Когда мы говорим о матовых материалах и о том, как их затенять, мы вступаем на территорию, где сходятся 3D-движки, рендереры, редакторы материалов и даже рабочие процессы 2D-художников. Общая цель — контролировать свет, не допуская при этом, чтобы материал становился слишком блестящим или отражающим.сохраняя правдоподобные тени и четкое прочтение тома.
В этой статье собраны и реорганизованы с практическим подходом знания из различных сред (Unreal Engine, Blender, V-Ray, Rhino и методы цифровой иллюстрации), чтобы вы могли освоить корректировка теней в матовых материалах Не теряясь среди панелей и параметров. Вы увидите физические концепции, приёмы затенения, специфические конфигурации и типичные проблемные случаи, всегда с реалистичными решениями для современного рабочего процесса.
Ключевые понятия: что такое «матовый» и как он реагирует на свет
Матовый материал воспринимается как материал, имеющий слабую или нулевую зеркальность; его индивидуальность заключается в его рассеивании: Он поглощает часть спектра и широко отражает остальную часть.На визуальном уровне он показывает «собственный» цвет объекта с минимальными бликами и тенями, которые описывают форму, не отвлекая внимание.
Физическая основа, которую следует сохранить, — это различие между диффузное и зеркальное отражениеРассеянный свет распространяет световую энергию во многих направлениях (мел, бумага, штукатурка), в то время как зеркальный свет концентрирует отражение в лепестке вдоль нормали. В матовых материалах преобладает диффузная составляющая, хотя почти все натуральные материалы сохраняют некоторое количество зеркального света.
Для управления диффузной частью в движках и редакторах существуют модели затенения, такие как варианты Ламберта, Орена-Наяра или Toon. Ламберт — это простой классический подходОрен-Наяр добавляет «микроскопическую шероховатость» для более реалистичных матов; Toon разграничивает светлые и темные области более или менее плавными переходами, что полезно, если вы ищете стилизацию.
В зеркальной части, если целью является сохранение матовости, ее целесообразно уменьшить, смягчить или деактивировать. Модели типа Фонга, Кука–Торранса, Блинна, Уорда–Изо или Туна Они определяют размер, твердость и форму блеска; в матовых изделиях они либо матовые, либо имеют низкую твердость и нейтральный цвет.
Blender: Панели и параметры для контролируемого матирования
Blender объединяет материалы в кнопках штриховки с помощью специальных вкладок. Предварительный просмотр помогает визуализировать конечный результат. Выберите примитив, при необходимости включите сглаживание в предварительном просмотре. и проверьте, как цвет реагирует на изменение основных ползунков и посмотрите бесплатные программы 3D-рендеринга.
В разделе «Ссылки и конвейер» вы можете создавать и управлять материалами: вы можете повторно использовать, дублировать или отменять ссылки. Кнопка с номером указывает, сколько объектов используют один и тот же материал, а X удаляет назначениеАвтомобиль автоматически присваивает устройству имя, а кнопка F принудительно создает «призрачного пользователя», чтобы материал не удалялся, если им никто не пользуется.
Конвейер включает в себя ключевые переключатели: Halo (преобразует вершины в ореолы), ZTransp (прозрачность без трассировки лучей, быстрая, но не физическая), Full OSA (полное сглаживание), Wire (режим проводов), Radio (включает его в излучательность), Only Cast (проецирует только тень), Traceable (участвует в трассировке лучей) и Shadbuf (учитывает в картах теней). Для «чистых» матовых оттенков только Cast и Shadow/TraShadow могут иметь решающее значение в композиции..
Гало позволяет имитировать линзоподобные вспышки: при активации Гало появляются корректировки размера, твердости, добавок и компонентов, таких как линии, кольца или звезды. Для обычных матовых материалов ореолы обычно не используются.Но знание их поможет избежать сюрпризов при активации предустановок.
