Aplicació dels materials sobre els models
Quan us disposeu a aplicar els materials als vostres objectes virtuals heu de tenir en compte que el programari de Maya assigna un material, per defecte, a tots els objectes que importeu o que modeleu. Es tracta del lambert1. Aquest material no l’heu d’utilitzar i en cap cas el modificareu. El que fareu sempre és aplicar un nou material seguint aquest camí: Menu Rendering / Lighting/Shading / Assign new material…. S’obrirà un menú de selecció on podreu escollir Maya / Shaders o Arnold / Shaders. També podeu accedir a l’Hypershade i crear el nou material des d’allà.
Dins el programari Maya, trobem diferents materials amb certs paràmetres i propietats preestablertes. Els més comuns són els següents (figura):
En el món real, una superfície lambertiana és aquella que, de forma ideal, reflecteix l’energia incident des d’una direcció cap a totes les direccions i amb la mateixa intensitat. Això es tradueix en el fet que l’objecte té una mateixa luminància des de qualsevol punt de vista. Aquesta seria la teoria de la reflexió difusa perfecta portada a la pràctica, anomenada també reflectància lambertiana després que el físic i matemàtic Johann Heinrich Lambert, el 1760, la descrivís en el llibre Photometria.
- Lambert - Ja s’ha comentat anteriorment. És el material per defecte en tots els models de Maya. La seva característica principal és l’absència de reflexions o especularitat. Per tant, és idoni per representar materials mats, desllustrats o sense polir. Recordeu, no es pot utilitzar el lambert1, se n’ha de crear un de nou.
- Phong - Aquest material aporta les propietats d’aquells materials amb una reflexió o especularitat molt alta i dura, com materials vidriosos o la pintura d’un cotxe. El paràmetre cosine power controla la mida d’aquestes reflexions sobre la superfície. Trobem un material Phong E que és una versió més senzilla del shader i que renderitza més de pressa.
- Blinn - Molt semblant al phong, la propietat principal d’aquest shader és la de representar unes reflexions especulars suaus, convenients per simular superfícies metàl·liques com el llautó o l’alumini, de les quals en podem controlar el grau de lluentor. Dels tres materials, és el que té un cost computacional més elevat, però també una més bona qualitat, sobretot, pel que fa als reflexos.
Trobem materials com l’Anisotropic, l’Ocean Shader, el Ramp shader, entre d’altres, als quals us convidem a provar i a comprovar les diferències amb els altres.
Des del 2017, Maya incorpora per defecte el motor de renderitzat Arnold i tots els seus complements, entre ells, els seus shaders o materials. És convenient i recomanable fer servir els materials que ofereix Arnold, ja que les seves prestacions són molt superiors als de Maya, així com el seu motor de render.
- El material més comú és l’aiStandardSurface, que, a diferència dels materials vistos de Maya, concentra tots els paràmetres i propietats en un mateix material, i aquest fet el fa molt versàtil, polivalent i amb un potencial molt més elevat que no pas el lambert, el phong o el blinn. Pot produir des de materials amb reflexions difoses a especulars, complexes reflexions Fresnel pels metalls, distribució subsuperficial per materials com la pell, refraccions pels materials transparents, etc. Un tot en un (vegeu figura).
Els materials d’Arnold conviuen perfectament amb els processos de nodes de Maya i es poden combinar per crear xarxes complexes (vegeu la figura).
Malgrat que els shaders dels dos motors convisquin en pau, no es recomana que es barregin en una mateixa escena. Hi ha diversos motius, el primer de tots és que cada un d’ells pertany al seu motor, per tant s’expressen amb més solvència quan són interpretats pels de casa. Una altra raó per no mesclar motors i materials és perquè hi ha propietats, com són les transparències, els mapes de normals o bumps, que directament no s’interpreten. Per últim, la resposta a la llum no és la mateixa, i això ens pot portar molts mals de cap.
