Глава 8. Материалы и текстурные карты

Понятие материалов и текстурных карт

Как бы вы ни старались, без применения материалов никакая, даже самая сложная сцена не будет выглядеть правдоподобной, если, конечно, вы не планируете сымитировать черно-белую фотографию тоскливого пейзажа вечером в пасмурную погоду. При создании в Cinema 4D объектов все они имеют серую однотонную раскраску и одинаковые блики, как будто сделаны из пластмассы. В сцене из таких объектов вы вряд ли сможете отличить апельсин от луны.

Применение материалов позволяет не просто назначать цвета объектам, как в книжке-раскраске, а настраивать многочисленные параметры поверхности, такие, как прозрачность, диффузия, рельеф поверхности, отражение, блики и другие (рис. 8.1).

Рис. 8.1 Объектам на рисунке присвоены материалы с различными свойствами

В основе настройки многих из этих параметров лежит настройка цвета и назначение текстуры, или, как ее еще называют, текстурной карты. Под текстурой в Cinema 4D понимается растровое изображение, рисунок которого используется для задания свойств поверхности (рис. 8.2)

Рис. 8.2 В этом материале текстура применена для определения цвета

Наложение текстуры определяется несколькими параметрами, в числе которых -метод дискретизации, определяющий характер сглаживания пикселей, смещение размытия и силу размытия, управляющие сглаживанием по методу MIP и SAT и смешением текстуры с основным цветом.

Помимо растровых текстур в Cinema 4D широко применяются затенители. Затенители - это процедурные текстуры, которые определяются не растровыми картами, а алгоритмически просчитываются для объекта, к которому применены. Поскольку затенители не используют пиксельные изображения, то при близком их рассмотрении не проявляются дефекты, связанные с отображением пикселей. Затенители могут быть двух видов: двумерные (плоские) и трехмерные (объемные). Двумерные процедурные текстуры, как и обычные текстуры, применяются к поверхности объекта, в то время как трехмерные рассчитываются для всего объема объекта, к которому они применяются. Разница особенно заметна, когда из объекта вырезается какая-либо его часть. В этом случае, если используется трехмерный затенитель, вы не заметите швов и грубых переходов - рис. 8.3.

Рис. 8.3 Пример материала с затенителем

С помощью трехмерных затенителей вы можете также создавать такие объемные явления, как, например, туман.

Работа с материалами осуществляется на разных уровнях. Самый нижний уровень - это создание текстуры, которое осуществляется в каком-либо графическом редакторе, или подбор уже готовой картинки. Затем вы определяете применение текстуры к различным параметрам материала, осуществляете настройку их цвета и других характеристик, формируя новый материал.

Следующий уровень работы - это организация набора созданных вами материалов. Эту задачу выполняет менеджер материалов, который содержит палитру образцов материалов и позволяет осуществлять с ними различные операции, такие как сохранение, применение, копирование, изменение параметров отображения и многие другие.

Последний этап работы с материалом - наложение его на объект. При наложении создается тег материала. Каждый тег содержит параметры наложения материала. Вы можете определить способ проецирования материала, выбрав один из восьми возможных, и сторону поверхности, к которой будет применяться материал, его смещение, размер, число повторений. Вы можете использовать смешение текстур, а также функцию удаления швов.

В следующих разделах мы последовательно опишем все уровни работы с материалами, применяемые для настройки инструменты и возможные параметры материалов. Также мы коснемся вопроса создания и настройки затенителей. В заключении, как обычно, мы применим полученные знания для обработки сцены с автомобилем, раскрасив его с помощью нескольких материалов.

Использование менеджера материалов

Для организации материалов используется менеджер материалов, расположенный в окне Materials (Материалы) - рис.8.4.

Рис. 8.4 Менеджер материалов

Для всех компоновок окно Materials расположено под окнами проекций в правой части окна программы. Исключение составляют компоновки Animation и Мосса, в которых это окно содержится на вкладке Materials справа от менеджера объектов (рис. 8.5).

Рис. 8.5 Расположение менеджера материалов для компоновок Animation и Мосса

Если вы создаете собственную компоновку, то открыть менеджер материалов можно с помощью команды меню Window > Material Manager (Окно > Менеджер материалов) - рис. 8.6, или сочетанием клавиш Shift + F2.

Рис. 8.6 Вызов менеджера материалов

Для создания нового материала используется команда File > New Material (Файл > Новый материал) строки меню окна Materials (рис. 8.7).

Рис. 8.7 Создание нового материала

При этом в менеджере появляется образец материала с его названием, который по умолчанию имеет серый цвет.

Чтобы загрузить библиотеку с готовыми материалами, вызовите команду File > Load Materials (Файл > Загрузить материал) строки меню окна Materials (рис. 8.8) и укажите файл библиотеки в диалоговом окне Open File (Открыть файл).

Рис. 8.8 Загрузка готовых материалов

Cinema 4D содержит библиотеки материалов в папке Mat, расположенной в папке с установленной программой (рис. 8.9).

Рис. 8.9 Библиотеки материалов Cinema 4D

Вы можете перетаскивать образец с помощью мыши на раскрашиваемый объект, а двойной щелчок по нему открывает окно Material, в котором осуществляется настройка материала и о котором подробно рассказывается в следующем разделе. Образец материала содержит сферический объект с примененными к нему параметрами материала. В менеджере объектов вы можете выбирать размер образца: большой, средний или маленький. Для этого вам необходимо установить один из значков: Edit > Small Icons (Правка > Маленький значок), Edit > Medium Icons (Правка > Средний значок) или Edit > Large Icons (Правка > Большой значок) - рис. 8.10.

Рис. 8.10 Выбор размера образца в меню Edit

При выделении объекта, к которому применен материал, образец материала «утапливается» в менеджере, а при выделении самого материала цвет его названия становится красным. Вы можете выделить материалы всех выбраных в окне редактора объектов с помощью команды меню Function > Select Materials of Active Objects (Функция > Выделить материалы активных объектов). Кроме этого, меню Function содержит и другие необходимые при работе со многими материалами команды (рис. 8.11):

Рис. 8.11 Команды меню Function

  • Find First Active Material (Найти первый активный материал);
  • Render Materials (Визуализировать материалы) - здесь не имеется в виду понятие визуализации, которое мы применяли касательно сцены. Эта команда позволяет перечерчивать образец выделенного материала, что необходимо при загрузке сохраненной ранее сцены с материалами, поскольку для экономии памяти программа при сохранении может снизить качество изображения на образце;
  • Render All Materials (Визуализировать все материалы) - команда, аналогичная предыдущей, но применяемая ко всем материалам в менеджере;
  • Sort Materials (Сортировать материалы) - позволяет отсортировать материал по названиям в алфавитном порядке;
  • Edit (Правка) - открывает окно редактирования материала;
  • Apply (Применить) - назначает выделенный в менеджере материал выделенному в окне проекции объекту;
  • Rename (Переименовать) - позволяет задать материалам индивидуальные названия, отличающиеся от дающихся по умолчанию (New...). Это особенно рекомендуется делать, когда сцена содержит большое количество материалов, чтобы быстро определить, к какому объекту назначен тот или иной материал;
  • Remove Unused Materials (Удалить неиспользуемые материалы);
  • Remove Duplicate Materials (Удалить дублирующиеся материалы) - удаляет материалы, имеющие одинаковые параметры и название;
  • Select Texture Tags (Выделить теги текстуры) - если выделенный материал применен к какому-либо объекту, то при использовании этой команды в окне Attributes отображаются параметры наложения материала на объекты, описанные ниже.

Созданные вами материалы можно сохранять для использования в других сценах. Для сохранения используйте команду File > Save as (Файл > Сохранить как) строки меню окна Materials.

Примечание: Как и во всех стандартных окнах Windows вы, вместо команд New Material, Load Material и Save Material as, можете использовать сочетания клавиш Ctrl+N, Ctrl+Shtft+O и Ctrl+Shift+S соответственно.

Настройка материалов

Настройка материалов осуществляется с помощью окна Material, вызываемого двойным щелчком по образцу материала или с помощью команды Function > Edit (Функция > Правка) - рис. 8.12.

Рис. 8.12 Команды меню Function

Окно разделено на две части (рис. 8.13).

Рис. 8.13 Окно Material позволяет настроить все параметры материала

В левой части вверху находится окно предварительного просмотра материала, в поле над ним вы можете изменить название. Ниже расположен список всех возможных параметров материала. Чтобы установить тот или иной параметр необходимо поставить флажок возле его названия, а для настройки параметра щелкнуть по его названию в списке. При этом в правой части окна отображаются настройки данного параметра, чаще всего цвет и текстура. Все параметры настраиваются независимо и могут использовать собственные текстуры.

Все изменения, производимые в окне Material, сразу применяются к образцу материала и отображаются в окнах проекции, если материал применен к какому-либо объекту.

Для настройки цвета используется стандартный набор инструментов. Вы можете подбирать цвет с помощью бегунков или цветовой палитры. В левой части группы Color (Цвет) расположено окошко, отображающее выбранный цвет.

При двойном щелчке по нему открывается окно, позволяющее выбрать цвет из палитры (рис. 8.14).

Рис. 8.14 Палитра цветов

Если вы нажмете кнопку со стрелкой, расположенную под образцом света, то можете отобразить таблицу цветов или выбрать тип бегунков (рис. 8.15): для каналов RGB (Red-Green-Blue, «красный-зеленый-синий») или HSV (Hue-Saturation-Value, «оттенок-насыщенность-значение»), а также способ изменения значений: в процентном соотношении, в диапазоне 0...255 или диапазоне 0...65 535. Последний инструмент настройки цвета - бегунок Brightness (Яркость), задающий значение в диапазоне от 0 до 100%.

Рис. 8.15 Вы можете выбрать способ задания цвета

Группа Texture (Текстура), определяющая параметры текстуры, содержится в настройках большей части параметров. Для загрузки текстуры предназначена кнопка Image (Изображение). В качестве текстур Cinema 4D может использовать такие графические форматы, как JPEG, IFF, TIFF, TGA, BMP, PICT, PSD, a также видео форматы AVI и MOV. Вы можете выбрать одну из текстур, расположенных в папке MAXON CINEMA 4D R9.

Название выбранного файла отображается в поле слева, а сама текстура - в правой части окна в виде образца. Если вы щелкните мышью по одному из пикселей текстуры, то его цвет будет выбран в качестве основного цвета в группе Color. Помимо растровых изображений в качестве текстур могут быть выбраны затенители, для чего необходимо нажать кнопку со стрелкой справа от поля текстуры. В появившемся выпадающем меню содержится список возможных затенителеи (рис. 8.16).

Рис. 8.16 Набор затенителей

Также в выпадающем меню содержатся следующие команды (рис. 8.17):

Рис. 8.17 Команды для работы с текстурами

  • Animation (Анимация) - диалоговое окно, предназначенное для изменения текстуры в анимации (рис. 8.18). Для активации этого режима выполните двойной щелчок левой кнопкой мыши по изображению текстуры;
  • Рис. 8.18 Диалоговое окно Animation

  • Edit Image (Редактировать изображение) - открывает выбранный файл с помощью редактора, установленного по умолчанию в среде Windows для данного формата;
  • Reload Image (Перезагрузить изображение) - используется, если при изменении текстуры ее отображение в образце не обновилось;
  • Copy Channel (Копировать канал) - позволяет скопировать графический файл, выбранный в качестве текстуры одного параметра, в текстуру другого параметра;
  • Paste Channel (Вставить канал) - предназначена для вставки скопированного изображения в текстуру;
  • Bitmaps (Растровые карты) - содержит список используемых графических файлов для их быстрого выбора.

