы не видите особой разницы, вот вам для сравнения GIF. Я знаю, разница не большая, но в этом и заключается вся суть на пути к реализму. Необходимо создавать мелкие, преднамеренные улучшения.

Теперь давайте добавим отражения:


Как вы могли заметить, я использовал нод Layer Weight в качестве фактора смешивания. Это очень важно для достижения реалистичного результата…

2. Отражения Френеля

Нельзя написать статью о создании материалов по крайней мере без упоминания об отражениях Френеля. На мой взгляд это самое важное и фундаментально правило после сохранение энергии.

Так что же это? Это простое правило гласящее о том, что отражения будет больше на углах объекта, чем в остальной его части.

Слишком часто я вижу рендеры без использования отражения Френеля и сразу же чувствуется подделка.

Вот как выглядит данная функция:

Чтобы правильно его использовать, просто подключите нод Fresnel или Layer Weight в качестве фактор вашего Mix Shader:

Ноды Fresnel и Layer Weight дают на выходе одинаковые результаты. Разница лишь в том, что нод Fresnel позволяет устанавливать IOR (показатель преломления), что бывает крайне полезно, если вы знаете этот показатель для материала который создаете. А нод Layer Weight просто позволяет вам на глаз устанавливать желаемое отражение в диапазоне от 0 до 1.

3. Убедитесь, что есть что-то, что можно отразить

Я часто вижу людей пытающихся создать материал металла с использованием лампы (тип Солнце) и серого фона.

Металлы одни из наиболее отражающих материалов. У вас не получится заставить их отражать что-то, если отражать нечего.

Поэтому, будет не плохой идеей убедится, что в вашей сцене присутствует что-то, что металл сможет отразить.

Самый простой (и самый эффективный, как оказалось) способ, это использовать HDR-изображение в качестве окружающей среды. Я обычно рекомендую использовать их для освещения, потому что они дают вам точную копию освещения из реального мира (если они были сфотографированы правильно).

4. Смотрите за тем, что вы делаете

Вы когда-нибудь пытались моделировать с закрытыми глазами? Я думаю, что нет 😉

Так почему вы создаете свои материалы постоянно не проверяя, как это выглядит на модели?

Одной из первых вещей, которые я добавил в аддон Node Wrangler был Emission Viewer (предпросмотр). Суть такая же как и у нода для пост-обработки, только для шейдеров.

Кликнув по любому ноду с зажитым Ctrl + Shift вы подключите просмотр (который по сути является шейдером Emission). При наличии окна 3D-вида вы быстро сможете узнать, что получаете на выходе любого нода.

5. Используйте несколько световых предустановок

Много раз я проводил часы за настройкой материалов, но когда я импортировал результат в основной проект, я долго думал, что за ужас я сделал. А все потому, что освещение в сценах было настроено по разному.

Если вы работаете над чем-то статичным и в результате у вас будет одно изображение с одного угла — в таком случае все отлично. Но если вы работаете над объектом для анимации, кино или игры, то вам нужно убедится, что материал хорошо выглядит при различных типах освещения.

Для этого я собрал коллекцию из различных HDR-карт в отдельный blend-файл с различными настройками ламп. В процессе работы над материалом я несколько раз меняю освещение. В итоге я знаю, что мой материал будет выглядеть хорошо при любом освещении.

P.S. Если идея использования множества HDR-карт звучит устрашающе, смею вас успокоить. В июле мы выпустим новый аддон HDR library, который позволит быстро и легко переключаться между десятками HDR-карт. Следите за обновлениями;)

Вот и все! Надеюсь я не сильно утомил вас теорией и вы не забудете эти советы, когда в следующий раз приступите к созданию собственного материала 🙂

Источник