Maxwell render руководство

Maxwell Render Tutorial: Materials & Resource 101

Maxwell Render Tutorial: Materials & Resource 101

Maxwell Render Tutorial: Substance Designer Integration (Part 2)

Maxwell Render Tutorial: Substance Designer Integration (Part 1)

Maxwell Render Tutorial: How to create grass

Maxwell Cloud: From Cloud to Photoshop

Maxwell Cloud: Post Production Tools

Maxwell 5.2: Denoiser As a Channel

Maxwell 5.2: Multilight — GPU

Maxwell 5.2: Denoiser — Tiling

Maxwell 5.2: Maxwell 5.2: Introducing Substance materials support

Maxwell 5.2: Denoiser — Tuning Parameters

Mastering Maxwell 5 Studio Part 6

Maxwell 5 Rhino | Initial setup

Mastering Maxwell 5 Studio Part 5

Mastering Maxwell 5 Studio Part 4

Mastering Maxwell 5 Studio Part 3

Mastering Maxwell 5 Studio Part 2

Mastering Maxwell 5 Studio Part 1

Maxwell Render Fundamentals: Before you Begin

Maxwell Render Fundamentals: Approach to Cameras

Maxwell Render Fundamentals: Approach to Lighting HD

Maxwell Render Fundamentals: Approach to Materials

Maxwell Render Fundamentals: Approach to Workflow

Maxwell for Cinema 4D: Transparent Materials

Maxwell for Cinema 4D: Depth of Field

Maxwell for Cinema 4D: Realistic Materials

Maxwell for Cinema 4D: Metal Materials

Maxwell for Cinema 4D: Fabric Materials

Maxwell for Cinema 4D: Plastic Materials

Maxwell Multilight

Maxwell for Rhino: Multiple Material Objects

Maxwell for Rhino: Instances

Maxwell for Rhino: Optimizing Meshes

Maxwell for Rhino: Creating Materials

Maxwell Rhino for Mac Tutorial

Maxwell 4: Studio Interface

Maxwell 4: Studio Interface 2

Maxwell 4: Rhino for Mac

Maxwell V4 Tutorial: Denoiser

Maxwell V4: X-Rite AxF Material

Maxwell V4: MERL Database Materials (Table Brdf)

Maxwell V4: Illumination Assets

Maxwell TV Episode 1 — Archviz

Maxwell TV Episode 2 — Hardware

Maxwell TV Episode 3 — Maxwell Grass

Maxwell TV Episode 4 — Postproduction

How To Take Awesome Photos of Your Interior

Activate License

Activate License for a Different Computer

Creating Spherical Panoramas with Maxwell Render and iPano

Maxwell Sea: Smaller, Sharper Waves

Maxwell Render V3.1 features — Spotlights

Maxwell Render Glass — a quick look

Выделив слой, можно увидеть его настройки, в которые входят следующие элементы:

a) Флажок Enable (в 3dsmax) и аналог этого флажка в родном редакторе – отключение означает, что слой будет не оказывать влияние на материал. Такой же флажок содержат все прочие добавляемые элементы, поэтому в дальнейшем его упоминать не буду.

b) Числовое значение Opacity–одновременно является показателем веса слоя и значением прозрачности материала. Прозрачность через Opacity не является физически корректным эффектом, однако может служить для создания материала имитирующего некий тонкий объект (например, лист растения), для этого необходимо использовать чёрно-белую карту для слота справа от параметра Opacity, которая будет служить в качестве маски для прозрачности. Пиксели с белым цветом (R=255,G=255,B=255) будут соответствовать абсолютной непрозрачности (значение Opacity=100), а пиксели черного цвета абсолютной прозрачности (значение Opacity=0). Также с помощью карты-маски можно смешивать различные слои, а оттенки серого в карте-маске позволят получить разный уровень смешения нескольких слоев.

На рисунке представлен пример смешивания двух материалов с помощью чёрно-белой маски. Для одного из материалов использована инвертированная копия маски другого материала, а также эта маска использована для рельефа.

Следует отметить, что BDSF шейдеры, хотя и лишились выбора типа смешивания (который теперь доступен только в конечном слое) все же имеют вес и даже порядок, хотя положение в списке в данном случае не играет ни какой роли, в то время как вес BSDF шейдеров влияет на смешивание их между собой. Смешиваются BSDF шейдеры между собой аддитивно, а если их общий вес не равен 100%, то редактор автоматически интерполирует значения, так что их общей вес при рендере будет равен 100%. Т.е. если есть два BSDF шейдера с весом 100% у каждого, при рендере их вес будет равен 50%.

2) Add BSDF–добавляет в текущий выделенный слой один BSDF шейдер. BSDF, как было сказано ранее – шейдер, описывающий большую часть свойств материала. С его помощью можно получить широкий спектр материалов, так как он позволяет настроить все основные свойства. Выделив BSDF шейдер, мы увидим (в родном редакторе справа, а в редакторе 3dsmax’а внизу) список свойств шейдера.

Я пронумеровал все свойства BSDF шейдера, а также указал каким полям они соответствуют в редакторе материалов 3dsmax.

a) Числовое значение Weight влияет на смешивание нескольких шейдеров между собой, значение определяет степень влияния того или иного шейдера в рамках текущего слоя. Смешивание также может, происходить по указанной растровой карте. Детально о смешивании BSDF шейдеров я уже рассказал выше, в пункте 1.c.

Следующие пункты входят в группу BSDF Properties и отвечают за отражающие способности материалов.

b) Выпадающий список IOR, содержащий в себе два элемента Custom и Measured Data. По умолчанию установлен тип Custom и это означает, что все настройки в блоке BSDF Properties будут определены пользователем вручную. Тип Measured Data заменяет все настройки в блоке BSDF Properties на одно поле ввода и кнопку обзора пути к Full IOR файлу. Такой файл содержит в себе все данные об отражающих и преломляющих свойствах определенного материала полученные лабораторным путем.