Ниже вы можете найти параметры, определяющие сглаживание пикселей накладываемых текстур. Выпадающее меню Sampling (Дискретизация) содержит несколько вариантов интерполяции пикселей (рис. 8.19):

Рис. 8.19 Методы интерполяции

  • None (Никакой) - текстура выводится без сглаживания пикселей. Хотя при этом методе время расчета уменьшается, результат может оказаться неудовлетворительным из-за появления дефектов, то есть пикселизацией - нежелательного геометрического рисунка из пикселей;
  • Circle (Окружность) - метод, дающий лучший результат сглаживания за счет использования при дискретизации пикселей в определенной окружности вокруг среднего значения. При этом увеличивается время, затрачиваемое на визуализаций, и остаются видимые дефекты, особенно при отдалении текстуры;
  • Square (Квадрат) - метод, использующий для сглаживания пиксели, расположенные в квадратной области вокруг среднего значения. Переход получается плавным, как и для метода Circle, но качество изображения лучше;
  • Alias I, Alias 2 и Alias 3 (Смешение 1, Смешение 2 и Смешение 3) дают еще более сглаженный результат, чем предыдущие методы;
  • MIP - сокращенно от multum in parvo (лат.), что означает «многое в малом». Метод называется так потому, что, когда большое количество пикселей текстуры эффективно располагаются в пикселе экрана, используется аппроксимация, основанная на значениях пикселей текстуры. Наряду со следующим методом MIP дает наилучшее сглаживание;
  • SAT (Таблицы суммарных областей) - сокращенно от Summed Area Tables, принцип действия этого метода аналогичен MIP, однако при большем времени визуализации результат сглаживания получается точным.

При выборе метода дискретизации MIP или SAT становятся доступными дополнительные элементы управления: О - Offset Blur (Смещение размытия) и S - Strength Blur (Сила размытия). Поскольку методы MIP или SAT для экономии времени визуализации делают расчет при оптимальном соотношении качества и времени, результат размытия может показаться чересчур размытым или резким. В этом случае вы можете настраивать визуализацию с помощью инструментов Offset Blur и Strength Blur.

Поле Offset Blur (Смещение размытия) позволяет увеличивать или уменьшать сглаживание текстуры. При значении 0% сглаживание отсутствует, а при 100% оно максимально. В поле Strength Blur (Сила размытия) вы можете задать степень размытия текстуры. При увеличении значения от 0% до 100% изображение становится более размытым, но уменьшаются искажения при анимации. При уменьшении значения 0% до -100% увеличивается резкость текстуры, что может привести к визуальным дефектам при анимации (рис. 8.20).

Рис. 8.20 К материалу левого объекта применено размытие и сглаживание текстуры

При настройке параметра поверхности Bump (Рельеф) в группе Texture появляется флажок MIP Falloff (Ослабление MIP), с помощью которого можно Уменьшить влияние карты текстуры на рельеф поверхности во время удаления камеры от объекта при использовании методов дискретизации MIP или SAT.

Чтобы определить взаимодействие основного цвета и текстуры, используется выпадающее меню Mix (Смешать). По умолчанию текстура полностью определяет настраиваемый параметр поверхности. Для изменения соотношения влияния цвета и текстуры необходимо перемещать бегунок слева от образца текстуры или задать значение в соответствующем поле. Значение определяет долю влияния текстуры - при 0% определяющим становится цвет. Меню Mix (Смешать) содержит несколько вариантов смешения цвета и текстуры (рис. 8.21):

Рис. 8.21 Варианты смешения основного цвета и текстуры

  • Normal (Нормальное) - в этом случае происходит усреднение значения каналов RGB цвета и текстуры;
  • Add (Добавить) - в этом случае значения каналов RGB цвета и текстуры суммируются;
  • Subtract (Вычесть) - в этом случае из значений каналов RGB текстуры вычитаются значения каналов RGB цвета;
  • Multiply (Перемножить) - в этом случае значения каналов RGB цвета и текстуры перемножаются.

Последний элемент в этой группе - кнопка Edit (Правка). Если в качестве текстуры был выбран затенитель, то нажатие кнопки откроет окно настройки свойств затенителя, а для растрового изображения - окно настройки временных параметров текстуры. Временные настройки применяются, когда вы хотите использовать в текстуре видеоролик или последовательность кадров, изменяющиеся во времени.

Окно Animation (Анимация), рис. 8.18, содержит две группы параметров.

Первая группа параметров, определяет характер воспроизведения. В выпадающем меню Mode (Режим) выберите способ воспроизведениям:

  • Simple (Единичный) - в этом случае клип или последовательность проигрываются один раз от начала и до конца;
  • Loop (Цикл) - в этом случае при достижении конца видеоролика воспроизведение начинается сначала;
  • Ping-Pong (Пинг-понг) - в этом случае при достижении конца видеоролика он воспроизводится в обратном направлении и т.д.

Следующее выпадающее меню Timing (Синхронизация) определяет согласование во времени анимации текстуры и всей сцены. Здесь вы можете выбрать следующие опции:

  • Exact Frame (Точно по кадрам) - задает согласование анимации, при котором каждый кадр видеоролика или изображение последовательности приходится на кадр анимации сцены;
  • Exact Second (Точно по секундам) - задает согласование анимации, при котором каждой секунде анимации сцены будет соответствовать секунде видеоролика или последовательности текстуры;
  • Area (Область) - позволяет задать участок анимации, который будет воспроизводиться указанное число раз. Участок определяется значениями поле Start (Начало) и End (Конец), а число повторений вводится в поле Loops (Циклы).

Во второй группе вы можете задать диапазон кадров видеоролика или картинок последовательности, который нужно проиграть в анимации. При использовании последовательности все ее изображения должны лежать в одной папке из которой в поле текстуры загружается только одна картинка. В поле Movie Start Frame (От) указывается начальный кадр или изображение, а в поле Movie End Frame (До) - конечный.

Вы можете проигрывать видеоролики и в обратном направлении, задавая соответствующие значения. В поле Movie Frame Rate (Частота кадров) вы указываете частоту смены кадров или изображений в текстуре. При нажатии на кнопку Calculate (Рассчитать) программа автоматически определит число кадров в видеоролике или последовательности изображений и установит максимальными диапазон и стандартную частоту смены кадров - 30 кадров в секунду.

Теперь мы можем перейти к рассмотрению отдельных свойств материала список которых находится в левой части окна Material.

По умолчанию в новом материале активны два параметра: Color (Цвет) и Specular (Блик). Параметр Color является основным цветом материала. Окончательный цвет материала может изменяться при использовании различных параметров, но его базой будет цвет, определенный в этом разделе окна. Для настройки основного цвета вы можете использовать две группы параметров описанные выше: Color и Texture.

Следующий параметр Diffusion (Диффузия) определяет области затенения и осветления основного цвета, используя карту диффузии (рис. 8.22).

Рис. 8.22 Настройка диффузии

Карта диффузии - это полутоновая карта, темные пиксели которой соответствуют темным областям поверхности. В качестве карты диффузии вы можете использовать как растровые текстуры, так и затенители. При этом, когда вы применяете цветные изображения, параметр диффузии использует только информацию о яркости пикселей карты (рис. 8.23).

Рис. 8.23 Материалы обоих объектов одинаковы, только для правого применена карта диффузии

Вообще, существует два вида освещения: диффузное и зеркальное. В первом случае лучи света отражаются от поверхности хаотично, что позволяет создать ее однородное освещение с равномерной окраской. При зеркальном освещении лучи света отражаются в строго определенном направлении, благодаря чему на поверхности освещенные области выглядят световыми пятнами.

