數(shù)字人C4D材質(zhì)燈光渲染課堂之六:初探C4D16反射-1

導(dǎo)言:

? ? ? ?R16推出以后,增加了很多新功能,其中反射通道由過去的reflection 改為reflectance。這不僅是名字的改變,功能和結(jié)構(gòu)與過去不同,渲染速度有了較大提升,效果變化非常顯著,增加很多的參數(shù)去創(chuàng)建物體表面反射的細(xì)節(jié)。因為C4D的參考資料實在太少,只能結(jié)合過去經(jīng)驗和英文幫助,通過自己的摸索和理解,寫下抱磚引玉的文字。在這里,通過以下幾個問題,初步了解新反射通道的特點、布局、功能和簡單地實例,來了解R16的反射通道特點,有不對的地方,請批評指正。


隨著加深理解,我會不斷地在我的博客(http://digitalman.blog.163.com/)更新這個內(nèi)容。

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一、新反射通道的特點:

C4DR16反射通道比原來低版本要強(qiáng)大的多。總的來說調(diào)整如下:

1、反射通道和高光通道合并在一起。(原來的反射和高光仍然保留)

2、合在一起的發(fā)射、高光可以分層管理,單獨(dú)控制。

3、每一層又可以單獨(dú)控制很多屬性(凹凸貼圖,法線貼圖,菲涅爾等)

4、增加了多種的反射模式。(Backmann,GGX,Phone,Ward,Anisotropic,Diffuse,Irawan)

5、在渲染速度方面,實現(xiàn)同類效果,要比過去又很大提升。

二、為什么C4DR16要把他們和在一起呢?

模型是一個殼,材質(zhì)的作用就是賦予這個殼的各種各樣的物理外觀屬性。在材質(zhì)的設(shè)定中,顏色和紋理,高光與反射,透明與折射,只有這些材質(zhì)特點,復(fù)合真實世界的規(guī)律,當(dāng)渲染時,產(chǎn)生的圖像才具有說服力。這其中,顏色通道(環(huán)境光),高光通道(光源),反射通道(環(huán)境)對物體外觀屬性影響是非常大的,其他的通道只是用來制作特殊效果和增強(qiáng)影響的作用。所以,掌握這三個重要參數(shù),基本上就能控制物體表面屬性。因此, R16,把這三個影響反光效果最重要的通道組合成一個單一的通道:新的反射通道(但不要擔(dān)心,你仍然可以保持你以前的工作流程 - 以前所有的功能仍然存在) 。

從理論上說,現(xiàn)在有可能僅使用這個新的反射通道,就可能解決大部分材質(zhì)效果問題,這意味著“顏色通道”所起的作用將被新的反射通道替代,它的作用可以在某些情況下被忽略。當(dāng)然,看具體情況而定。

下圖R15材質(zhì)通道布局:按照順序,高光通道是疊加在反射通道之上的。

下圖R16材質(zhì)通道布局:【注意右側(cè)兩層的順序,這里的奧妙下面在說】

三、如何在R16中實現(xiàn)原來的材質(zhì)通道兼容。

過去由R15等低版本制作的文件,調(diào)入R16版本時舊的材料可以被載入。鏡面高光和反射設(shè)置將被假定為2層命名,“默認(rèn)高光'和默認(rèn)反射“ ,從而產(chǎn)生幾乎相同的渲染效果(輕微的變化可能會出現(xiàn)在天光的反射) ,過去兩個通道實現(xiàn)的效果,現(xiàn)在有新的反射通道,用兩個層分別裝入反射(傳統(tǒng))型和高光(傳統(tǒng))的2層來提供。

下圖R15制作的文件:

下圖R16調(diào)入R15制作的文件:[注意右側(cè),是由兩層實現(xiàn)對過去的兼容]

當(dāng)你勾選透明通道時,R16會在反射中加入默認(rèn)新的一層,而這一層你是刪除不掉和改不了的。

【光線不僅在物體表面反射,折射到物體內(nèi)也發(fā)生發(fā)射現(xiàn)象。光線也不僅在物體表面反射有菲尼爾現(xiàn)象,折射也有菲尼爾現(xiàn)象】