Использование такого файла позволяет быстро получить наиболее точный материал металла, драгоценного камня, стекла или жидкости. Full IOR файлы по умолчанию находятся по данному пути – «*NextLimitMaxwell 2materialsdatabaseiorfiles» — там-же есть вложенная папка «iorthumbnaillibrary» содержащая в себе превью всех Full IOR файлов.

с) Reflectance 0 и d) Reflectance 90 параметры описывают цвет, отраженный от объекта при разных углах обзора. Reflectance 0 определяет,каким будет выглядеть цвет объекта при прямом обзоре объекта и по этому его можно назвать основным цветом объекта. Reflectance 90 определяет цвет объекта под скользящим углом, этот цвет также называют цветом Френеля.

То, как эти два цвета влияют на конечный материал зависит от настроек поверхности, в частности от параметра Roughness, отвечающего за гладкость поверхности, а также от параметра Nd, отвечающего за коэффициент преломления. В большинстве материалов Reflectance 90 является белым, но в случае с металлами этот цвет является более светлым оттенком основного цвета металла.

e) Параметр Transmittance определяет посредством выбора цвета либо растровой карты, в какой цвет будут окрашиваться прошедшие через материал лучи по мере их угасания (зависит от параметра Attenuation). Устанавливая значения параметра отличным от черного (R=0,G=0,B=0) материал становится прозрачным. Коэффициент преломления такого материала зависит от параметра Nd, который в данном случае является эквивалентом параметра IOR (Index of Refraction).

f) Attenuation числовой параметр позволяющий указать какое расстояние пройдет свет через объект, прежде чем потеряет половину своей энергии. Преодолев это расстояние, материал поглотит весь спектр света кроме указанного в параметре Transmittance, тем самым окрашивая материал в этот цвет изнутри. Проходя дальше расстояния указанного в параметре Attenuation,свет будет затухать дальше, пока не покинет толщу объекта, через который он проходит, если этого не случится, свет поглотится полностью.

На рисунке изображен прозрачный материал, цвет Transmittance желтый. Nd для наглядности равен единице, что-бы не было преломлений. Каждый экземпляр материал имеет разное расстояния в параметре Attenuation, указанное на рисунке.

g) Параметр Nd, проще говоря, следует рассматривать как коэффициент преломления (IOR Indexof Refraction). Nd прямо влияет на эффект Френеля, и прежде чем описать как, следует разобраться в том что это за эффект. Эффект заключается в том, что сила отражений на поверхности зависит от угла обзора. Например, если вы смотрите на экран монитора прямо, вы увидите слабые отражения, если же вы посмотрите на экран под углом заметите что отражения стали гораздо сильнее.

Взаимодействие параметра Nd и эффекта Френеля заключается в том, что при более высоких значениях поверхность начинает выглядеть одинаково отражающей, не зависимо от угла обзора.

Другими словами, повышение значения Nd «ослабляет» эффект Френеля. Таким образом, изменения в значение Nd влияют на общую отражательную способность объекта. Если, к примеру, использовать в качестве Reflectance 90 белый цвет, а Nd=1, отражения в таком случае будут очень слабыми. Если же установить Nd достаточно высоким, например, Nd=40, а Reflectance 90 оставить белым, то отражения будут заметно сильнее.

Из рисунков выше следует, что повышение значения Nd увеличивает влияние Reflectance 90 на общий вид объекта, в то время как влияние Reflectance 0 (который в данном случае выставлен черным) становится слабее.

Конечно, значение Reflectance 90 также влияет на максимальную силу отражения, поэтому если установить его цвет также черным, то в результате получится поверхность, которая отражает одинаково вне зависимости от угла обзора, но сила отражений будет слабой.

Для непрозрачных материалов рекомендуется устанавливать Nd равному, по крайней мере, трем, если вы хотите что-бы они выглядели отражающими. Металлы могут иметь еще большие показали Nd (25-30), а для поверхности наподобие зеркала обычно требуется установить Nd=100.

Примечание: также следует отключать флажок Force Fresnel в том случае, если вы используете текстуру для параметров Reflectance 0 или 90, так как из-за опции Force Fresnel яркость пикселей текстуры не будет учитываться, и при низких значениях Roughness результат использования текстуры и опции Force Fresnel может не оправдать ваши ожидания.

Когда вы не используете текстуры для параметров Reflectance 0 и 90, рекомендуется использовать опцию Force Fresnel, так как она обеспечивает корректные отражения на всей поверхности объекта, даже если Reflectance 0 был выставлен черным.

h) Числовой параметр K (extinction coefficient)является частью формулы возвращающей более точные значения коэффициента преломления (IOR).

Для большинства материалов достаточно использовать только значение Nd, так как найти точную таблицу с коэффициентами преломления для разных материалов гораздо проще, чем найти точные значения extinction coefficient, а устанавливать этот параметр на глаз нет смысла, так как предназначение параметра получить наиболее точный IOR с помощью данных полученных лабораторным путем. Поэтому использование параметра K требуется только в особых случаях, когда важно получить очень точный результат.

Стоит добавить что мастер (wizard) создания материалов, при создании металлов, использует Nd вместе со значением K, поскольку содержит в себе точные значения extinction coefficient для каждой разновидности металла, а также данные о extinction coefficient содержатся в complex IOR файлах (см. пункт б).

i) Числовое значение Abbe отвечает за силу дисперсии света при прохождении его через прозрачный материал. Дисперсией света называется явление, при котором свет разлагается на спектр — на цвета составляющие его.

Высокие значения означают, что дисперсии будет мало, значения 60-70 приведут к тому, что объект будет, выглядит так, словно дисперсия отключена. Низкие значения Abbe приведут к увеличению количества дисперсии.