En els següents vídeos veureu exemples de com aplicar material de color sobre els objectes:
Creació de materials amb propietats específiques
Material amb especularitat
L’especularitat,figura, es pot controlar mitjançant textures. Això dota de gran flexibilitat el control de la lluentor i es pot editar mitjançant el codi de programació. Per saber com procedir treballant aquest paràmetre vegeu el vídeo a continuació:
L’especularitat d’algunes superfícies no té per què ser cúbica i directa, a vegades es deforma horitzontalment o verticalment. Per editar aquest paràmetre podeu seguir aquest vídeo:
Material amb propietats metàl·liques
A l’hora d’aplicar materials per representar superfícies metàl·liques, figura, heu de treballar amb els paràmetres d’especularitat, però també amb els de reflexió; la reflexió virtual no reflectirà les fonts de llum, es fa servir per representar l’entorn del vostre objecte. Aquí veureu com editar-la:
Material amb translucidesa
En la recreació d’objectes transparents, figura, sovint s’ha de tractar amb els índexs de refracció, que tenen un càrrega de processos important quan són interpretats i no es poden col·locar arbitràriament.
També heu de tenir en compte que hi ha dos paràmetres per obtenir la translucidesa d’un material: Transmission i Opacity. La diferència, vegeu figura, és el mètode que utilitza Arnold per calcular-ne els rajos.
S’aconsella utilitzar el Transmission quan es vulgui recrear la transparència d’un objecte, com un cristall, aigua o d’altres materials amb refracció. Tanmateix, si el que volem és que una part del model, amb aquell material assignat, desaparegui, utilitzarem l’Opacity.
Per aconseguir-los podeu seguir els passos d’aquests vídeos:
En els casos en què els materials transparents no ho siguin del tot, podreu tintar l’objecte i al mateix temps representar el gruix de les seves parts. La transmitància és el paràmetre que us ho permet, funciona a partir de la mida de l’objecte i la distància que separa els límits del vostre model. El funcionament el trobareu en aquest vídeo pràctic:
Recordeu que quan es treballa amb materials d’arnold, per poder fer efectiva la propietat de translucidesa, s’ha de deixar la casella d’Opaque desactivada, vegeu figura. Aquest paràmetre el trobareu en l’Attribute Editor, en la pestanya del node Shape, dins del submenú d’Arnold.
Material amb distribució subsuperficial de la llum
Si el vostre projecte requereix objectes translúcids, com per exemple tela, paper, teixits vegetals, una espelma de cera o carn humana, haureu de treballar la translucidesa del material amb la propietat de la distribució subsuperficial de la llum, vegeu la figura.
Per aplicar aquest concepte al vostre material podeu utilitzar la tècnica que mostra aquest vídeo:
Material per objectes prims, sense volum
Sovint, la manca de volum de l’objecte translúcid fa que pugueu permetre un estalvi considerable de recursos del processador. Si voleu reproduir la translucidesa del paper o la tela no caldrà que tingueu en compte el volum de l’objecte, ja que es tractarà d’un volum poc gruixut. Per representar això vegeu el que s’edita en aquest vídeo:
Material amb autoil·luminació
L’autoil·luminació, figura, és editable virtualment per representar objectes amb una superfície que no deixa veure clarament el seu volum.
Per conèixer més d’aquesta propietat dins l’editor podeu consultar la tècnica en aquests vídeos:
Programari (2D i 3D) de generació i aplicació de materials
En l’apartat de 2D és comú fer servir el programari Photoshop de l’empresa Adobe, encara que n’hi ha d’altres basats en codi obert, com per exemple GIMP, on trobareu moltes facilitats per a l’edició de textures.
En l’entorn professional d’edició 3D és molt popular el programari de Maya, així com 3D Studio Max o Cinema 4D; també podeu trobar solucions de codi obert, com per exemple Blender.
En els editors de videojocs, les opcions més populars són Unity 3D i Unreal, encara que molts estudis que produeixen videojocs tenen editors propis per assolir les necessitats específiques de cada empresa.
