معماری ژینو
Genuine Architecture
معماری ژینو
Genuine Architectureآشنایی با تئوری ساخت متریال های VRay
برای ساخت متریال های زیبا ابتدا باید بفهمیم متریال های VRay چطور کار می کنند . بذارید نگاه عمیق تری به VRayMtl, VRayFastSSS2 و VRayBlendMtlداشته باشیم . این سه مورد اصلی ترین نوعهای متریال VRay برای ساخت متریال های طبیعیست و می تونید با اونها تقریبا همه ی نوع متریالی رو بسازید . متریال های VRay بیشتری نیز وجود دارد اما برای کارهای خاصی از آنها استفاده میشه و در این راهنما پوشش داده نخواهند شد .
استفاده از متریال های استاندارد max رو فراموش کنید چون سرعت رندر را کاهش می دهند و رندری نویزی و غیرطبیعی خواهید داشت .
VRayMtl یک متریال پایه است که می بینید اغلب متریال هایی که خواهیم ساخت از این متریال استفاده خواهیم کرد .
این تصویر متریال VRayMtl هست بدون هیچگونه تغییراتی .
.
.
حالا نگاهی به قسمت Diffuse می اندازیم .
.
.
Diffuse color رنگ اصلی آبجکت را مشخص می کند . مثلا اگه بخواید یه گوجه فرنگی رو بسازید بلافاصله رنگ Diffuse رو قرمز می ذارید ، البته در مورد آبجکت های که دارای انعکاس یا شکست نور هستند پیچیده تر هست که بعدا بهش می پردازیم .
VRayMtl اجازه می ده به شما که یک رنگ ساده یا یک map رو بعنوان Diffuse استفاده کنید . می تونید از هر نوع تصویر bitmap یا Procedural Map در اسلات map استفاده کنید . در تصویر زیر نمونه های مختلف رو می بینید .
.
.
پارامتر Roughness مقدار زبری یا مسطح بودن رنگ یا متریال رو مشخص می کنه . می تونید از این پارامتر برای اینکه متریال رو پر گردوغبار و زبر یا نرم و مسطح نشون بدید استفاده کنید . در مثال زیر متریال ها یکسان بوده و فقط مقدار Roughness تغییر پیدا کرده .
.
.
قسمت بعدی Reflection هست .
.
.
همونطور که از اسمش پیداست این قسمت با ویژگیهای انعکاسی آبجکت ها سروکار داره . اکثر اشیا در دنیای واقعی بازتاب و انعکاس دارند . به این تصویر کروم و آجر نگاه کنید .
.
.
انعکاس کروم خیلی قوی هست و می تونید به راحتی بفهمید که یه سطح انعکاسی داره ، اما در مورد آجر چطور ؟ ممکنه بنظر برسه اصلا انعکاسی نداره ، اما در حقیقت انعکاس داره که خیلی کم و مات هست . تنها چیزی که در دنیا وجود داره و هیچ انعکاسی نداره سیاه چاله های فضایی هستند ! این مورد رو حتما همیشه به یاد داشته باشید .
بذارید حالا نگاهی به پارامترهاش بندازیم . اول reflect color
.
.
رنگ سیاه ، آبجکت را کاملا بدون انعکاس می کنه و رنگ سفید بیشترین انعکاس را به ابجکت می ده و طیف خاکستری بین این دو رنگ قدرت انعکاس را افزایش یا کاهش می ده . اسلایدر رنگ در 3DsMax مقادیری بین 0 تا 255 را می پذیره به این معنی که اگر می خواهید یک متریال 50% از نوری که بهش تابیده می شه رو منعکس کنه باید مقدار Reflection رو روی 128 تنظیم کنید . در تصویر می توانید مقادیر 0 ، 128 و 255 را ببینید . دقت داشته باشید در تصویر سوم چطور رنگ Diifuse از بین رفته و فقط انعکاس دیده می شود . هرچه قدرت انعکاس بیشتر بشه رنگ یا متریال پایه ضعیف تر می شه . بر اساس قانون بقای انرژی ، اشیایی که در طبیعت وجود دارند نمی توانند انعکاس بیشتری از نوری که دریافت می کنند داشته باشند ، این به این معنی است که اگر یک متریال 0% انعکاس داشته باشد 100% رنگ یا متریال Diffuse را نشان می دهد اگه متریال 30% انعکاس داشته باشد رنگ یا متریال Diffuse فقط 70% نمایش داده می شود . Reflection را مانند یک لایه بر روی Diffuse در نظر بگیرید که با هم متریال نهایی رو می سازند .
.
.
شبیه به Diffuse می تونید از رنگ ها ، تصاویر Bitmap و procedural map ها در اسلات Reflect استفاده کنید .
.
.
رنگ Diffuse برای همه ی مثال ها خاکستری یا 128 هست . دقت داشته باشید که چطور رنگ Reflect در ظاهر Diffuse تاثیر می ذاره . تغییر رنگ به این خاطر اتفاق می افته چون VRay به قانون بقای انرژی ربط داره . اگر متریال نور قرمزی رو منعکس کنه رنگ قرمز از Diffuse color کم میشه و فقط رنگ های آبی و سبز باقی می مونن . این رفتار باعث می شه پیش بینی نتیجه ی نهایی سخت بشه و بهمین خاطر هست که می تونید پارامتر Energy Preservation mode را تغییر بدید . اگر Monochrome را انتخاب کنید رنگ Diffuse تغییری نخواهد کرد و در عین حال می توانید Reflection color را نیز تغییر دهید .
.
.
.
.
پارامتر Reflection Glossiness مقدار تیزی و مات بودن انعکاس رو کنترل می کنه . برخی از اشیا در دنیای واقعی مانند فلزات با سطح صیقلی ، آیینه و کروم انعکاس های sharp دارند اما اشیایی مانند چوب ، سیمان ، پلاستیک و غیره انعکاس های ماتی دارند . می تونید مقداری بین 0 (کاملا مات) تا 1 (کاملا sharp) به پارامتر Reflection Glossiness اختصاص دهید . برای بیشتر اشیا نیازی نیست که مقدار این پارامتر را از 0.3 کمتر کنید . در کم کردن مقدار این پارامتر احتیاط کنید زیرا باعث ایجاد نویز در تصویر نهایی می شه . البته می توان از طریق افزایش مقدار Subdivs نویز را کم کرد اما افزایش این پارامتر رابطه ی مستقیمی با افزایش زمان رندر دارد . در تصویر زیر می توانید تاثیر Reflection Glossiness را ببینید .
.
.
نویز تصاویر کاملا واضح است . می تونید این مشکل را با افزایش مقدار Subdivs برطرف کنید . با افزایش این مقدار انعکاس نرم تر خواهد شد اما در مقابل زمان رندر نیز بیشتر خواهد شد . اگر به تصاویر زیر توجه کنید می بینید که زمان رندر تصویر سوم نسبت به تصویر اول تقریبا 3 برابر شده . مقدار 16 برای گرفتن یک نتیجه ی خوب بدون صرف زیادی برای رندر مناسب است . می تونید با مقادیر مختلف رو برای این پارامتر امتحان کنید تا به یک تعادل بین زمان رندر و کیفیت تصویر برسید .
.
.
اگه هدفتون ساخت متریال های واقعیه پیشنهاد می کنم گزینه ی Highlight glossiness را فعال نکنید . این گزینه میزان مات بودن Reflection را بصورت واقعی محاسبه نمی کنه بنابراین متریال زیبایی نخواهید داشت اما برای رندرهای سیع می توانید از این پارامتر استفاده کنید .
گام بعدی پارامتر Fresnel است . ابتدا باید یفهمیم که به چه معنیه ؟ Fresnel ، قدرت انعکاس رو بسته به زاویه دید شما تغییر می دهد . قاعده ی کلی اینه که اگه سطح نسبت به زاویه دید شما عمودی باشه انعکاس ضعیف تر و اگه سطح با زاویه دید شما موازی باشه قدرت انعکاس سطح هم بیشتر می شه . می تونید چند نمونه رو در دنیای واقعی ببینید .
.
.
و حالا مقدار Fresnel IOR رو ببینید . دقت داشته باشید برای این پارامتر مقادیر بیشتر از 1.01 رو قرار دهید زیرا مقداری کمتر از این حد بصورت فیزیکی برای هیچ کدام از متریال های طبیعی صحیح نیست . افزایش مقدار IOR رابطه ی بین زاویه ی سطح و قدرت انعکاس را تغییر می دهد .