Также нужно не забывать о том, чтобы использовать дисперсию нужно включить соответствующий флажок в разделе редактора материалов Material Properties, а также она должна быть активирована в настройках рендера. Дисперсия по умолчанию отключена, так как замедляет процесс рендеринга.

j) Два числовых параметра R2 с флажком для активации. Как правило, переход между Reflectance 0 и 90 регулируется параметрами Nd и Roughness (гладкостью поверхности).

Высокие значения Nd увеличивают влияние Reflectance 90 на материал, когда значения параметра Roughness достаточно низкие. Увеличения Roughness будет приводить к тому, что влияние Reflectance 90 на материал будет снижаться, а по достижении Roughness 100 (Lambertian поверхность) Reflectance 90 вообще перестанет влиять на отражения в объекте независимо от выбранного значения Nd. Это является нормой, но все же есть случаи, когда требуется нейтрализовать влияние Roughness на Reflectance 90.

Например, материал вельвета, не смотря на то, что имеет очень высокий Roughness поверхности, выглядит более ярким при взгляде под углом за счет микро волокон, которые под углом видно лучше, чем при виде сверху и поэтому под углом материал выглядит более ярким.

На данном рисунке изображен материал со следующими параметрами:

• Reflectance 0 = синий;
• Reflectance 90 = белый;
• Roughness=99;
• Nd=15.

Видно что белый цвет не оказывает никакого влияния на материал за счет того что поверхность близка к Lambertian поверхности.

Для этого изображения я использовал более сложный материал:

Базовый слой – синий Lambertian (т.е. Roughness 100, а Reflectance 0 синий)

Поверх базового слоя я создал еще пять одинаковых слоев. С типом смешивания Additive. Пять просто чтобы их эффект за счет аддитивного смешивания суммировался и они выглядели бы ярче для лучшей наглядности. Настройки этих пяти слоев такие:

• Reflectance 0= черный;
• Reflectance 90 = белый;
• Nd = 5.0;
• R2=80/0.

Как видно по изгибам и складкам объекта под углами, он выглядит ярче чем при прямом обзоре за счет, того что с синим основным слоем смешано несколько слоев с включенным R2. При этом объект полностью рассеивает свет, не давая четких отражений.

Следующие пункты входят в группу Surface Properties и отвечают за свойства поверхности материала.

k) Числовой параметр Roughness – отвечает за микрошероховатость поверхности. Увеличение шероховатости поверхности приводит к тому, что она становится менее гладкой и начинает сильнее рассеивать отраженный свет. Параметр может принимать значения от 0 до 100.

Нулевое значение указывает на то, что поверхность является полностью гладкой, и отражения в объекте будут выглядеть очень четкими.

Значение 100 приводит к тому, что поверхность начинает полностью рассеивать свет, такая поверхность как уже упоминалось, называется Lambertian поверхностью (идеально диффузная поверхность).

На рисунке изображена зависимость рассеивания отраженного от поверхности света от параметра Roughness. А также видно, что при увеличении Roughness уменьшается влияние белого цвета Reflectance 90 на отражающую способность поверхности материала.

Как упоминалось ранее в описании настроек Nd, Reflectance и R2, сила влияния Reflectance 90 напрямую зависит от степени шероховатости поверхности. Увеличение Roughness до значений близких 100 сделают Reflectance 90 менее заметным даже при высоких значениях Nd.

На рисунке изображен Lambertian материал, идеально диффузная поверхность (значение Roughness = 100):

Так же справа от поля ввода значения Roughness присутствует кнопка для обзора текстуры, которую можно использовать для регулирования значения Roughness. Яркие части текстуры будут эквиваленты высоким значениям Roughness, а темные низким.

Стоит заметить, что даже при включенной текстуре, числовое значение Roughness также играет важную роль. При использовании текстуры самая яркая точка текстуры будет эквивалента указанному значению Roughness,а самая темная будет равна нулевому значению.

Например, если вы используете для Roughness текстуру черно-белых клеток и значение Roughness = 45, то поверхность в области белых клеток будет иметь значение Roughness = 45, а в области черных будет равно нулю.

А здесь для Roughness и рельефа использована текстура, напоминающая извилины.

l) Bump – функция, отвечающая за негеометрический рельеф. Имеет числовое поле ввода, слот для текстуры и флажок Normal map, включение которого переводит Bump в режим Normal bump, использующий для рельефа карту нормалей, предоставляющую более точный рельеф. Числовое значение усиливает или ослабляет силу рельефа, зависящую от текстуры.

Примеры материалов с использованием Normal Bump.

m) Числовой параметр Anisotropy определяет направление блика.

Анизотропные отражения получаются благодаря однонаправленным повторяющимся бороздкам на поверхности, как например виниловая пластинка.Многие полированные материалы дают анизотропные отражения вместо изотропных (т.е. размывающих отражение одинокого во всех направлениях при увеличении параметра Roughness). Так же может быть использована текстура для параметра Anisotropy, яркие участки текстуры будут соответствовать высоким значениями анизотропии. В этом случае числовое значения не будет оказывать никакого влияния.

n) Числовой параметр Angle становится активным, только если параметр Anisotropy не равен нулю.

Управляет углом направления анизотропного отражения. Для параметра можно использовать текстуру, в таком случае числовой параметр не будет оказывать влияния. С помощью текстуры для параметра угла анизотропии можно получить интересный эффект, который можно наблюдать, например, в полированном металле. Для этого следуют использовать чёрно-белую текстуру с круговым градиентом от черного цвета к белому цвету.

В таком случае направление отражения будет круговым.

Материал полированного металла, полученный при использовании высоких значений Anisotropy и циркулярного градиента для параметра Angle.

