1.3.8 Карты и каналы проецирования

Окраска большинства объектов имеет характерный рисунок в виде узора или набора пятен с меняющимися формами и размерами определенного цвета и яркости. Такие характерные рисунки называются текстурами. Для имитации реальных текстур в 3ds Мах применяются карты текстур. Простейшая карта – это растровое изобра­жение. Другие карты (изображения) формируются на основе специальных алгорит­мов – это так называемые процедурные карты. Карты используются для увеличения реализма материалов. Карты могут имитировать текстуры, отражения, преломления и другие эффекты. Можно использовать карты, чтобы создать среду.

Каналы проецирования в свитке Maps являются отправными точками для совершенствования вида материала. Именно каналам проецирования назначаются карты текстур. Можно манипулировать, комбинировать, ответвлять карты множест­вом способов, заставляя даже простые поверхности выглядеть богатыми и сложными. Внимательная работа может сделать модель предельно реалистичной и эффектной.

Поскольку канал проецирования может ветвиться достаточно глубоко, способ интер­претации результатов ветвления изменяется в зависимости от различных каналов. Ре­зультат канала оценивается как в цвете RGB, так и в интенсивности оттенков серого.

Рассмотрим материал Bricks_BrickCommon из библиотеки 3dsmax.mat. Для создания этого материала были использованы каналы Diffuse Color (Цвет рассеивания) и Bump (Рельеф). Канал Diffuse Color был использован для формирования вида материала на основе растрового изображения – файл Common 5-5п. Канал Bump (Рельеф) тоже требует наличия растрового изображения, но уже для того, чтобы придать материалу вид рельефности.

Иерархическую структуру материала удобно отображать в окне Material/Map Navigator (Просмотр материалов и карт), которое вызывается соответствующей кнопкой.

Каналы проецирования Ambient, Diffuse, Specular, Filter Color, Reflection и Reflection работают с цветом используемых изображений. Каналы Specular Level. Self-Illumination, Opacity и Bump учитывают только интенсивность, считая конечные цвета оттенками серого.

Карты текстур

Доступ к списку текстур можно получить, щелкнув на кнопке с надписью None в со­ответствующем канале свитка Maps или в свитках параметров возле соответствую­щего канала.

После назначения карты каналу можно управлять силой ее воздействия Amount и отключать в случае необходимости. Очистить канал от карты можно командой Clear из контекстного меню, открываемого щелчком правой кнопки мыши

Двумерные карты

Двумерные карты представлены следующим списком.

• Bitmap (Растровое изображение) – использование растровых изображений в различных графических форматах. Важно отметить, что после указания файла изо­бражения запоминается его абсолютный путь. Это надо помнить при передаче файла проекта на другой компьютер.

Совет

При разработке проекта, использующего растровые изображения, поместите их вместе, в отдельную папку.

• Checker (Шахматное поле) – создает узор в виде шахматных клеток двух задан­ных цветов. Цвета клеток могут быть заменены картами текстур.

• Combustion (Горение) – позволяет закрашивать непосредственно в битовом изображении или объекте и просматривать результат в окне просмотра Material Editor. Карта может включать другие эффекты горения.

• Gradient (Градиент) – создает картину плавного линейного или радиального пе­рехода между тремя цветами.

• Gradient Ramp (Улучшенный градиент) – создает картину плавного перехода между произвольным числом цветов или карт текстур. Предлагает на выбор 12 ти­пов переходов, имеет множество настраиваемых параметров.

• Swirl (Завитки) – создает спиральный узор из двух цветов или карт текстур.

• Tiles (Плитка).

Трехмерные карты

Трехмерные карты представлены следующим списком.

• Cellular (Ячеистая) – генерирует ячеистые текстуры, имитирующие природные и искусственные объекты, такие как гранит, песок, пенопласт, галька и поверхность океана. Ячеистая структура используется при создании органических образований, в частности, при моделировании кожи.

• Dent (Вмятины) – имитирует случайные трехмерные впадины на поверхности. Чаще всего используется в канале Bump (Рельеф). При создании такого рельефа применяется фрактальный алгоритм.

• Falloff (Спад) – генерирует черно-белую полутоновую карту. Данная карта ис­пользуется в качестве текстуры непрозрачности для придания большей достоверности изображению стекла и других прозрачных материалов. Характер изменения Рисунка задается в списке Falloff Flat Mirror (Плоское зеркало), который служит Для создания эффекта отражения.

• Marble (Мрамор) – имитирует зерно мрамора с двумя явными цветами и третьим промежуточным цветом.

• Noise (Случайные пятна) – позволяет создавать материалы с рисунком в виде областей случайной формы и яркости на основе двух исходных цветов или тек­стур. Делает расцветку материала менее однородной, что придает ей более естест­венный вид.

• Particle Age (Стареющие частицы) – карта применяется только к системам час­тиц. Обеспечивает по мере старения частиц плавное изменение их цвета от оттенка, соответствующего только что родившимся частицам, через от­тенок зрелого возраста к цвету умирающих частиц.

• Particle MBlur (Смазывание движущихся частиц) – изменяет цвет на переднем и заднем плане (по отношению к направлению движения) частиц.

• Perlin Marble (Перламутровый мрамор) – имитирует зерно мрамора.

• Planet (Планета) – имитирует контуры материков и океанов.

• Smoke (Задымление) – позволяет создавать материалы с рисунком в виде аморфных областей случайного характера, имитирующих эффекты дыма или тумана в луче света. Для большей реалистичности используется фрактальный алгоритм. Главный параметр, который определяет степень дымового зашумления,– Size (размер), а параметр Iterations (Количество итераций) задает количество итера­ций фрактального алгоритма, создающего эффект.

• Speckle (Крапинки) – создает рисунки случайных крапинок, имитирующих мате­риалы зернистой структуры.

• Splat (Брызги краски) – создает рисунки случайных крапинок, напоминающих результат разбрызгивания краски на поверхности материала. Данную карту можно использовать в каналах Diffuse (Рассеивание) или Bump (Рельеф).

• Stucco (Штукатурка) – имитирует неровности, напоминающие разные материа­лы, от шероховатой оштукатуренной поверхности до шкурки апельсина. Исполь­зуется, в основном, в канале Bump (Рельеф).

• Water (Вода) – имитирует случайную картину бликов и теней на взволнованной поверхности воды.

• Wood (Древесина)– имитирует рисунок древесных слоев, поперечного и про­дольного срезов ствола дерева.

Составные карты

Составные карты включают в себя:

• Composite (Составная) – позволяет объединить несколько карт в одну при помо­щи использования альфа-канала;

• Mask (Маска) – позволяет применять для параметра, в качестве которого она используется, другую карту, с учетом маскирующего рисунка.

Модификаторы цвета включают в себя:

• RGB Tint (RGB-оттенок) – позволяет настраивать оттенки основных цветовых каналов красного, зеленого и синего (Red, Green, Blue);

• Vertex Color (Цвет вершин) – служит для визуализации цветов вершин объектов типа Editable Mesh, Editable Poly и Editable Patch. При переходе в режим редак­тирования подобъектов Vertex они отображаются цветом, установленным при по­мощи этой карты. Цвет вершин можно также назначать, используя модификатор VertexPaint (Рисование по вершинам). Карта Vertex Color (Цвет вершин) приме­чается для канала Diffuse.

Специальные карты

К специальным относится карта типа Raytrace (Трассировка). Она чаще всего по­льзуется в качестве карт Reflection (Отражение) и Refraction (Преломление) и по своему действию во многом напоминает тип материала с аналогичным названием. На основе действия этой карты лежит принцип трассировки.

Каналы

Из всех каналов проецирования Diffuse наиболее прост для рассмотрения. Карта применяется к поверхности материала так, что она очень похожа на картину или обои.

Если сделать канал Diffuse активным в полную силу, он заменит базовый рассеянный цвет. Величина Amount указывает степень использования канала проецирования. Уровни между 0 и 100 пропорционально смешивают компоненты цвета Diffuse и рас­трового изображения.