Настройка диффузии определяется тремя группами свойств. Первая группа Diffusion Level (Уровень диффузии) содержит бегунок, управляющий степенью затенения, создаваемого диффузией. Следующая группа - Texture - используется для выбора и настройки диффузной карты. Последняя группа Affect (Влияние) содержит три флажка: Luminance (Свечение), Specular (Блик) и Reflection (Отражение). При установке этих флажков вы назначаете эффект диффузии соответствующим параметрам.

Параметр Luminance (Свечение), рис. 8.24, позволяет задать цвет и текстуру, которые будут придавать окраску всем областям, как освещенным, так и находящимся в тени.

Рис. 8.24 Настройка самосвечения

Материал с установленным параметром Luminance становится самосветящимся (рис. 8.25).

Рис. 8.25 Маленький шарик, находящийся в тени большого, виден за счет самосвечения

Вы можете также назначать цвет и текстуру свечению. Там, где цвет текстуры светлее, интенсивность свечения увеличивается. С помощью параметра свечения вы можете создавать люминесцентные объекты, способные светиться собственным цветом, как, например, неоновая реклама, жуки-светлячки, экран телевизора и т.д.

Иногда весьма полезным бывает следующий параметр - Transparency (Прозрачность), который делает материал полупрозрачным и позволяет ему пропускать свет (рис. 8.26).

Рис. 8.26 Применение прозрачных материалов

Это может быть использовано, например, для созданий стеклянных предметов или воды.

Степень прозрачности регулируется с помощью бегунка Brightness в группе Color (рис. 8.27).

Рис. 8.27 Настройка прозрачности

Чем выше уровень прозрачности, тем меньше интенсивность основного цвета. Вы можете использовать текстуру, которая будет играть роль карты прозрачности. Цвет пикселя текстуры определяет цвет пропускаемого им света, а его яркость - степень прозрачности.

Имитировать различные прозрачные материалы вам позволит группа Refraction (Преломление). В поле n вы можете задать коэффициент преломления в интервале от 0.25 до 4. Этот коэффициент определяет изменение направления луча света при переходе через границу раздела двух сред с разной плотностью, какими в сцене являются объект с полупрозрачным материалом и окружающая среда. Например, для воды коэффициент преломления относительно воздуха равен 1.33, а для стекла - от 1.47 до 2.04. Этот параметр следует применять для закрытых объектов во избежание неожиданных результатов.

Ниже коэффициента преломления расположен флажок Fresnel (Френель). При его установке соотношение между преломлением и отражением от поверхности материала будет меняться в зависимости от угла зрения. Установка флажка Additive (Аддитивно) позволяет цвету материала не уменьшаться автоматически при изменении прозрачности.

Дополнительные настройки прозрачности осуществляются в группе Blur (размытие), которая позволяет имитировать матовый материал. При просмотре через него предметы кажутся размытыми. Поле Dispersion (Дисперсия) определяет интенсивность этого эффекта. При установке его значения выше 0% становятся доступными следующие настройки:

  • поле Min Sample (Минимальное число образцов) - при обработке эффекта размытия используется различное число образцов для различных участков материала в зависимости от сложности. Минимальное количество образцов применяется в наименее ответственных областях;
  • поле Max Sample (Максимальное число образцов) - определяет число образцов для просчета наиболее сложных областей материала;
  • поле Accuracy (Точность) - позволяет регулировать качество матового эффекта и время его визуализации, которые связаны обратной зависимостью. Значение определяет количество используемых в расчетах образцов в процентах от указанных в предыдущих полях.

Параметр материала Reflection (Отражение) позволяет создать материал, который будет отражать окружающие его предметы. Вы можете определить цвет отражения, а также задать текстуру, определяющую карту отражения. Полутоновая карта отражения позволяет создавать материал с различными областями прозрачности. Области карты, имеющие черный цвет, будут создавать участки материала, не отражающие свет. Степень отражения регулируется бегунком Brightness группы Reflection Color (Цвет отражения) - рис. 8.28.