Следующий блок называется Subsurface Properties и настройки, содержащиеся в нем, отвечают за реализацию эффекта подповерхностного рассеивания света (SSS – Sub Surface Scattering), заключающегося в том, что свет, проходя через прозрачный материал, начинает, рассеивается в его толще. Часть этого света рассеется обратно на поверхность, а часть будет поглощена.

o) Цветовой параметр Scattering – цвет подповерхностного рассеивания. Свет отраженный/рассеянный внутри материала будет окрашиваться в этот цвет.
Также после активации режима Single Sided SSS (смотри пункт q) будет доступен слот для текстуры цвета подповерхностного рассеивания.

p) Числовые параметры Coef и Asymmetry.

Параметр Coef определяет плотность частиц внутри материала. Нулевое значение означает, что свет будет проходить сквозь материал без столкновений с частицами, это означает, что подповерхностного рассеивания не будет.

Увеличение параметра увеличивает плотность частиц внутри материала, и лучи света начинают с ними чаще сталкиваться, рассеиваясь или поглощаясь. Увеличение плотности частик приводит к тому, что материал начинает, выглядит менее прозрачным.

Параметр Asymmetry управляет изотропией рассеивания света. Нулевое значение приводит к тому, что свет рассеивается одинаково во все стороны, отрицательные значения позволяют лучам чаще проходить сквозь материал, делая его более прозрачным, а положительные чаще рассеиваться обратно на поверхность, делая его менее прозрачным.

Схема влияния Asymmetry на подповерхностное рассеивания света.

q) Флажок для активации Single Sided SSS– переводит эффект подповерхностного рассеивания в режим для Single Sided объектов — объектов, не имеющих толщины (к примеру, один полигон). SSS в таком режиме напоминает эффект Translucency, но более честный.

При его активации при просчете SSS будет игнорироваться толщина объекта, т.е. объект будет восприниматься полым с виртуальной толщиной стенок. Этот режим отлично подходит при создании материалов, для таких объектов как листья, трава, бумага – объекты для которых обычно используют модели без толщины. Числовой параметр виртуальной толщины стенок (в миллиметрах), будет доступен при включении флажка Single Sided SSS.

В качестве толщины также может быть использована текстура. Кроме того будут доступны некоторые другие опции. Параметры, отвечающие за обычный SSS, также влияют и на этот режим.

r) Min/Max – два числовых параметра определяют максимальную и минимальную виртуальную толщину стенок объекта при использовании текстуры толщины в режиме Single Sided SSS. Доступно только после включение режима Single Sided SSS. Темные участки карты будут соответствовать толщине указанной в значении Min, а яркие указанной в значении Max.

Пример использования Single Sided SSS для материала листвы. (Взято из официальной галереи Maxwell Render).

На этом настройка SSS не заканчивается. При использовании SSS ряд ранее описанных параметров (Transmittance, Attenuation, Nd и Roughness) также играет важную роль.

Transmittance – определяет цвет лучей попавших в толщу материала. Полностью черный (R=0,G=0,B=0) означает, что свет не будет проникать в материал и эффекта SSS не будет.

Attenuation – влияет на затухание света в объеме материала, малые значения будут делать материал менее прозрачным, но не стоит так-же забывать о том что на прозрачность влияет плотность объема указанная в параметре Coef. Схема влияния плотности (Scattering Coef) и дистанции затухания света (Attenuation) на прозрачность материала.

Nd будучи коэффициентом преломления, влияет на отклонение лучей света, проходящих через прозрачный материал и тем самым влияет на подповерхностное рассеивание. Следует использовать значения от 1.0 до 2.5, дабы избежать нереалистичного результата, так как IOR вакуума 1.0, воздушной среды 1.01, а IOR диэлектриков не превышает 2.5. Рекомендуемый диапазон Nd для обычных просвечивающих материалов от 1.2 до 1.7.

Схема влияния Nd на преломление лучей.

Roughness – как и в любом другом случае первым делом влияет на рассеивание отражений, а также за рассеивания лучей на поверхности до того как они достигнут толщи материала.

Таким образом, даже при нулевых отражениях, Roughness влияет на рассеивание лучей света. Остальные параметры, такие как, Abbe, R2, Anisotropy, Angle и Bump, также полностью совместимы с подповерхностным рассеиванием и оказывают на него соответствующее влияние.

Примеры SSS материалов полученных с помощью мастера создания материалов (Wizards->SSS Presets)

Силиконовый гель.

Апельсиновый сок.

3) Add Emitter –добавляет к выбранному слою эмиттер (каждый слой может содержать только один эмиттер), позволяющий объекту излучать свет согласно указанным настройкам. Эмиттеры одна из самых важных частей Maxwell Render, так как предоставляет пользователю сконструировать практически любой источник света.

Применив материал с Эмиттером на объект, он начнет излучать свет в зависимости от настроек энергии, эффективности и формы объекта.

К примеру, крупная плоскость с эмиттером по действию схожа с AreaLight, а очень маленький шарик будет излучать свет как Omni/PointLight, отбрасывая тени, резкость которых зависит от размеров излучающего свет объекта. С помощью очень маленькой плоскости можно, к примеру, сымитировать фотовспышку, расположив её рядом с камерой.

Выпадающий список Type содержит три режима.

Примечание: следует использовать наиболее простую геометрию для эмиттеров, а также стараться избегать препятствий между эмиттером и остальным пространством (например, стекло) если вы хотите максимально оптимизировать просчет сцены.

4) Add Coat – добавляет к выбранному BSDF шейдеру подслой Coat. Coating эффект представляет собой покрытие BSDF поверхности сверх тонкой оболочкой. Основным свойством оболочки является эффект интерференции тонких пленок получаемый за счет сверх тонкой толщины оболочки, образующий цветные узоры на поверхности оболочки.
Подобный эффект можно наблюдать рассматривая мыльный пузырь или в капле масла на поверхности воды.

Толщина оболочки регулируется числовым параметром Thickness измеряемым в нанометрах. Параметр также может регулироваться текстурой, если вы используете текстуру, будет активен параметры Min/Max определяющие диапазон толщины оболочки.

Темные участки текстуры будут соответствовать параметру Min,а яркие параметру Max.Остальные параметры влияют на отражательные способности оболочки, и по действию идентичны своим аналогам в BSDF шейдере.

Чтобы избежать радужных, узоров, можно использовать значения равные 1мм. (1000000 нанометров) или более. Coat может быть добавлен только один к одному из BSDF, но может рендериться и без учета BSDF шейдера, для этого достаточно снять флажок Enable с этого шейдера.

Пример Coat материала с текстурой для параметра Thickness.

5) Add Displacement – добавляет в выбранный слой подслой Displacement, функцию позволяющею создать геометрический рельеф.

Настройки Displacement в родном редакторе.

Настройки Displacementв редакторе 3dsmax.

Опишем настройки Displacement:

Слот для чёрно-белой текстуры на основе которой будет выдавливаться геометрия. Height – сила выдавливания геометрии. По умолчанию сила (высота) выдавливания самой яркой точки карты измеряется в процентах, но можно указать и в сантиметрах (выпадающий список справа от параметра Heigh tлибо флажок Absolute Height (cm)в редакторе 3dsmax).

Offset – параметр в диапазоне от 0.0 до 1.0. Указывает, какой уровень серого выбранной текстуры будет считаться за нулевую высоту выдавливания.

Gain (в редакторе 3dsmax Precision) – параметр отвечающий за увеличение подразбиения модели на которой будет использован Displacement. Увеличение параметра приводит к увеличению детальность Displacement и увеличению времени рендеринга.

Для оптимизации сцены важно настроить параметр Gain таким образом, чтобы количество подразбиений не было лишним в том случае если разрешение текстуры является более низким чем, то которое бы соответствовало указанному значению Gain. Следует использовать низкое значение и увеличивать и его пока детальность рельефа не станет удовлетворительной.

Также не будем забывать о том, что модели с изначальной низкой плотностью сетки понадобится большее значение Gain,чем модели с более высокой плотностью сетки.

Флажок Adaptive (в 3dsmax Adaptive Precision) – активация флажка блокирует ввод значения Gain. В этом режиме количество подразбиений будет определяться рендером автоматически в зависимости от выбранной текстуры.

Таким образом, можно не беспокоиться о том, что значение будет превышать нужное для максимальной детализации текстуры, поскольку оно будет автоматически соответствовать разрешению текстуры. Данный параметр следует использовать осторожно, так как текстуры с высоким разрешением могут сильно увеличить (возможно, неоправданно) время рендеринга.

Можно воспользоваться, что увидеть максимальное количество деталей при выбранной текстуре, а потом снять флажок Adaptive и вручную подогнать значение Gain так чтобы результат удовлетворял требованиям.

Флажок Smoothing – включение активирует сглаживание (как группы сглаживания у модели) к Displacement.Замечу, что исходное сглаживание поверхности считается приоритетным, поэтому применив Displacementс флажком Smoothing на поверхность без сглаживания – полученная с помощью Displacement геометрия также будет не сглажена.

Примечание: в родном редакторе материалов каждый слой может содержать один подслой Displacement, а в Material Properties в специальном выпадающем списке должен быть выбран слой с Displacement, который вы бы хотели использовать (по умолчанию выбран первый созданный Displacement).

Редактор 3dsmax позволяет добавить только один Displacement, поэтому в выборе не нуждается. Разница между Bump и Displacement.

Далее рассмотрим блок настроек Material Properties (в 3dsmax Global Properties). Чтобы просмотреть блок настроек Material Properties достаточно выделить пункт с таким же названием в дереве слоев.

Аналогично в редакторе 3dsmax, но немного по-другому называется.

Global Bump (в 3dsmax просто Bump) – слот для текстуры, флажок Normal Mapping, и числовое значение силы рельефа. Как следует из названия, Global Bump применяется ко всем слоям в материале, при этом настройки Bump для каждого BSDF шейдера в отдельности не игнорируются.

Выпадающий список Displacement (в 3dsmax отсутствует, так как там может быть всего один Displacement в материале) – позволяет выбрать, из какого слоя нужно использовать Displacement.

Флажок Dispersion– включение флажка активирует дисперсию, если она настроена в материале. По умолчанию отключено, так как увеличивает время рендеринга.

Следующие флажки предназначены для композинга:

• Флажок Matte–активация позволяет Matte объекту возвращать цвет бэкграунда (даже если за Matte объектом находились другие объекты);
• Флажок Shadow– (влияет на рендер канал Shadows) позволяет Matte объекту принимать тени от других объектов.

Material Id (в 3dsmax – Specify Material ID Сolor) – позволяет выбрать цвет объекту для Material Id рендер канала.

Далее рассмотрим настройки растровых карт. Настройки текстуры в родном редакторе материалов.

Настройки текстуры в редакторе 3dsmax.

Первый блок настроек называется Projection Properties,настройки в нем отвечают за мэппинг.

1) Числовое значение Channel – позволяет выбрать канал карты (Map Channel).

2) Выпадающий список Method позволяет выбрать по каким координатам тайлить текстуру: Tile XY, TileX, TileY (Tile UV, Tile U, Tile V в 3dsmax) или No Tiling. Правее находится выпадающий список, содержащий два пункта. Relative,позволяет указывать количество тайлов относительно, а Meters позволяет задавать количество тайлов в метрах.