Настройками в свитке Coordinates (Координаты) карты Bitmap (Растровое изображение) можно управлять расположением текстуры по поверхности объекта:

• Offset (Смещение) – смещение изображения текстуры;

• Tiling (Повторение) – количество повторений текстуры;

• Mirror (Зеркальное отражение) – зеркальное отображение изображения текстуры.

• Tile (Повторение);

• Angle (Угол) – поворот изображения текстуры.

Канал Diffuse имеет справа пиктограмму замка. По умолчанию карта Ambient забло­кирована на рассеивание. Заблокированный канал проецирования Ambient имеет серый цвет, и карта Diffuse используется как компонент рассеивания и фонового зате­нения. Разблокирование данной опции предоставляет возможность определения различных источников для компонента фона. Разделение карт Ambient и Diffuse применяется для интенсификации эффекта карт способом, по которому фоновый ба­зовый цвет часто является более темной или насыщенной версией рассеянного базо­вого цвета. Копирование карты Diffuse в качестве карты Ambient предоставляет воз­можность управления интенсивностью тени.

Канал Specular предназначен на случай, если необходимо управлять тем, что видно на отраженном блике материала. Такой эффект может быть едва заметным

отражением или просто вариациями, которые видны как блики света, проходящие над поверхностью (изображение получено при стандартном освещении). Канал Specular при активизации в полную силу заменяет базовый цвет отражения. Ползунок Amount указывает степень использования канала проецирования. Данный канал проецирования является единственным, который влияет на цвет отраженного компонента. Металлическое затенение не имеет отраженного компонента, поэтому канал Specular обесцвечен.

Когда для представления сквозных отверстий используется непрозрачность, канал Opacity должен копироваться с целью предотвращения бликов в местах предпола­гаемых пустот. В противном случае области с нулевой прозрачностью обрабатывают­ся так, как если бы они были чистым стеклом, и блики повисают в воздухе, разрушая эффект. Вопреки сказанному в документации, следует быть особо внимательным в применении двух каналов сияния в сочетании друг с другом, поскольку они управ­ляют очень разными эффектами. Канал Specular Level управляет яркостью блика, затемнением блика (от полного до нуля) и не влияет на размер блика. Напротив, ка­нал Glossiness увеличивает размер блика и не оказывает непосредственное влияние на яркость блика.

Каналом Self-Illuminated можно задать с помощью карты светящиеся области на по­верхности объекта. Self-Illuminated обеспечивает хороший способ имитации надпи­сей, светящихся в темноте рисунков и выгравированных узоров на ярких лампах.

Канал Opacity заменяет базовый параметр Opacity и использует интенсивность канала для определения непрозрачности. Чистый белый цвет полностью непрозрачен, а абсолютно черный прозрачен. Оттенки серого обозначают пропорциональные уровни непрозрачности. Когда карта Opacity активна, параметры Falloff и Туре по-прежнему находятся в свитке Extended Parameters. Канал прозрачности– один из наиболее полезных. Он незаменим при создании таких эффектов, как частичная прозрачность объекта.

Карты выдавливания (имитации рельефа) придают поверхности моделируемую структуру, указывая области для вытягивания, проектирования или "выдавливания". Визуализатор создает такую иллюзию за счет применения значения света на отобра­жаемой поверхности таким способом, что ребра или "выдавливания" могут отбрасы­вать тени и принимать блики.

Карты Bump не оказывают влияния на геометрию. То, что выглядит, как поднятые края, на самом деле является просто иллюзией – это эффект визуализации, только имитирующий эффект блика и формы. Возможность действительной деформации поверхности в 3ds Мах выполняется посредством модификатора Displacement. Вы­давливания предназначены для создания иллюзии рельефности, которая имеет отно­шение к поверхности, а не к профилю.

Карта Bump читает интенсивность канала и считает, что черное не оказывает влия­ния, белое оказывает полное воздействие, а оттенки серого обладают пропорцио­нальным эффектом. Ползунок Amount управляет величиной или кажущейся "высо­той" выдавливания, а не процентом канала.