.
.
مقدار Reflect IOR برای برخی از آبجکت های متداول :
آب 1.33
پلاستیک 1.45
شیشه 1.5 - 1.8
الماس 2.4
مواد ترکیبی مانند چوب ، سنگ ، سیمان و غیره 3 - 6
فلزات 20 - 100
به قسمت بعدی یعنی Refraction می ریم .
این تنظیمات کنترل می کنند که چطور و چقدر متریال نور را از خودش عبور می دهد . متریال های متداولی که خاصیت انکساری یا شکست نور رو دارند شامل شیشه ، آب ، جواهرات ، پلاستیک های شفاف و غیره می باشند .
اولین پارامتر آن Refract color هست که همانطور که قبلا گفته شد شامل طیف خاکستری از رنگ سیاه (بدون هیچ Refract) تا رنگ سفید (Refract کامل)می شود .
چند مثال رو در تصویر زیر با متریال سیاه می بینید . پیشنهاد می کنم برای متریال های شفاف از diffuse color سیاه (1;1;1) استفاده کنید و رنگ متریال رو با استفاده از Refract color و Fog color تنظیم کنید .
.
.
می تونید از رنگ ها ، تصاویر Bitmap و procedural map ها در اسلات Refract استفاده کنید .
.
.
Refraction glossiness نیز مانند Reflection Glossiness می توانید مقدار مات بودن Refraction را تغییر بدید . این پارامتر بخصوص در مورد شیشه های مات و یا هر سطح زبر دیگری که نور را از خود عبور می دهد مناسب است .
هنگام کار با این پارامتر مراقب باشید زیرا باعث افزایش زمان رندر و افزایش نویز در تصویر می شود . برای بیشتر متریال ها مقدار 0.6 مناسب است.
.
.
برای حذف نویز مقدار Subdivs رو افزایش می دیم . همونطور که می بینید زمان رندر برای تصویر سو 7 برابر طولانی تر از تصویر اول بوده بنابراین اگر به رندر سریعی نیاز دارید بهتره مقدار این پارامتر رو کم کنید .
.
.
در دنیای واقعی زاویه شکست نور در اشیا مختلف با چگالی های متفاوت فرق می کند IOR با مقدار 1 اجازه می ده نور بدون شکست رد بشه ، هر چقدر مقدار IOR افزایش پیدا کنه زاویه ی نور شکست پیدا می کنه . به این مثال ها توجه کنید .
.
.
برای بسیاری از متریال ها مقدار IOR محاسبه شده . در زیر می تونید برخی از این مقادیر رو ببینید .
استون 1.36
عقیق 1.544
1.0002926 هوا
الکل 1.329
آلومینیوم 1.44
کهربا 1.546
یاقوت ارغوانی 1.544
زمرد کبود 1.577
آسفالت 1.635
برنز 1.18
گچ 1.510
کروم سبز 2.4
کروم قرمز 2.42
کروم زرد 2.31
کروم 2.97
کبالت آبی 1.74
کبالت سبز 1.97
کبالت بنفش 1.71
مس 1.10
اکسید مس 2.705
مرجان 1.486
کریستال 2.00
الماس 2.417
زمرد 1.576
زمرد، مصنوعی شار 1.561
زمرد، مصنوعی آبی 1.568
شیشه 1.51714
طلا 0.47
یخ 1.309
آهن 1.51
عاج 1.540
یشم سبز 1.665
لاجورد سنگ 1.500
سرب 2.01
یشم 1.600
نایلون 1.53
عقیق سلیمانی 1.486
اکسیژن (گاز) 1.000276
مروارید 1.530
پلاستیک 1.460
کوارتز 1.544
سنگ نمک 1.544
لاستیک، طبیعی 1.5191
یاقوت کبود 1.760
سیلیکون 4.24
نقره .18
زمرد سبز 1.608
یاقوت سرخ 1.712
فولاد 2.50
فوم 1.595
تفلون 1.35
کهربای اصل 1.624
آب 1.33157
.
.
.
.
پارامتر بعدی Fog Color هست که اگه بخواید شیشه رو بصورت طبیعی رنگ بزنید انتخاب خیلی مناسبی هست . استفاده از Fog Color باعث می شه قسمت های نازکتر روشن تر و قسمت های ضخیم تر تاریکتر باشند . مقدار Fog multiplier میزان قدرت رنگ رو افزایش می ده .
.
.
.
می تونید رابطه ی بین ضخامت آبجکت و شدت Fog رو با استفاده از پارامتر Fog Bias کنترل کنید . به مثال توجه کنید مقادیر منفی باعث می شود شدت رنگ بیشتر بشه و مقادیر مثبت باعث می شه Fog نرم تر و ضعیف تر بشه . این پارامتر را با Fog multiplie استفاده کنید تا به افکت مورد نظر خود برسید .
.
.
بزرگترین مشکل Fog color اینه که نمی شه از یک map استفاده کرد و فقط از رنگ استفاده می شه ، مثلا اگه بخواید یک شیشه با رنگ های مختلف یا یک شیشه ی کثیف بسازید باید این کار رو با Refract color انجام بدید . اگرچه که برای متریال های تک رنگ بجای استفاده از Refract color گزینه ی مناسبی هست و باعث طبیعی شدن متریال می شود .
در VRay 2.0 ویژگی های جدیدی برای متریال های refractive معرفی شد . تا قبل از معرفی VRay 2.0 برای ترکیب متریال هایی با Refract color ها و IOR های متفاوت باید از متدهای ساختگی و جعلی استفاده می کردید اما حالا به راحتی می تونید Dispersion را فعال کنید و قدرت را با تغییر مقدار Abbe افزایش یا کاهش دهید . مقادیر کمتر Dispersion را قوی تر و مقادیر بیشتر اونهارو نرم تر می کنه . از نگاه هنری خودتون استفاده کنید تا بفهمید به چه میزان Dispersion نیاز دارید . بخاطر داشته باشید که Dispersion زمان رندر رو افزایش می ده .
.
.
قسمت بعدی Translucency هست که ترجیح می دم بدون توضیح ازش بگذرم چون همیشه از متریال VRayFastSSS2 برای آبجکت های نیمه شفاف استفاده می کنم چون سرعت و انعطاف بیشتری داره .
نگاهی به قسمت BRDF می اندازیم .
.
.
BRDF model روی محاسبه ب نقاط برجسته و روشن متریال تاثیر می ذاره ، سه مدل مختلف داریم : Phong ، Blinn و Ward که به ترتیب Phong نقاط هایلایت و برجسته رو با وضوح کامل نمایش می ده ، Blinn یه مقدار ماتش می کنه و Ward از حالت Blinn هم نرم تر و مات تر می کنه . بصورت پیشفرض Blinn انتخاب شده که برای همه ی متریال ها هم مناسبه ما برای متریال های فلزی باید از مدل Ward استفاده کرد .
.
.
Anisotropy اجازه می ده که نقاط هایلایت رو بکشید و بسط بدید . یک مثال متداول برای این مورد در دنیای واقعی می توان به سطوح فلزی براش شده اشاره کرد . در مثال های زیر تاثیر Anisotropy رو می بینید . مقادیر منفی باعث می شه هایلایت در جهت افقی کشش پیدا کنه و مقادیر مثبت بصورت افقی باعث کشش اونها می شه .
.
.
می تونید زاویه ی Anisotropy رو بصورت دستی تغییر دهید . مثال زیر تاثیر Anisotropy را با چرخش به میزان 45 درجه نشون می ده .
.
.
و نهایتا اینکه می تونید برای کنترل بیشتر حتی محور مرجع رو هم تغییر بدید .
.
.
و در قسمت Maps هم می تونید لیست تمامی اسلاتهایی که می شه برای ساخت متریال به اونها تصویر اختصاص بدید رو ببینید .
.
.
ویژگی های مهمی از متریال ها صرفا از قسمت Maps قابل دسترسی هستند مانند Bump ، Displace و Opacity .
بذارید ابتدا نگاهی به Bump و Displace بندازیم . در هر دوی این اسلات ها می توانید تصویری را اختصاص دهید که ناهمواری و تغییرشکل سطح آبجکت را شبیه سازی می کند . Bump این کار رو بدون تغییر geometry آبجکت این کار رو انجام می ده اما Displace آبجکت رو در زمان رندر تغییر شکل می ده . تغییر شکل به این صورت هست رنگ خاکستری [128,128,128] در تصویر هیچ تغییری رو روی آبجکت بوجود نمیاره مقادیر تاریکتر سطح آبجکت رو به سمت داخل می برن و مقادیر روشن تر به سمت بیرون .
در هنگام رندر Bump نسبت به Displace خیلی سریعتر است.
اگر نیاز به تغییر شکلی بزرگ و طبیعی دارید می تونید از Displace استفاده کنید در حالی که Bump برا چیزهای کوچکتر که نیاز به تغییر آبجکت خروجی ندارند استفاده می شه . به تصاویر توجه کنید تا تفاوت بین این دوحالت را بفهمید .
.
.
مورد بعدی Opacity هست که عملکرد ساده ای داره . قسمت های سیاه متریال بصورت شفاف در میان و قسمت هی سفید باقی می مونند . Opacity مخصوصا در مواردی مانند شبیه سازی برگ درختان یا آبجکت های توری شکل بدون استفاده از polygon های زیاد مناسب است .
.
.
دو قسمت بعدی VRayMtl ، Reflect Interpolation و Refract Interpolation هستند که برای محاسبه ی سریعتر مات بودن reflection و refraction استفاده می شه اما در مورد این بخش توضیحی نمی دم . حدود 90% از متریال هایی که نیاز دارید رو می تونید باهاش بسازید اما دربرخی موارد متریال های دیگه بهتر عمل می کنند . خب تا اینجا با VRayMtl آشنا شدیم. در بخشهای بعد با VRayBlendMtl و VRayFastSSS2 آشنا خواهیم شد.
.
.
.
خب بذارید نگاهی به VRayBlendMtl که برای ساخت متریال های ترکیبی به کار می ره بندازیم . برای مثال اگه بخواید یک سطح سیاه براق با نقطه های طلایی مات بسازید ، آسان ترین روش ساخت دومتریال و ترکیبشون با هم هست .
VRayBlendMtl با سیستم لایه ای کار می کنه . یک لایه ی base وجود داره که می تونید لایه های دیگر که به اصطلاح به آنها coat می گن رو بهش اعمال کنید . با استفاده از Blend Amount می تونید نحوه ی ترکیب لایه coat رو با لایه ی Base کنترل کنید .
.
.
این مثال دقیقا همان مثال بالاییست اما از یک تصویر شطرنجی سیاه و سفید در اسلات Blend Amount استفاده شده .
.
.
هر کدام از لایه های coat با لایه های پایینی مانند یک متریال تنها رفتار می کنند . اگر یک متریال base و 2 تا متریال coat با درصد تاثیر 50% داشته باشیم نتیجه به این صورت خواهد بود .
0.5(0.5لایه ی base + 0.5 لایه ی coat اول) + 0.5 لایه ی coat دوم
در این مثال من یک لایه ی coat دیگر با رنگ سبز اضافه کردم . اگر هر سه قسمت بطور مساوی استفاده بشن نتیجه بصورت زیر خواهد بود .
.
.
تا 10 متریال می توانید اضافه کنید و اگر نیاز به استفاده از متریال های بیشتری داشتید می توانید یک VRayBlendMtl جدید بسازید و بعنوان یک sub-material از آن استفاده کنید و تکرار این پروسه تعداد زیادی اسلات برای اضافه کردن متریال به شما می ده . در این مثال می توانید یک نمونه ی پیچیده تر با ترکیب 4 متریال را ببینید .
.
.
مطمئن هستم الان به پتانسیل های VRayBlendMtl پی بردید .
.
.
بذارید نگاهی به نوع بعدی متریال های مورد استفاده مون در این سری اموزشی بندازیم VRayFastSSS2 . حروف sss مخفف Sub-Surface Scattering ست و نام متداول دیگر آن Translucency یا نیمه شفاف است . این اتفاق زمانی می افته که شعاع های نور بصورت مستقیم از شی عبور نمی کنند بلکه وقتی وارد شی می شن در جهت های مختلف پراکنده می شن و این باعث می شه شما نتونید درون شی رو ببینید اما می تونید نور رو در درونش ببینید ، refraction این کار را در سطح شی انجام می ده اما SSS این کار را در داخل شی انجام می ده . نگاهی به تصاویر بندازید تا بهتر منظور منو درک کنید .
