本教程我們將學習maya的布林材質、漸變紋理和采樣信息節點,同時我們也要使用mentalray的電介質材質和新的mia_material。在本教程中還使用了mentalray作為我的渲染器,同時為了得到真實的效果還打開了 “final gathering”、“Global Illumination”、“caustics”。
使用軟件:maya和mental ray。
使用布林創建玻璃:
我們的第一步就是創建玻璃杯幾何體。雖然很簡單,但是我們需要保證建立的曲麵(這裏使用的nurbs創建的)的底部是比較厚的(就像一個真實的玻璃杯)。見下圖1。
圖1
下一步,我複製了幾個,然後設定好場景。我的渲染設置列出如下圖所示。
圖2
圖3
理解玻璃包含哪些內容:
這裏有幾個部分需要我們去實現。首先要注意的是,當然,玻璃是一種透明的實體。雖然這是最明顯的,但是我們不能 忽略玻璃底部厚度產生的微妙的透明度變化。第二,玻璃的反射,這樣我們又得研究它的反射率是如何的,它的表麵是鏡麵反射的,因此沒有太多的漫反射在其上。 最後,玻璃是一個折射表麵。它比空氣的密度更高使得它能彎曲光線。讓我們脫離這些因素來細看:
透明度-如前所述,玻璃是透明的。但是當我們越靠近物體的邊緣時它就越顯得厚了。在玻璃的這些邊緣實際上我們看到的是一個密度很高的材質。讓我們這麼想:當航天飛機脫離大氣層直線上升時,隻要通過62公裏就能到達外層空間。相反,如果你站在珠穆朗瑪峰的峰頂,並同時能看到南方和北方,你可能要看到兩個方向 的150英裏以外(總共300英裏)才能看到大氣層外圍。當我們觀察玻璃邊緣時,事情是一樣的,我們其實看到了更多的“物體”,自然邊緣的透明度就更低一些。
圖4
反射-應用與以前一樣的原則,在玻璃杯的邊緣總會變的很古怪,接下來我們了解一下菲涅耳效應。當你觀察一個反射 物體時,它的反射數量取決於你的視角。如果你以垂直角度直視一個水池,你就可以通過表麵的最小反射率看到下麵的水。在一些特定的角度,你更有可能看到水上 方的情況,而不是下麵的。所以,當我們給材質添加反射時我們也必須研究這些邊緣效果,使得在麵對攝像機時如何讓其的法線方向少一些反射而在其邊緣時多一些 反射。
鏡麵反射(相對於漫反射)-我們必須遵循對於玻璃來說的漫反射光譜。在大多數情況下,因為它是一個高密度的硬物,們需要給它一個低的漫反射值和較高的鏡麵反射值。然後我可以控製它的光澤度來決定這個玻璃杯是否是磨砂的。
折射率-最後,因為我們的玻璃是一種比周圍空氣密度大的介質,我們需要計算它的折射率。下麵的圖給出了提示。我們可以很快看到玻璃的IOR的值為 1.52(也有可能是1.5和1.55之間的值)。如下圖的玻璃所示,它的正麵是正常的,但是在它內部和後麵的物體形狀發生了改變,著名的例子可以看左邊 的圖,這就是所謂的“stick in the pond”。由蘇格拉底第一次提出這個理論,秸稈是不是真正彎曲。而事實上我們的眼睛看到的是通過玻璃和其中的水兩次彎曲後形成的圖像。這一概念有一個名 字:電介質(稍後我們將使用電介質材質)。
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好了,我們現在掌握了物理上的一些原理,下麵我們開始賦予材質。下麵讓我們嚐試使用maya的布林材質來製作一 個真實的玻璃,首先,我會把顏色和漫反射調到很暗,以免影響玻璃的外觀。將透明度設置的很高(盡管我們不久將賦予材質)。偏心率低一 些,“Specular Roll off”高一些,“specularized”很高(少一些光澤)。稍後將給反射率賦予材質。注:我沒有給反射顏色通道賦予材質是因為我給了一個實物環繞 這個場景中的玻璃杯,如果場景中隻有玻璃杯,那麼我們就要給這個通道賦予一個圖片用來表現反射了。
圖8
看起來太差勁了。主要是缺乏對折射率的調節,接下來我們來進行這一步。
好的,讓我們讓折射率起作用。
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這樣看起來好多了,但是玻璃的厚度和反射仍然太均勻,是時候添加一些漸變來控製了。
圖11
厚度-讓我們首先添加一個漸變控製透明度。我們將使用Maya的采樣信息節點控製這個漸變。首先,我將創建一個漸變紋理並將其連接到玻璃的透明度上。漸變從黑到白,因此它僅控製Alpha信息,白色更加透明,越黑則越不透明。
圖12
這將直接連接(默認)漸變到uvs上。這是一個v向的漸變,我們可以連接采樣信息節點下的“facing ratio ”屬性到漸變下的“V-Coordinate”下。這樣會使漸變獲知玻璃上有多少麵的法線是麵向攝像機的。漸變的頂部將表現出麵向攝像機的玻璃的麵,底部 則表現垂直於攝像機90度的麵的效果,然後,我們再次進行渲染。
我們充滿信心!現在讓我們將依據菲涅爾效應建立反射率。
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我們的超視圖應如下所示(注意:我又使用了信息采樣節點)。這裏是我們的渲染結果。
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最後,讓我們添加一些模糊讓其更真實,使用mentalray我們可以巧妙地模糊反射和折射。
完工!我們成功的使用布林實現了玻璃的效果。下麵我們研究如何使用mentalray輕鬆的實現效果。
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創建玻璃使用電介質材質:
我現在已經建立好了第二個杯子同時賦予了它mentalray的電介質材質。屬性欄裏隻有個選項值;這是因為所 有的在布林中需要連接的材質它都已經處理好了。這個材質的默認屬性是一個高強的鏡麵/反射麵,我們全部要做的就是設置IOR值為玻璃的值就行了。 IOR_out值也極為重要,它代表著玻璃周圍的物體的密度值(現在的環境下是空氣)。因為當下我們的杯子中有水,所以我們要設置IOR為 1.33,IOR_out值為1.46。下麵使我們渲染的結果。
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太簡單了,在maya8.5中使用mentalray的新材質Mia_material後它就變的更加簡單了。
使用 MIA Material創建玻璃
Mia_material是一個超酷的、物理精確的材質,它可以模擬幾乎任何表麵。從蘭伯特或“Oren- Nayer style diffuse surfaces”,金屬,金屬拉絲,各向異性,玻璃,寶石,金屬光澤,磨砂材料,半透明表麵。它基於環境閉塞,最終聚會(每個對象的基礎上),菲涅爾反 射(BRDF的),和metalicity。此外,它還帶有預置效果。讓我們現在創建Mia_material。
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選擇正確的預設(你會發現有許多可供選擇)。現在渲染
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現在我們已經研究了3種maya不同的方法來創建真實的玻璃材料。下麵是三個杯子的最終效果。
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