在透明中,這兩項必須勾選,否則,反射通道*透明度*不起作用。

四、R16反射通道的布局:

1、新的反射通道由圖層構(gòu)成,可以支持16圖層,(第一個是總的管理層,創(chuàng)建15個圖層),同層之間,可以向PS一樣進(jìn)行混合(兩種一種是普通,一種是添加,兩種圖層混合算法而已),每個圖層后邊都有控制條,調(diào)整透明度或影響度。注意圖層之間的疊加順序,從上邊看,越往右,越在上邊。層15蓋住層14,以此類推。從縱向看,上邊蓋住下邊的。這個要注意。各個圖層的命名鼠標(biāo)雙擊。

2、?管理圖層(第一個圖層):添加、移除、復(fù)制、粘貼,按CTRL也可以復(fù)制圖層。

全局反射和高光亮度控制控制最終的效果,對各個圖層相關(guān)設(shè)置起著總控制作用。分離通道是總的開關(guān)。它如果關(guān)閉,每個圖層的這個選項就都關(guān)閉了。?參數(shù)范圍(0-1000%)可不小。

五、R16反射通道的反射類型

1、為什么會有這么多反射類型?

這是由于物體表面的光滑程度決定的。物體表面非常光滑,那么,入射光線和反射光線等角度,表現(xiàn)為鏡子一樣的感覺,反射光線集中,反射很強(qiáng)。下圖1。如果表面較為粗糙,反射光線就會發(fā)散,如下圖2。表面更加粗糙,反射光線發(fā)散就更加厲害,表現(xiàn)為表面發(fā)射模糊,反射弱。

由于物體表面復(fù)雜,反射光線發(fā)散的形狀不一樣,計算機(jī)軟件就按照不同的反射模型,編寫不同的算法,對現(xiàn)實進(jìn)行模擬計算,下圖類型A,B反射角度類似,反射光線強(qiáng)弱不同。下圖三是各向異性的模型。下圖4是漫反射反射光線的類型。

按照現(xiàn)實物體反射的多樣性和物理模型描述,C4DR16反射類型給出如下類型:

黃色框為新的反射類型(模擬算法)

BACKMANN: 默認(rèn)常用類型。這是C4DR16用于模擬常規(guī)物體表面反射類型,適用于大部分情況。上圖類型A

GGX:它的算法最適合描述金屬一類的反射現(xiàn)象,上圖類型B.

PHONE:和過去的PHONE模式一樣,它適合與描述表面漂亮的高光和光線的漸變變化。

WARD:非常適合描述軟表面的反射情況,如橡膠和皮膚。

各向異性:描述特定方向的反射光,如拉絲和劃破的金屬表面等。上圖類型4

IRAWAN:更特殊的各向異性,專門用于描述逼真布料的算法。上圖類型4

藍(lán)色框的反射(傳統(tǒng))和高光(傳統(tǒng)的兩種方式)是為了兼容過去。

紅色框的兩種反射類型為漫反射類型:沒有強(qiáng)烈地反射,表面均勻,類似啞光效果。這兩種方式類似“顏色通道”,渲染速度快。但R16不建議使用他們,一是留著他們?yōu)榱撕瓦^去兼容,二是他們不能被GI的cache緩存所使用。并提示你用它們注意,你看著辦。

LAMBERTIAN

OREN-NAYAR

下圖是官方提供的反射類型,在不同粗糙程度上的差異,你必須仔細(xì)看才能看出差別。(世界真實太復(fù)雜了,一個物體表面的反射情況,軟件就需要這么多算法去模擬不同的情況。如果你不了解自然,你如何去運(yùn)用這些算法)

六、每個反射類型的構(gòu)成。

每個反射類型基本都有兩部分組成:

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第一部分如下圖,控制反射光線的各種參數(shù)。

1、衰減?:這個選項是用來控制“顏色通道”和這個圖層里的“層顏色”相混合計算。在真實世界,物體的顏色要影響物體表面的反射,這個參數(shù)模擬的就是這種影響。如果“顏色通道”不勾選,那么這個選項就沒有用。這里邊有四種混合算法。平均,最大,最小,金屬(以后詳細(xì)介紹)

2、粗糙度:現(xiàn)實世界,物體表面非常復(fù)雜,有很多微小的面構(gòu)成,有的光滑細(xì)膩,發(fā)射光線方向變化小,有的粗糙,反射光線混論。這個選項就是控制粗糙程度(實際上是指反射光線方向混亂程度)。粗糙程度還受到后邊的“層采樣”的直接影響。這里的粗糙度就是老版本的反射中的模糊細(xì)化。

下圖是官方的粗糙參數(shù)渲染圖。

【如果這個參數(shù)=100%,那么就是亞光材質(zhì)了,反射光線非?;靵y,就是LAMBERTIAN材質(zhì)】

這個參數(shù)數(shù)值為0--200%

這個參數(shù)旁邊有三角圖標(biāo),點擊開,可以載入紋理等。(每個控制參數(shù)都有)調(diào)用的紋理圖片自動轉(zhuǎn)化黑白灰圖,白色為255,黑色為0,灰色為中間任意值。就是說,這個粗糙度不僅可以整體控制大小,也可以非線性通過紋理進(jìn)行具體調(diào)整不同位置的粗糙程度。(感嘆:R16反射效果為什么細(xì)膩,控制參數(shù)真多?。?/p>

下圖為官方提供圖片,你應(yīng)該能看懂,不用我解釋。

(解釋一下,1圖粗糙為0,紋理沒有;2圖粗糙為30%,紋理沒有;3圖,粗糙為0,紋理就是那個貼圖。

再細(xì)致一點:2圖整體變成30%粗糙;3圖是紋理控制的粗糙,不是全部粗糙,表面變成花斑一樣。)

3、反射強(qiáng)度:這個反射強(qiáng)度指的是反射光線的強(qiáng)度。取值為0--10000%,這個值越大,物體越像鏡子。

紋理:和上邊的一樣,通過紋理控制不同位置的反射強(qiáng)度,增加細(xì)節(jié)度。

著色:打開它,顏色通道的顏色就會影響反射通道。

4、鏡面高光反射強(qiáng)度:是指物體反射和光源之間的影響程度。R16建議:如果你想渲染照片效果,把它設(shè)置為0,讓反射強(qiáng)度去調(diào)節(jié)模擬真實反射效果。因為現(xiàn)實世界里,在物體表面,鏡面高光反射無論如何是不會超過對光源的反射的。

取值為0--10000%,

5、凹凸強(qiáng)度:

看官方提供的下圖:這個物體的反射效果,是由三層“反射層”創(chuàng)建的。最底層用的是噪波創(chuàng)建燥點,第二層用凹凸貼圖創(chuàng)建劃痕,第三層用反射(粗糙=0)創(chuàng)建鏡面反射,像刷上一層漆一樣。新的反射通道創(chuàng)建多么細(xì)致的紋理!

數(shù)值范圍:0--100%

而噪點和劃痕就是有凹凸強(qiáng)度控制的。因為反射每一層都有單獨(dú)的此項控制,可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。

打開旁邊的小三角箭頭。

1、第一個紋理注意,它會轉(zhuǎn)換黑白灰貼圖,255--0控制不同位置的強(qiáng)度【注意:這個貼圖不會凹凸變化,只是控制下面自定義紋理的強(qiáng)度】。

2、模式:有兩種:一種是凹凸貼圖,一種是法線貼圖(他們的區(qū)別以后再補(bǔ)),使物體表面凹凸。

3、強(qiáng)度控制凹凸效果程度。-100--100% ,或者0~100%模式的兩種選項,對應(yīng)著兩種取值。

4、MIP衰減:控制圖像的羽化值【圖像的尖銳和虛化】。

我的使用感覺是:如果凹凸下面的紋理貼圖為空,那么,凹凸強(qiáng)度沒用。

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補(bǔ)充知識:

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