.
.
VRayfastSSS2 برای ساخت این نوع متریال ها مناسب ترین گزینه ست .
با مقایسه ی VRaymtl و VRayfastSSS2 خواهید فهمید که متریال های معمولی اجازه نمی دن نور به داخل شی بره و فقط در سطح شی پراکنده ش می کنه .
.
.
راحت ترین راه برای افزایش تاثیر translucency افزایش تنظیمات Scale هست که باعث می شه نور بصورت عمیق تری وارد آبجکت بشه .
.
.
پارامتر بعدی SSS prepass دقت پراکندگی نور رو مشخص می کنه . مقادیر کم باعث می شه نتیجه ی مات بشه در حالی که مقادیر زیاد باعث می شه رندر دقیق تر انجام بشه که باعث افزایش زمان رندر هم می شود . پیشنهاد می کنم مقادیری بین -1 تا 1 رو استفاده کنید .
.
.
Fast SSS اجازه می ده IOR رو بخوبی تنظیم کنید . بیشتر متریال ها بر پایه ی آب مانند شیر ، آبمیوه مقدار IOR شون برابر 1.3 هست برای متریال های سنگی IOR بین 1.5-1.7 هست . همچنین می تونید از preset های داخلی که وجود داره برای متریال های متداول استفاده کنید .
Overall color بهتون اجازه می ده که رنگ کلی (سطح و داخل) متریال رو تغییر بدید . به مثال ها توجه کنید .
.
.
Diffuse color رنگ سطح خارجی رو کنترل می کنه و Sub-Surface color رنگ داخل آبجکت رو کنترل می کنه . بصورت پیشفرض VRayfastSSS2 فقط Sub-Surface color و رو بعنوان سوروس اصلی رنگ استفاده می کنه . می تونید به Diffuse یه رنگ اختصاص بدید و مقدارش رو افزایش بدید تا این رنگ با دو رنگ دیگه ترکیب بشه . توضیحش یه مقدار سخته . در مثالی که می بینید من Diffuse color رو رنگ قرمز و sub-surface color رو رنگ آبی در نظر گرفتم . زمانی که مقدار Diffuse صفر باشه می بیتید که اصلا دیده نمی شه . وقتی مقدارشو به 0.5 افزایش دادم با رنگ دیگه ترکیب شد و نهایتا زمانی که مقدارشو یک گذاشتم فقط رنگ Diffuse مشاهده می شه .
.
.
بیاید نگاهی به Scatter color بندازیم . د رخشندگی و روشنی این رنگ بر پراکندگی نور در داخل اشیاء تاثیر داره . از رنگ سیاه به سفید این تاثیر قوی تر می شه . در مثال زیر من از متریال ساده ی خاکستری و رنگ قرمز در Sub-Surface color استفاده کردم .
.
.
حالا نگاهی میندازیم به Specular Layer .
می تونید با فعال کردن گزینه ی Trace Reflections به متریال VRayfastSSS2 حالت reflective و انعکاسی بدید . درست مثل VRaymtl می توانید با تغییر مقدار glossiness میزان تیزی یا مات بودن انعکاس رو کنترل کنید .
همه ی این تنظیمات glossiness ، subdivs و reflection مانند VRaymtl عمل می کنند .
.
.
بذارید به قسمت Options بریم .
مهم ترین گزینه ای که که در اینجا باید روش تمرکز کنید مد Single Scatter هست که بر اساس متریالی که می سازید سه احتمال وجود دارد .
مد Simple برای متریال هایی که نور خیلی عمیق وارد شی نمی شود مناسب است مانند پلاستیک یا پوست .
مد Refractive برای متریال هایی که درخشان هستند اما در عین حال مات نیز هستند بکار میره مانند سنگ مرمر.
مد Refractive (raytraced) برای بیشتر متریال های شفاف بکار می ره که باعث می شه شکست نور و سایه هایی شفاف زیبایی ایجاد بشه و برای متریال هایی مانند شیشه ، آب و کریستال استفاده می شه .
.
.
برای تاثیر بهتر می توان گزینه های Front lighting ، Back lighting و Scatter GI را فعال کرد .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
برگرفته از
ممنون بسیار عالی و کامل بود
ممنون عالی بود
ممنون از آموزش خیلی خوبتون