3) Два числовых параметра Repeat (в 3dsmax – Tile) – позволяют указать количество тайлов по X и Y (или U и V в 3dsmax), в зависимости от настроек в Method единицы будут является относительными либо метрами.

4) Offset– регулирует смещение текстуры по X(U) и Y(V) относительно начала текстурных координат.

Следующий блок называется Image Properties и содержит настройки, отвечающие за изображение текстуры в целом.

5) Флажок Invert – инвертирует текстуру.

6) Флажок Alpha Only – позволяет использовать в качестве текстуры только альфа канал выбранного изображения.

7) Выпадающий список Interpol ation со значениями Off и On(в 3dsmax флажок Interpolation) – включает фильтрацию для выбранной текстуры, делая её более сглаженной.

Числовое значение Brightness – регулирует яркость текстуры.

9) Числовое значение Contrast – регулирует контрастность текстуры.

10) Числовое значение Saturation – регулирует насыщенность текстуры.

11) RGB Clamp содержит два поля ввода — отсекает данные о цвете пикселей текстуры ниже первого значения и выше второго.

12) Normal Mapping содержит флажки FlipX, FlipY, Wide (в 3dsmax Wide Z) отвечающих за инверсию нормалей для выбранной карты нормалей.

13) Кнопка обзора пути к файлу Load–для загрузки изображения.

14) Кнопка Unload – выгружает текстуру (в 3dsmax аналог отсутствует).

15) Кнопка Full(в 3dsmax кнопка View) – открывает текстуру в полный размер в специальном окне. В родном редакторе это окно временно заменяет обычное, поэтому нем присутствуют настройки для регулировки яркости, контрастности, насыщенности, и отсечения цвета. В 3dsmax это окно появляется рядом и настройку можно производить из основного окна.

16) Кнопка Refresh– перезагружает выбранную текстуру (в 3dsmax аналог отсутствует).

17) Кнопка Switch display size – увеличивает превью выбранной текстуры в настройках карты (в 3dsmax аналог отсутствует).

18) Окошко, отображающее превью выбранной текстуры. Ниже находится выпадающий список содержащий историю ранее открытых изображений – позволяет быстро загрузить любое изображение.

19) Группа Sequence в редакторе материалов 3dsmax–позволяет использовать секвенцию изображений для анимации текстуры.

20) Флажок Show In View port в редакторе материалов 3dsmax– включение указывает на то, что эту текстуру нужно отобразить во вьюпорте.

Рассмотрим оставшиеся настройки редактора.

Вначале я опишу контекстное меню вызываемое правым кликом в области превью (его аналог это главное меню->Preview)

1) Select Scene – позволяет выбрать сцену для превью материала из предложенного списка.
2) LoadScene – позволяет загрузить превью-сцену из файла вручную.
3) Previews – содержит в себе список материалов (в виде превью) сохраненных в текущей сессии работы с редактором материалов с помощьюопции Store, и позволяет загрузить выбранный материал.
4) Store – опция сохраняет текущий материал и его превью в список Previews который предоставляет возможность в текущей сессии работы с редактором материалов загрузить ранее сохраненный материал.
5) Remove – удаляет из списка Previews текущий материал.
6) Export… –позволяет экспортировать текущий материал в MXM файл.
7) Options – открывает настройки превью материала.

Настройки превью.

• a) Sampling Level– числовой параметр определяющий максимальный уровень сэмплов для превью.
• b) Time (s) – числовой параметр определяющий максимальное количество времени отведенного на рендеринг превью (в секундах).
• c) Scale (%) – указывает масштаб разрешения перевью в виде процента от максимального.
• d) Quality– выпадающий список содержащий два режима рендеринга превью — Draft и Production. Для превью в редакторе материалов отлично подходит Draft так он более быстрый.

Вернемся к остальным настройкам.

Кнопки отмены и повтора действий в редакторе материалов.

9) Поле, отображающее текущий выбранный материал из списка сохранённых в Previews и общее количество материалов сохраненных там.

10) Кнопка Set texture displayed in view ports – открывает список текстур использованных в материале и позволяет выбрать ту, которая должна отображаться во вьюпорте.
11) Кнопка Refresh Preview обновляет превью материала.
12) Флажок Priorize material preview over interactive preview – включение блокирует кнопку Refresh Preview и активирует автоматическое обновление превью в зависимости от вносимых в материал изменений.

А вот так выглядят настройки превью в коннекторе к 3dsmax.

В самом редакторе присутствует кнопка Preview–запускающая обновление превью материала.

1. Copy – копирует выбранный элемент в буфер обмена.
2. Paste – вставляет скопированный элемент из буфера обмена в выбранный слой, или же вставляет копию слоя если был скопирован слой.
3. Duplicate – делает дубликат выделенного элемента (слоя или шейдера).
4. Rename – позволяет переименовать слой.
5. Embed MXM – позволяет добавить к текущим слоям слои материала из выбранного файла.
6. Reset Selected–сбрасывает настройки выбранного элемента на настройки по умолчанию.
7. Remove Selected(в 3dsmax Delete) – удаляет выбранный элемент.
8. Remove All– удаляет все элементы.
9. Expandall– раскрывает все слои в дереве слоев, в редакторе материалов 3dsmax.
10. Collapseall – закрывает все слои в дереве слоев, в редакторе материалов 3dsmax.
11. Export MXM–опция редактора 3dsmax, позволяющая сохранить текущий материал в MXM файл.
12. Mergewith…–опция позволяет добавить в текущий материал слои из другого материала имеющегося в сцене или в библиотеки материалов 3dsmax.
13. Кнопка MXED…в редакторе 3dsmax – открывает родной редактор материалов и переносит в него текущий материал. В это время 3dsmax будет не отвечать, пока вы не настроите материал в родном редакторе и не закроете его. Если при закрытии вы ответите на вопрос о сохранении настроек «да» то они перенесутся в редактор материалов 3dsmax.