Вкладка «Материал» содержит всё необходимое: базовый цвет, прозрачность и базовый рендеринг. Здесь также есть инструменты для копирования и вставки свойств между материалами и кнопки поведения, такие как «Без теней» (без света и теней, однотонный цвет). Если вам нужна матовая поверхность, которая «принимает» тени, функцию Shadeless следует отключить..
Blender определяет три цвета: Col (диффузный), Spe (зеркальный) и Mir (зеркальное отражение). Вы можете настроить их с помощью RGB или HSV; Альфа управляет непрозрачностью. Для матовых покрытий типичный подход такой: Низкий или нейтральный Spe и белый Mir, если вы не ищете отражений, хотя с PBR вы будете модулировать его с помощью Roughness и Metallic.
В диффузных шейдерах Ламберт быстр и стабилен; Орен-Наяр добавляет шероховатость с помощью Rough; Toon обеспечивает чёткие края (Size и Smooth). В реалистичных матовых шейдерах Орен-Наяр обычно предлагает дополнительную плату за такие материалы, как гипс или ткань.В зеркальных покрытиях Phong, CookTorr, Blinn, Toon и WardIso контролируют форму и интенсивность блеска; в матовых покрытиях уменьшают или отключают зеркальный эффект, чтобы не «нарушать» внешний вид.
Другие очень полезные элементы управления: Shadow (получение теней), TraShadow (тени с прозрачностью), OnlyShadow (показывает только тени, золото для композиции) и Emit (испускание из диффузного цвета). OnlyShadow — классический инструмент для наложения компьютерной графики на реальный фон. без видимой геометрии.
В «Mirror Transp» отражения группируются по трассировке лучей и прозрачности: если активированы Ray Mirror или Ray Transp, это управляет показателем отражения и альфа. Физическая прозрачность подразумевает показатель преломления (IOR): 1.0 — отсутствие преломления, 1.33 — для воды и ~1.5 — для стекла. В чистом матовом цвете преломление не требуется.Но если вы делаете матовое стекло, то вам это будет интересно.
Параметр Depth ограничивает количество отражений лучей для отражения/прозрачности: чем выше, тем дороже. Fresnel и Fac модулируют усиление эффекта при скользящих углах; Gloss размывает отражения/прозрачность, а Samples корректирует шум. Если вы уменьшите показатель Gloss ниже 1.0, вы получите более матовые отражения., за счет времени рендеринга.
SSS (подповерхностное рассеяние) имитирует свет, который фильтруется и отражается от поверхности (кожи, мрамора, молока). Для этого требуются точные тени; в органических матовых текстурах это может быть ключом к устранению «пластичности». Активируйте его, когда вам нужно придать волосам мягкий объем с помощью кожи или воска., с полезными предустановками и аккуратно настраивайте масштабы.
Совет по моделированию: если вы создаете стекло или прозрачные твердые тела, используйте замкнутую геометрию. «Бесконечные» плоскости, используемые для моделирования кристаллов, нарушают преломление и кажется, что все за ним — стекло; для окна лучше подойдет масштабированный куб с толщиной.
Unreal Engine: «неосвещенные» материалы, принимающие тени
В UE4/UE5 часто используется «матовый» материал, для которого используется только источник света Emissive, для создания эффекта, похожего на мультяшный, или для объектов без прямого освещения. Проблема возникает, когда нужно этот материал получает проецируемые тени без включения рассеянного освещения типа Ламберта, которое испортило бы стиль.
Существует несколько действенных подходов. Самый простой — вычислить теневой член и умножить его на Emissive, как если бы это был «теневой слой поверх цвета». Это достигается путем захвата фактора тени с помощью узлов сцены или текстур. и модулировать его по альбедо, полученному с помощью Emissive. Это похоже на приём, используемый в фотограмметрии: наложение затемняющей маски с учётом фона.
Если ваш конвейер — Toon, вы можете комбинировать световые пороги с теневой маской для сохранения чётких границ. Избегайте традиционного рассеянного света и вместо этого действует в области после затенения самого материалаПринудительное умножение теней в Emissive. В некоторых проектах для подачи неосвещённых материалов используются функции освещения или специальный проход теней.