Resolucions de treball i la seva adaptació al format final
Les textures es poden treballar a qualsevol mida. Malgrat això, s’ha de considerar la mida de textura en funció del format de reproducció del vostre projecte. Si per exemple treballeu per a una pantalla d’amplada i alçada HD, la resolució és de 1920 píxels per 1080 píxels. Això us condiciona la textura, de manera que la part que veieu més propera a la textura ha de cobrir completament la imatge; hauria de ser superior a 1920 píxels d’amplada per evitar que la textura es presenti difosa. Mentre treballeu fent filtres, modificant o editant les imatges que fareu servir de textura no cal parar gaire atenció al format que tenen, i fins i tot es poden fer servir textures en mides poc proporcionades. No obstant això, la majoria de les vegades fareu servir textures en potència de dos.
Això es deu al fet que els processadors, que són els que finalment fan tota la feina de mostrar les imatges, treballen en sistema binari i els convé més fer servir dimensions d’imatge que siguin en potència de dos, com per exemple 64 per 64, 128 per 128, 256 per 256, o 1024 per 1024. Si per exemple féssim servir una imatge que no tingués aquestes proporcions, el que passaria és que el vostre processador reservaria memòria i processos per treballar amb la imatge fins al següent valor en potència de dos. En el cas de treballar amb una imatge de 1024 per 1025, el processador reservaria memòria i processos per processar una imatge de 1024 per 2048. Això pot fer treballar l’ordinador en pitjors condicions i no optimitzar el vostre render. No sempre han de ser valors iguals d’alçada i amplada, i es pot donar el cas d’una imatge que sigui de 1024 per 256, o altres combinacions.
Per agilitzar el procés d’interpretació s’han de fer servir textures que, després d’editar-les, tinguin les mides definides per la potència de dos. Exemples d’aquestes proporcions són:
- 256 per 256
- 512 per 512
- 1024 per 1024
- 2048 per 2048
Cal que recordeu afavorir la proporció real de la vostra fotografia en la mesura del possible.
Característiques de les textures: transparència, volum, brillantor i color
Per fer servir textures que definiran del vostre color fareu servir un perfil de color sRGB. És un perfil de color que treballa bé amb la il·luminació i els interpretadors actuals. En el cas de voler fer servir transparència, col·locareu la transparència al canal alfa de la vostra imatge o fins i tot ho fareu fent servir el format PNG, que té incrustat el canal alfa en el seu canal de color. Podeu veure el procediment en aquest vídeo:
Si us disposeu a crear mapes de desplaçament a través d’una textura haurà d’estar en mode de color d’escala de grisos. Això ho podeu modificar a Photoshop seguint aquest camí: Imagen / Modo / Escala de grises. També s’ha de tractar d’una imatge en resolució de color de 16 bits. Aneu a Imagen / Modo/ 16bits / Canal per editar-ho. En aquest vídeo en podeu veure un exemple pràctic:
La rugositat o la intensitat de la vostra lluentor la podeu controlar a través d’una imatge en mode RGB i en 8 bits/canal.
Correcció de les textures amb renderitzacions
És el moment de comprovar i corregir les textures. Ho farem mitjançant renderitzacions de prova fins a la seva semblança òptima. Fareu servir un entorn neutre i una il·luminació de tres punts. D’aquesta manera podreu orbitar al voltant de l’objecte i comprovar si les textures estan fent la feina com teníeu previst. Podeu editar i corregir les textures indefinidament fins que trobeu la imatge que requeriu; és convenient fer les proves en resolucions inferiors per accelerar les comprovacions. Els processos que heu de seguir els podeu veure en aquest vídeo:
La rugositat i el relleu superficial també es poden aplicar i corregir en el vostre editor. En l’interpretador Arnold el procediment és molt diferent del que Maya té configurat per defecte. Per aprofundir en la creació nodal de materials i comprendre millor l’estructura de l’interpretador vegeu aquest vídeo:
En l’entorn virtual de Maya podeu afegir paràmetres de transparència als objectes. En moltes ocasions es fa servir aquest sistema per representar objectes afegits massivament en una escena. Un exemple d’això és la vegetació als videojocs. Per aprofundir en aquest concepte podeu veure com aplicar-lo en aquest vídeo: