Materiales avanzados
De la página de Alzhem www.Alzhem.com - 3d Stuff. Materiales avanzados. Trabajo terminado. Pero. ¿Qué es lo que falla? Hemos trabajado el modelado de nuestra escena, la iluminación, pero hay algo que sigue diciendo que es una imagen de síntesis. En muchos casos el problema es de unos materiales creados demasiado deprisa, o sin habernos parado a pensar cómo deberían ser. Siempre todo va demasiado rápido cuando queremos ver nuestro primer render y pocas veces retrocedemos para hacer un buen ajuste del color, brillo especular, etc.
En este tutorial crearemos varios materiales básicos muy utilizados en la configuración de una escena standard, enumerando y explicando paso a paso cada parte del proceso. Estos materiales son plásticos, madera, metal cromado, cristal, pintura metalizada, agua, y terciopelo. Emplearemos Vray a la hora de renderizar, así como de configurar ciertos parámetros de los materiales, pero esto no indica que no se pueda seguir este tutorial con los parámetros propios de otros motores de render como finalRender, Brazil o Mental Ray.
Para que este tutorial se pueda entender, vamos a explicar brevemente unos conceptos básicos en la creación de cualquier material:
- color: tono cromático propio de un objeto. Se puede usar un color único o una imagen como mapa de colores.
- brillo especular: rebote de la luz sobre la superficie del objeto proveniente del emisor lumínico. Cuando más rugosa sea la superficie del mismo, más se refractará (esparcirá) la luz. Se puede controlar tanto la intensidad, como el color o el nivel de refracción. Los más utilizados son el blinn (plásticos, madera y casi cualquier material), anisotrópico (CD u otra superficie con microsurcos), multilayer (combinación de dos brillos especulares para conseguir un efecto más atractivo en muchos casos).
- opacidad: grado de transparencia de un objeto. Se puede delimitar con un porcentaje o utilizando un mapa de opacidad, donde los tonos más claros indicarían opacidad y los más oscuros transparencia.
- reflexión: propiedad de ciertos materiales de reflejar la luz (la imagen). Se puede especificar el porcentaje de reflexión, así como lo difuminado que esté.
- refracción: cualidad de los materiales transparentes o translúcidos de variar la trayectoria de los fotones (luz) que los atraviesan distorsionando así lo que se ve a través de ellos. La cantidad de variación de la trayectoria la da el índice de refracción (IOR en inglés).
Una vez explicados estos conceptos, y antes de comenzar con la parte bonita de este tutorial, vamos a ver cómo hacer un efecto que emplearemos en casi todos los materiales: la reflexión fresnel. Es necesario exponerlo aquí para tener después ya la base necesaria con la que poder seguir todos los pasos de la creación de un material más o menos avanzado.
La reflexión fresnel no es más que una reflexión que afecta más a las zonas más paralelas a la orientación de la cámara desde la que vemos y menos a las perpendiculares. Es idónea para plástico, lacados, porcelana, etc. Ya que da un aspecto mucho más realista a los objetos.
Hacer esta reflexión es bastante sencillo:
- desplegamos la pestaña maps del material con el que trabajamos y hacemos clic en el botón none de reflection. Escogemos como reflejo el fallof (atenuación).
- seleccionamos como tipo de fallof el fresnel.
- hacemos clic en el botón none del color blanco del fallof y ahí seleccionamos nuestro material Raytrace, en el caso del Vray llamado Vraymap. Si usásemos otro motor de render escogeríamos el pertinente.
- el reflejo fresnel ya estaría creado: si deseásemos desenfocar el reflejo únicamente deberíamos marcar la casilla Glossy dentro de las opciones del Vraymap y cambiar el valor del glossiness por el que busquemos.
Una vez visto esto estamos preparados para comenzar con nuestros materiales.
- plástico mate (material standard)
1. Asignamos un color, ya sea sencillo (diffuse) o un bitmap (imagen). Éste será el color de nuestro objeto.
2. Utilizamos un brillo especular de color blanco, de poca intensidad (specular level = 20 - 30) y bastante difuso (glossiness = 10 - 20).
3. Si se quiere rizar el rizo, podemos utilizar un reflejo fresnel muy desenfocado.
- plástico pulido (material standard)
1. Asignamos un color, ya sea sencillo (diffuse) o un bitmap (imagen). Éste será el color de nuestro objeto, al igual que en el plástico mate.
2. Utilizamos un brillo especular de color blanco, de gran intensidad (specular level = 200 - 500) y muy nítido (glossiness = 85 - 95).