Примечание о совместимости: некоторые проекты поддерживаются на старых версиях (например, 4.15) из-за изменений узлов (были случаи странного поведения OneMinus в 4.17). Если вы обнаружили артефакты в цепочке узловПроверьте результат в версии, в которой, как вы знаете, конвейер Toon работает, и выполните миграцию с помощью A/B-тестирования.
V-Ray: Matte/Shadow с цветовой компрессией и фоном
Классическая «плоскость, отбрасывающая тень» для композиции с фоном требует хорошо настроенного VRayMtlWrapper (или эквивалентного матового материала); подробности постобработки см. в разделе профессиональные тени в рендерахПовторяющаяся проблема заключается в том, что При линейном отображении цветов все сходится, но при экспоненциальном отображении появляются серые ореолы.При включении/выключении таких опций, как «Влиять на фон», плоскость исчезает или фон становится тонированным.
Практические советы по использованию матового эффекта с экспоненциальным эффектом: используйте VRayMtlWrapper с включённым матовым эффектом, «Shadows» и «Affect Alpha», если хотите, чтобы тени отображались в альфа-канале. Используйте «Affect Background» только в том случае, если вы действительно этого хотите. фон получает затухание тениЕсли вам нужен нетронутый фон, отключите его и захватите тень с помощью альфа-канала или элемента рендеринга тени.
Экспоненциальное отображение сжимает динамический диапазон и поднимает теневую «ногу», отсюда и молочно-серый оттенок. Чтобы смягчить это, попробуйте «Не влиять на цвета (только адаптация)» В Color Mapping отрегулируйте уровень тени обёртки и откалибруйте общую экспозицию. Если на снимке остаётся серый оттенок, убедитесь, что материал основы не добавляет цвета (установите нейтральное значение), и настройте параметры «Получить GI/Сгенерировать GI» в соответствии с вашими предпочтениями, чтобы снимок не загрязнял и не пересвечивал изображение.
Если вы настраиваете параметры плоскости в Системе и видите тот же симптом, это обычно признак конфликта между сопоставлением цветов и оболочкой подложки. Разделяй и властвуй: отключи GI, проверь проход тени, подтверди альфуНадежный подход — разделить проходы: красоту без кадра и тени в отдельном элементе, а затем скомпоновать на этапе постобработки.
Rhino: матовые материалы, PBR и текстуры с панели
В Rhino панель «Материалы» управляет цветом, отделкой, прозрачностью, текстурами и рельефом, которые визуализирует встроенный движок. Содержимое (материалы, окружение и текстуры) можно скрыть с помощью плагинов или скриптов, а также управлять им в... Библиотеки, которые можно перетаскивать между сеансами.
Панель инструментов позволяет создавать новые материалы: из существующего, смеси, пользовательского материала, двустороннего материала, эмиссионного материала, драгоценного камня, стекла, металла, краски, PBR, изображения, штукатурки, пластика или из браузера типов. Доступны поиск по названию, заметки и теги, меню инструментов и справка. Миниатюры показывают индикаторы (используется в отборе, используется вне отбора, отсутствие внешнего образа и т. д.).
Распространенные действия с миниатюрами: контекстное меню по щелчку правой кнопкой мыши, перетаскивание для изменения порядка, копирование с помощью Ctrl, создание ссылки с помощью Alt, двойной щелчок для редактирования плавающего объекта. Каждая запись имеет редактируемое имя. и опции в зависимости от типа.
Смесь материалов: содержит два подматериала, объединенных заданным количеством смеси. Вы можете добавлять/удалять, активировать/деактивировать каждый подматериал и Исследуйте папку для новых типовПолезно для плавных переходов между слоями (например, краска + порошок).