Также есть доступ к библиотеке материалов и онлайн библиотеке материалов, он осуществляется через вкладку Browse.

В 3dsmax доступ к ним можно получить через кнопки Library…и Online…

Примечание: следует использовать эти кнопки, а не вызывать использовать библиотеку из вызванного 3dsmax’ом родного редактора (с помощью кнопки MXED…) потому как выбранный таким образом материал библиотеки не будет переправлен в 3dsmax при закрытии вызванного родного редактора.

СОДЕРЖАНИЕ_______________________________________________________________

ОБ ЭТОМ РУКОВОДСТВЕ____________________________________________________

Данное руководство предлагается в качестве руководства пользователя. Оно поделено на 6 основных частей:

—Основная информация о Maxwell.

—Система материалов Maxwell.

—MXCL: программа для рендера.

—MXST: Maxwell Studio, полноценная программа – оболочка для импорта геометрии, создания материалов и отправке информации о рендере для MXCL.

—MXED: самостоятельный редактор материалов для совместного использования с 3D приложениями.

—Сетевой рендер.

ЧТО ТАКОЕ MAXWELL

Maxwell –это новая система визуализации, основанная на физике реального света. Ее уравнения и алгоритмы обеспечивают очень аккуратное поведение света. Все элементы системы, в их числе материалы, источники света, камеры и т.д. основаны на физически точной модели.

Методы вычисления Maxwell всегда приводят к точным результатам, исключающем артефакты, поскольку используется система рендеринга «без предубеждений»; это означает что для вычисления цвета каждого пикселя не используются приемы интерполяции. Система полностью учитывает все взаимодействия света между всеми объектами в сцене. Все вычисления используют информацию о длине световых волн и интенсивности свечения.

Maxwell – это программа, которая может взаимодействовать с другими программами разных областей, например областями высококачественного рендеринга, архитектурной, дизайнерской, научной и т.д. Maxwell разработан для платформ Windows, Linux и MacOSX. Данная версия включает плагины – коннекторы для Cinema4D, LightWave, Maya, Rhino, formZ, Solidworks, Viz, 3dsMax, ArchiCAD и Sketch Up. Дополнительно, поддерживаются такие форматы как OBJ, STL, LWO, NFF, XC2, DXF, XML и FBX.

Maxwell состоит из таких компонентов как: редактор материалов, просмотр материалов, настройки текстур, настройки света и камер, настройки неба и т.д. (все они основаны на физически точной модели). Версия 1.0 поддерживает равноправные возможности командной строки и графического интерфейса.

ОСОБЕННОСТИ MAXWELL__________________________________________________

Физически точная модель

Одна из принципиальных особенностей Maxwell – технология визуализации непосредственно основана на реально существующих уравнениях распространения света. В результате этого Maxwell способен осуществлять невероятно реалистичные эффекты освещения, без использования приемов других систем визуализации. Результаты, полученные в Maxwell, настолько же точны, насколько их материальные аналоги в Реальности.

Спектральные вычисления для света и параметров объектов

Большинство современных систем визуализации проводят вычисления в цветовом диапазоне RGB. Тем не менее, это физически не точно, и только Maxwell действует подругому и проводит вычисления в значениях, принятых в реальном мире. По законам физики, Maxwell считает свет частью частотного спектра электромагнитных волн. Maxwell работает с диапазоном спектра от инфракрасных до ультрафиолетовых излучений.

После завершения такого просчета, каждый пиксель в изображении получает свое количество спектральной энергии. Энергия распространяется источниками света и попадает на виртуальную «пленку» — объектив виртуальной камеры или сетчатки наблюдателя. После этого значения полученные в результате вычислений конвертируются в доступный компьютерному выводу диапазон вроде RGB, XYZ и т.д.

Полное Общее Освещение (Global Illumination)

Maxwell рассчитывает все возможные взаимодействия между светом и объектами сцены. Эти взаимодействия варьируются от обычного не направленно – рассеянного освещения, сейчас поддерживаемого большинством систем визуализации, до гораздо более сложных ненаправленного глянцевого эффекта каустики, вызванного раздробленными объемами. Global Illumination взаимодействует с поверхностями и слоями внутри поверхностей для получения просвечивающих, и рассеивающих свет внутри поверхности предметов. Просчитываются все схемы поведения света между различными средами.

Материалы, основанные на настоящих оптических характеристиках:

Система материалов также физически точна. Поведение материала задается кривой – функцией BSDF (двунаправленного рассеянного распространения), позволяющей смешивание в одном материале с другой BSDF, или SSS эффектом. Тонкие оболочки также используются для получения эффектов тонкого реализма в материалах. Возможность использования файлов со сложными индексами преломлений, измеренными в лабораториях, делает создание настоящих материалов очень простым.

Рендер «без предубеждений»

«Без предубеждений» — означает, что за сопоставимое время рендера будет получен «товарный» результат изображения, без артефактов. Другие системы визуализации, основанные на широко известных механизмах вроде Radiosity, Irradiance maps и других методах интерполяции всегда приводят к «предубежденным» результатам. Они не могут привести к физически точному результату ни за какое время.

Многопроцессорность

Maxwell может задействовать все доступные процессоры, тем самым значительно увеличивая скорость рендера. Например, использование 8-процессорной системы на полную мощность увеличит скорость рендера в 8 раз.

Физически точное «смазывание» движущихся объектов (Motion blur).

В Maxwell Motion blur – не пост – эффект. Maxwell знает о том что движущийся предмет находится в различных положениях в течении «выдержки». Это позволяет создавать такие Global Illumination эффекты как «смазанная» каустика и даже объемная «смазанная» каустик, если имеются рассеянные тела.