3. Aplicamos un reflejo fresnel nítido.
- madera (material standard)
1. Para el color utilizamos un bitmap (imagen) de madera o el material procedural Wod del 3ds Max. Se aconseja el bitmap por el gran realismo que ofrece. Es interesante desaturar un poco la imagen que tengamos ya que habitualmente los bitmaps de madera que podemos encontrar en cualquier paquete de texturas tienen una saturación de color por encima de lo habitual. También podemos conseguir esta desaturación si utilizamos un color diffuse gris neutro (128,128,12 y el bitmap lo aplicamos no al 100% sino al 80 - 90%.
2. Empleamos un brillo especular de color ámbar o similar, no blanco, de poca intensidad (specular level = 20 - 30) y muy difuso (glossiness = 10 - 20). También se puede mejorar con un especular multilayer, como en el ejemplo.
3. Como lo más probable es que no dispongamos del Bump correspondiente, podemos emplear el mismo bitmap o procedural que hayamos utilizado como tal. La intensidad del mismo dependerá de la claridad y del contraste de la fuente, así que, iremos haciendo pruebas hasta que logremos un relieve no demasiado exagerado, pero apreciable.
4. Si la madera esta recién barnizada, o lacada, utilizaremos un reflejo fresnel nítido al 70 - 90 % de intensidad. Si el barniz empleado es mate o el objeto ya tiene muchas horas de uso usaremos el reflejo fresnel desenfocado al 50 - 70 % de intensidad.
- metal cromado (material standard)
1. Para que el reflejo no aparezca demasiado claro utilizamos un color diffuse gris oscuro o negro.
2. El brillo especular lo configuramos de color blanco, muy nítido (glossiness = 85 - 95) y de gran intensidad (specular level = 200 - 500). También se puede mejorar con el especular multilayer, tal y como aparece en el ejemplo.
3. Aplicamos reflexión normal (no fresnel) al 100%.
Nota: la calidad del cromado depende enteramente del entorno que rodee al objeto. Cuanto más rico sea (una imagen 360º, una escena completa terminada, etc.) mejor quedara.
- cristal (material vraymtl)
Este material lo vamos a crear, no con el material standard de 3ds Max sino con el material que nos trae el Vray: el vraymtl. De este modo podremos aprovechar su facilidad de uso y así emplearla posteriormente.
1. En la casilla del color diffuse pinchamos y seleccionamos un color muy oscuro, preferiblemente negro (para no aclarar los reflejos).
2. En el cuadro de reflect cambiamos el negro existente por blanco. En este material la cantidad de reflexión no se especifica por un número sino por un color. Negro = no reflejo, y blanco = reflejo máximo. También activamos las reflexiones fresnel (fresnel reflections), mucho más sencilla de hacer que con los materiales standard.
3. La refracción funciona igual que la reflexión. Cambiamos el color negro (no refracción) por blanco (refracción máxima).
Muy importante: para que lo que estemos creando sea cristal y no otro material transparente deberemos ser fieles al índice de refracción, que en el cristal es 1,52 más o menos. Si ponemos otro la refracción cambiara y el resultado no será el correcto.
También podemos hacer variaciones del cristal como las siguientes:
- cristal tintado: se puede teñir el cristal del color que se quiera. Tan sólo hay que hacer alguna prueba antes de tirar el render definitivo ya que depende del grosor del objeto. Para ello cambiamos el color blanco del Fog Color (color de niebla) por el que queramos y modificamos el fog multiplier (multiplicador de niebla) hasta lograr la cantidad de teñido.
- cristal no liso (rugoso): este es otro efecto interesante, y podría ser usado en mamparas de baño o similar. Únicamente deberíamos trabajarnos el relieve que emplearíamos. Crearlo es tan fácil como añadir un mapa específico al Bump (el ejemplo está hecho con noise).
- cristal al ácido: se podría considerar una variante del anterior, con la salvedad de que el relieve que distorsiona lo que se ve a través de él es muy pequeño. Para crear este efecto no hace falta utilizar el Bump, ya que el material del Vray tiene una opción que simula este efecto. Para utilizarlo, bajamos el valor del glossiness de 1 (brillante, sin defectos ni distorsión) a lo que nos interese (0,8 en el ejemplo). La suavidad de este efecto la da el valor de subdivs (subdivisiones): cuando mayor sea, más nítido y más tiempo de render).
- pintura metalizada (material standard)
1. Como color diffuse aplicamos un mapa fallof en lugar de un color plano, ya que parte del efecto de la pintura metalizada lo da el que las partes más paralelas a la orientación de la cámara sean más oscuras. Como primer color usamos el que queramos que tenga nuestro objeto, y de segundo el color negro, o el primero color, pero mucho más oscuro.