Пользовательский материал (по умолчанию белый, матовый, без отражательной способности или прозрачности): диффузный цвет, глянцевая отделка (от матовой до глянцевой), отражательная способность, прозрачность и IOR при наличии прозрачности. Включает типичную таблицу IOR (пустота 1.0, воздух 1.00029, лед ~1.309, вода 1.33, стекло ~1.52–1.8, изумруд 1.57, рубин/сапфир 1.77, алмаз 2.417).
Текстуры: цветные, прозрачные, рельефные/нормальные и окружения. Поддерживаемые форматы: без прозрачности (JPEG/JFIF, BMP) и с прозрачностью (DDS, HDR/HDRi, EXR, PNG, TIF/TIFF, TGA). Вы можете включить/выключить текстуру и настроить ее значение. с прямым вводом или перетаскиванием.
В режиме рельеф/норма текстуры добавляют детали, не изменяя сетку. В режиме окружения используются сферические проекционные изображения (карта углов или световой зонд) для получения правдоподобных отражений; другие проекции искажают. В продвинутом: самосвечение (рассеянное с тенями и затенением), отражательная способность по Френелю, альфа-прозрачность (растровое изображение), полировка отражения, прозрачность и цвет излучения.
Двусторонний: позволяет назначать разные материалы передним и задним граням объектов, не имеющих толщины (поверхности, тонкие сетки). Очень практично на простынях, тонких тканях и плакатах..
Излучение: материал, который преобразует объект в источник света (цвет по шкале Кельвина и интенсивность). Полезно для экранов или неоновой подсветки. с точным управлением.
Драгоценные камни: выбор камней с предустановками; «Стекло»: цвет, чистота и IOR; «Металл»: цвет, полировка и некоторые ограниченные рельефные текстуры; «Краска»: рассеянный цвет и блеск (который регулирует Френель и полировку). Бросать Он матовый, неотражающий, не имеет текстуры и может быть настроен по цвету. «Пластик» позволяет менять цвет, отражающую способность, полировку, прозрачность, чистоту и простой рельеф.
PBR: интегрирует физические методы в единый материал. Параметры базового цвета, шероховатости (от резкой до рассеянной), непрозрачности и детализации позволяют включать/отключать шейдеры. Вы можете добавить PBR-текстуры и сопоставьте их с каждой канавкой; шероховатость контролирует гладкость материала (не забудьте инвертировать карты, если это необходимо для результата). Также есть показатель преломления, шероховатость преломления, альфа (видимость) и коэффициент освещённости.
Материал «Изображение»: имя, растровое изображение (вариант в оттенках серого), проверка, удаление текстуры, прозрачность (использование альфа-канала или цветовой маски). Rhino не использует прозрачность с JPEG/PCX/BMPВыбирайте форматы с альфа-каналом для более точной обрезки.
Управление и команды: сохранение/совместное использование в библиотеках; параметры командной строки для отображения панели, добавления, удаления, переименования, изменения, дублирования, загрузки/сохранения из файла и назначать объектам или слоям (также рекурсивно в блоках). Предусмотрены расширенные возможности разрешения конфликтов имён между вставленными/импортированными моделями.
2D-иллюстрация: как «мыслить математически» при штриховке
В цифровой живописи матовые материалы создаются с помощью слоев и режимов смешивания, которые имитируют физические: диффузный доминирующий, зеркальный приглушенный и тени, описывающие форму без блескаТипичный рабочий процесс начинается с контурного рисунка, базовых цветов на слое и нейтрального серого фона (он даёт отдых глазам и помогает оценить цвет). Проконсультируйтесь с руководство по рисованию линий и фигур.
Чтобы разместить тени, думайте в трехмерном пространстве, даже если вы рисуете в двухмерном пространстве: определите источник света перед затенениемСоздавайте миниатюры, экспериментируя с: верхним освещением (на улице в полдень), фронтальным освещением (нейтральным и неброским), боковым освещением (половина лица в тени), верхним освещением (жуткая атмосфера), контровым освещением (эпическим), диагональным/угловым освещением (естественным и универсальным).