Реалистичная имитация сложной каустики

Могут быть просчитаны любые сцены, содержащие сложную каустику. Каустику, созданную не- и направленным освещением, каустику, созданную пластиками, стеклами, или блестящими металлами. Ограничений на количество подобных эффектов нет, как и в природе.

Реалистичная модель камеры.

Камеры в Maxwell полностью отличаются от своих аналогов в других системах визуализации. Обычно камеры в других системах используют объективы – «булавочные головки». Этот тип камеры имитирует маленькое отверстие, в которое попадают лучи света. Maxwell имитирует настоящую камеру, с соответствующими настройками линзы, апертуры, граней диафрагмы и т.д. Используя такую модель, Maxwell может автоматически создавать DOF, Motion blur, различные искажения и дисперсию цвета относительно настроек линзы. Все остальные системы визуализации, доступные на рынке, имитирует это различными пост – эффектами и специальными приемами.

Объекты и материалы в качестве источников света

Maxwell основан на реальной физике, поэтому любой предмет размерами больше 0, так или иначе излучает. Это, в свою очередь, повышает реализм и добавляет мягкость теней, улучшая общее качество.

Другая особенность – это количество источников света в одной сцене. Большинство других систем не могут просчитывать большое количество плоскостных источников без серьезных требований к производительности. В Maxwell источники света имеют особенные настройки – и предлагают информацию о интенсивности своего излучения на любой из возможных длин волн.

Объекты, излучающие свет сами по себе могут состоять из любого материала, и в случае если излучение света «включено», только его накал может быть виден, если «выключено» — виден основной материал (металл, кристалл… любой).

Настоящее Небо

В Maxwell встроен физически точный симулятор Неба: просто указывается географическое положение, дата и время, а Maxwell сам определяет остальное. Эта модель неба в дальнейшем будет включать в себя такие состояния освещения как лунный свет или различные атмосферные эффекты.

Ослепляющий свет (Glare).

Эффект Glare вызывает оптический эффект дифракции (diffraction), возникающий когда лучи света проходят сквозь маленькие отверстия, и происходит наложение световых волн. Из-за этого возникают оптические «артефакты», например, дифракционные кольца вокруг звезд, когда их разглядывают в телескоп с сильным увеличением.

Maxwell предлагает систему, в которой пользователь может загрузит черно – белый шаблон диафрагмы камеры, который повлияет на свет, отпечатавшийся на пленке. Пользователь также может загрузить карту «старения» для имитации грязи/пыли/царапен на объективе, что сделает эффект дифракции более реалистичным.

Карты невидимости

Кары невидимости – очень востребованная в индустрии цифровых изображений возможность, позволяющая определить форму для коррекции геометрии, используя черно

– белую карту. Очень помогает в создании растений, травы и т.д.

Emixer

Профессиональный инструмент для интерактивного редактирования света. Позволяет изменять яркость каждого источника в течении и после визуализации. Эти изменения затрагивают общее освещение (Global Illumination) во всех аспектах, включая каустику.

Совместимость

Maxwell – самостоятельное приложение, совместимое в 32-х битном режиме с системами Windows, MacOSX и Linux. Набор плагинов – коннекторов связывает Maxwell с такими программаи как 3dsMax, Maya, Cinema 4D, LightWave, Houdini, Rhino, Solidworks, Sketch Up, FormZ, ArchiCAD и др, хотя как альтернативное рабочее пространство можно использовать Maxwell Studio, полноценное приложение для подготовки сцены к редеру.

МАТЕРИАЛЫ: ВВЕДЕНИЕ___________________________________________________

Перед изложением параметров системы материалов, которую использует Maxwell, важно понимать основы того, что такое свет, как он взаимодействует с материалами и почему материалы выглядят сверкающими, монотонными, прозрачными ит.д. Пожалуйста, просмотрите эту информацию, и это сделает настройки в редакторе материалов Maxwell’а гораздо проще для понимания.

ЧТО ТАКОЕ СВЕТ?

Видимый свет это очень маленькая часть среди всего электромагнитного излучения. Это излучение распространяется волнами разной длины. Разница в длинах волн (расстояние между их “краями”) это то, что отличает друг от друга красные, синие, гамма-лучи, рентген, радиоволны и т.д.

«Белый свет» это комбинация всех цветов в видимом спектре, и если мы воспринимаем предмет, например, как красный, это значит что при попадании на него белого света, все волны кроме волны той длины, что дает красный свет, поглощаются материалом. Только красная часть всего спектра отразится обратно.

«РАССЕЯНЫЙ(diffuse)» И «ЗЕРКАЛЬНО(specular)» ОТРАЖЕННЫЙ СВЕТ

Мы видим предмет, потому что свет отражается в наши глаза с его поверхности. Поэтому ВЕСЬ свет, который мы видим – отраженный. Возможно, это звучит неожиданно, поскольку в других визуализаторах мы привыкли рассматривать отраженный свет как зеркально (или направленно) отраженный свет.

В реальности не бывает отдельно «рассеянной» и «зеркальной» частей отражения. Монотонным, или похожим на зеркало поверхность делает ее гладкость.

Не очень сглаженная поверхность имеет множество незаметных дефектов, которые рассеивают свет во всех направлениях, и отражение того, что его окружает слишком «рассеяно»:

Поверхность, отражающая свет рассеяно, хаотично называется lambertian-поверхностью, такой как шарик, изображенный выше.

Гладкая поверхность отражает свет, сохраняя его направление, и создает очень четкое отражение того, что его окружает:

При этом, поскольку очень гладкие, сильно отражающие поверхности отражают то, что вокруг них, они гораздо меньше отражают свой собственный цвет. На отрендереной картинке видно, что шарик подкрашен красным, но этот красный сильно слабее зеркального отражения. Есть несколько исключений, и металлы – одно из них. Даже если