Отражения можно использовать как сами по себе, например зеркала, либо как сла­бый эффект, делающий отражающий объект более реалистичным. Отражения либо применяются со связанным образом (текстурной картой), либо генерируются непо­средственно через типы карт Reflect/Refract или Flat Mirror. В первом случае отражение обычно должно быть иллюзией, усиливающей концепцию, что поверхность сияет и отражает. Во втором случае отражения бывают предельно реалистичными и точными.

Если посмотреть сквозь толстую вазу, увеличительное стекло или даже стакан воды, то сцена за материалом будет выглядеть изогнутой, искаженной или искривленной. Подобный эффект происходит из-за преломления света или рефракции. В компью­терной графике такое искажение называется рефракцией и моделируется посредст­вом карты Refraction. Карта Refraction на самом деле является вариантом карты не­прозрачности. С ее помощью имитируется преломление света сквозь прозрачный, но толстый материал.

Канал Displacement (Смещение) вызывает реальное искажение формы объекта.

Назначение материалов объектам Простые объекты

Существуют два способа назначения материалов объектам:

• активизировать слот образца материала, выделить объект на сцене и нажать кнопку Assign Material to Selection (Назначить материал выделенному объекту) в панели редактора Material Editor;

• выбрать слот образца материала и при нажатой левой кнопке мыши перетащить из слота образец материала на объект. Чтобы применить материал, следует отпустить кнопку мыши.

Когда материал назначен объекту, в слоте образца появляются белые угловые скобки. Для обозначения такого материала используется термин "горячий". Таким образом, "горячий" материал – это материал, назначенный хотя бы одному из геометрических объектов сцены. Возможно применение одного и того же материала к разным объектам на сцене.

Выделение на сцене объекта, которому был назначен материал, вызовет подсветку этого материала в соответствующем слоте.

Соответственно, "холодный" материал – это материал, не назначенный ни одному объекту на сцене. Есть еще понятие "теплый" материал. Им становится копия "горя­чего материала" (кнопка Make Material Сору). В силу того, что копия материала имеет то же имя, что и исходный, появляется диалоговое окно Assigning Material, в котором будет предложено переименовать копию материала.

При удалении "горячего" материала появляется диалоговое окно Reset Mtl/Map Params, в котором можно выбрать следующие варианты:

• Effect mtl/map in both the scene and in the editor slot? (Удалить материал со сце­ны и из редактора материалов?);

• Affect only mtl/map in the editor slot? (Удалить материал из редактора материалов?).

Во втором случае внешний вид объекта на сцене с назначенным материалом не изменится. Впоследствии этот назначенный материал можно вернуть обратно в редактор материалов.

Выделим объекты, которые имеют тот же материал:

Нажмите слот образца, который включает материал сцены. Белый уголок указыва­ет на материалы, которые присутствуют на сцене.

Нажмите кнопку Select By Material. Эта кнопка отсутствует, если активный слот образца не включает материал со сцены. Имена объектов с активным материалом выделяются, когда диалог по­является.

Нажмите кнопку Select, чтобы выбрать объекты, которые имеют активный мате­риал, сославшись на них. Вы можете также изменить выбор, отметив другие объ­екты.

Одному объекту можно присвоить только один материал. Для преодоления этого ограничения необходимо использовать материал Multi/Sub-Object.

Как было отмечено, если при создании объекта была активизирована опция Generate Mapping Coords., изображения (свойства) материала равномерно распределяются по поверхности объекта. Этого вполне достаточно для случаев, когда мате­риал изменяет свойства объекта, например, делает его прозрачным или зеркальным. Если материал подразумевает использование растрового изображения, в этом случае возникает проблема пропорционального отображения рисунка на объекте.

Например, после применения материала к объекту Box изменение параметра Height приведет к искажению изображения используемого материала.

Одно из решений – использование опции Real-World Map Size (Размер карты ре­ального мира). В настройках канала Diffuse Color (Цвет рассеивания) для карты Bit­map (Растровое изображение) установить флажок Use Real-World Scale (Использо­вать масштаб реального мира). Параметр Size (Размер) установить равным исходным параметрам объекта.

После этого изменение размеров объекта не приведет к искажениям текстуры.