Слои теней обычно настроены на режим «Умножение» и обрезаются по базовым цветам. Текстурированной кистью можно создавать чёткие края, а затем дорабатывать их мягким аэрографом. различающиеся по твердости в зависимости от расстояния и размера источника. Блокирует прозрачные пиксели для окрашивания тени без потери маски.
Цвет тени: не простое правило «теплый свет, холодная тень», а относительное сравнение: Если свет теплый, тень будет холоднее освещенных участков.И наоборот. Для жёлтого солнца очень хорошо подойдёт ненасыщенный нейтральный синий в тени.
Падающие тени: Помимо затемнения объёмов, добавьте проецируемые тени между элементами (волосы на лице, голова на плече). Вы можете создать тень от тела, дублируя и сглаживая контур и основу, заблокировав прозрачность. заполнение нейтральным и применение гауссовского; вуаля, быстрая маска, которая обеспечит контакт с землей или окружающей средой.
Рассеянный свет и окклюзия: окружающая среда (небо, стены, близлежащие объекты) заполняет тени цветом. На практике можно добавить слой с низкой непрозрачностью над тенями в обычном режиме и закрасить его «голубым небом» или сделать это в том же слое Multiply с голубоватым цветом и аэрографом. Закрытые области не получают ни солнечного света, ни окружающего воздуха и они будут самыми темными (закрытые складки, щели под накладками).
Рассеивание под поверхностью и световые засветки: при ярком освещении края теней могут стать насыщенными из-за проникающего и фильтрующегося света (покраснение кожи, тонкие ткани). Рисуйте эти «засветки» жёсткой кистью для краёв и мягкой кистью для широких бликов. но оставьте их в местах с прямым светом чтобы не размыть общий контраст.
Прямое освещение: если источник света яркий, используйте несколько источников света в режиме Screen для мягкого освещения или Glow Dodge для мощных вспышек. Я обычно оставляю дополнительные блики для глаз или акцентов. оставляя остальное матовым чтобы избежать потери материальной связности.
Последние штрихи: контролируйте глубину, обесцвечивая и смягчая дальние участки, и уточните фокус, добавив больше деталей в освещенных областях. Вы можете раскрасить контурный рисунок в областях, освещенных ярким солнцем. смягчить контурОпределитесь с резкими или мягкими краями в зависимости от материала: толстые куртки требуют менее резких теней, чем, например, острый край проецируемой тени на подбородке.
Передовой опыт для обеспечения согласованности
– Сохраняйте зеркальное освещение на низком уровне или отключайте его, если материал этого не требует; если есть яркость, пусть она будет широкий и низкой интенсивности (Высокая шероховатость в PBR). – При компоновке учитывайте альфа-каналы и теневые проходы; разделение красоты и теней обеспечивает хирургический контроль. – Отдавайте приоритет многослойной теневой туши в «неосвещенных» потоках.
– При агрессивном (экспоненциальном) сопоставлении цветов проверьте уровень черного и рассмотрите такие варианты, как «Не влиять на цвета». Сжатие диапазона может привести к размыванию теней.– В PBR тщательно измеряйте шероховатость: небольшие изменения существенно влияют на показания «матовости». – Избегайте ZTransp для физической рефракции; используйте его только в том случае, если скорость важнее точности.
– В сценах с SSS измерьте радиус рассеивания; пересвеченный SSS может выглядеть «вощеным». – Если вам нужны «только тени», полагайтесь на Только тень/Только каст и матовые обертки. – В Toon составьте световой порог и теневую маску, чтобы сохранить стиль, не включая Ламберта.
Это путешествие дает вам полный набор инструментов: от моделей диффузного отражения и управления тенями в Blender до неосвещенных материалов с тенями в Unreal, матовых оболочек в V-Ray, которые не портят фон даже при экспоненциальном увеличении, до управления материалами и PBR в Rhino и объемного мышления в 2D. Когда вы освоите, как и где умножать тень, какие параметры отключают зеркальный эффект и как цветовая карта изменяет черный цветМатовый материал становится предсказуемым и элегантным в любом конвейере.