2. Para enriquecer el brillo especular utilizamos el de tipo multilayer que no es más que dos brillos especulares superpuestos. Como primero brillo especular empleamos uno de color blanco, muy intenso (specular level = 300 - 500) y muy nítido (glossiness = 90 - 95). El especular secundario será del color del objeto, pero más claro, bastante difuso (glossiness = 15 - 30) y su intensidad estará regulada por un mapa celular, noise o cualquiera que configurado a un tamaño muy pequeño de un aspecto de granulado. Así se logrará la sensación de purpurina. Según el caso, nos podría interesar que el color del especular secundario no fuese una versión más clara del color diffuse (por ejemplo, muchas pinturas azules metalizado tienen un especular secundario morado).
3. Aplicamos un reflejo fresnel nítido, aunque en el caso de la pintura metalizada también podemos usar un reflejo normal al 20%.
- agua.
Tenemos que pensar antes de nada que agua necesitamos, si agua transparente (si se va a ver qué hay debajo), o agua opaca (si queremos que sólo refleje). Si necesitamos agua transparente, utilizaremos un material vraymtl debido a los posibles problemas que nos podrían generar las sombras si lo hacemos con un standard.
- agua transparente (material vraymtl)
1. Con el fin de no aclarar los reflejos fresnel pondremos un color diffuse negro completamente.
2. Cambiamos el color negro de la reflexión (reflect) a blanco y activamos la casilla fresnel reflection.
3. También modificamos la casilla de color negro de la refracción (refract) y la ponemos de color blanco (refracción total). El índice de refracción (IOR) lo ponemos a 1,33.
4. El relieve lo conseguimos con un mapa noise ya sea regular o fractal según más nos interese.
Nota: hay que activar la casilla affect shadows del material vraymtl para que procese bien el color.
(con cambio de tamaño del noise)
- agua opaca (material standard)
1. El color diffuse deberá ser azul un poco desaturado (hacia gris) y bastante oscuro (el del ejemplo es RGB: 28, 48, 5.
2. Como brillo especular queda muy bien también el multilayer. De brillo especular primario usamos un color blanco, de gran intensidad (specular level = 200 - 500) y muy nítido (glossiness = 85 - 95). El especular secundario sería de color azul claro, poca intensidad (specular level = 20 - 35) y muy difuso (glossiness = 20 - 30).
3. Utilizamos un reflejo fresnel en la casilla reflect.
Muy importante: al igual que con los cromados, la calidad del agua depende en gran parte de aquello que refleje. Si nuestra escena no aporta demasiado que reflejar, siempre podemos utilizar la posibilidad de utilizar un reflejo de entorno distinto al del render. Esto se consigue con la opción del Vray reflection/refraction etc environment - override maxs.
- terciopelo (material standard)
1. La clave de este material es su color, ya que no tiene ningún brillo especular, reflejo o similar. El efecto adecuando lo produce el material fallof aplicado al color diffuse. De los dos colores que tiene, el superior (color de lo perpendicular a la orientación de la cámara) será granate y el inferior (paralelo a la orientación de la cámara) rosa no pastel.
2. Aunque el efecto ya está casi conseguido podemos mejorarlo si añadimos un poco de noise al relieve Bump. Éste tiene que ser muy pequeño y fractal, para que quede cómo una superficie muy levemente rugosa.
Selección de la tabla de valores reflectantes e índices de refracción de los materiales de Jon Reynolds.
material
valores reflectantes
material
índice de refracción (IOR)
Aluminio pulido.
65 - 75 %
Aire.
1,0002926
Aluminio mate.
55 - 75 %
Alcohol.
1,329
Acero.
25 - 30 %
Ambar.
1,546
Acero inoxidable.
80 - 90 %
Aguamarina.
1,577
Cobre muy pulido.
60 - 70 %
Diamante.
2,417
Latón muy pulido.
70 - 75 %
Esmeralda.
1,56
Roble claro pulido.
25 - 35 %
Cristal.
1,51
Roble oscuro pulido.
10 - 15 %
Hidrógeno (gas)
1,000140
Papel blanco.
70 - 80 %
Hielo.
1,309
Granito.
20 - 25 %
Metanol.
1,329
Marmol pulido.
30 - 70 %
Nailon.
1,53
Estuco claro.
40 - 45 %
Oxígeno (gas)
1,000276
Estuco oscuro.
15 - 25 %
Oxígeno (líquido)
1,221
Hormigón.
20 - 30 %
Plastico.
1,460
Ladrillos.
10 - 15 %
Cuarzo.
1,544
Cristal.
5 - 10 %
Rubí.
1,760
Espejo de plata.
80 - 88 %
Ojo de tigre.
1,544
Espero pulido.
92 - 95 %
Topacio.
1,620
Azulejos blancos.
75 - 80 %
Agua (vapor)
1,000261
Blanco esmaltado.
65 - 75 %
Agua (20º c.)
1, 33335
Blanco lacado.
80 - 85 %
Circonita.
1,800 - 1,960.
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