Рис. 8.28 Настройка параметра отражения

Также как и при настройке прозрачности материала, для отражения вы можете использовать параметры размытия: Dispersion (Дисперсия), Min Sample (Минимальное число образцов), Max Sample (Максимальное число образцов) и Accuracy (Точность) - рис. 8.29.

Рис. 8.29 В материале среднего тора применено отражение с размытием

Если вы хотите, чтобы материал, имеющий параметр Reflection, отражал не окружающие его предметы, а какое-либо изображение, вы можете загрузить картинку в качестве текстуры параметра Environment (Окружающая среда). Благодаря этому параметру вы можете не только создавать нужное отражение, но и уменьшать время, затрачиваемое на визуализацию материала.

Параметр Environment имеет уже знакомые вам группы Color и Texture. Единственная особенность заключается в том, что в группе Texture содержатся два новых поля Tiles X (Плитки по оси X) и Tiles Y (Плитки по оси Y). С их помощью вы можете задавать число повторений изображений в текстуре по соответствующим осям.

Параметр Fog (Туман) позволит вам объекты, используемые в качестве тумана, облаков, клубов дыма и струй пара, сделать полупрозрачными и подсветить (рис. 8.30).

Рис. 8.30 Куб находится внутри другого объекта, к которому применен параметр Fog

Объект с примененным к нему материалом с туманом имеет коэффициент преломления, указанный в настройках параметра Transparency (Прозрачность). При использовании тумана действие параметра прозрачности аннулируется. Параметры тумана включают в себя цвет и яркости тумана, определяемые в группе Fog Color (Цвет тумана), а также параметр Distance (расстояние). Поле Distance определяет расстояние, на котором луч, проходящий через туман, будет полностью затухать, то есть прозрачность тумана (рис. 8.31)

Рис. 8.31 Настройка тумана в материале

С помощью следующего параметра - Bump (Рельеф) - вы сможете на поверхности объекта выдавленный рисунок (рис. 8.32).

Рис. 8.32 С помощью параметра Bump (Рельеф) вы сможете создать на поверхности объекта выдавленный рисунок

Рисунок рельефа определяется полутоновой картой выдавливания, в основе которой лежит текстура (рис. 8.33).

Рис. 8.33 Настройка выдавливания

Загрузка текстуры осуществляется так же, как и для других параметров, кроме возможности использовать флажок MIP Falloff (Ослабление MIP), позволяющий изменять влияние карты текстуры на рельеф в зависимости от расстояния до камеры, если вы выбрали метод дискретизации MIP или SAT.

Чем ярче пиксель карты выдавливания, тем выше над поверхностью поднимается рельеф в этой точке. Использование одной текстуры для определения цвета материала и его рельефа часто дают весьма реалистичный результат. Вы можете регулировать степень выдавливания, используя бегунок Strength (Сила) группы Bump. Если вы установите бегунок вправо от центра, то вместо выдавливания рельефа вы получите вдавливание. При этом более яркие пиксели текстуры будут соответствовать более глубокому вдавливанию. Не используйте чересчур сильное выдавливание, особенно при не очень качественной текстуре, поскольку при освещении рельеф станет менее реалистичным.

Параметр Alpha (Альфа) используется для маскировки части объекта на основе определенного цвета текстуры или альфа-канала изображения (рис. 8.34).

Рис. 8.34 В этом примере замаскирована часть окружности, которая выходит за пределы пламени

По умолчанию в группе Texture (рис. 8.35) установлен флажок Soft (Мягкий).

Рис. 8.35 Настройка альфа-канала материала

Это означает, что загруженная текстура определяет диапазон перехода, то есть ее белый цвет соответствует абсолютно прозрачным областям, а черный цвет - абсолютно непрозрачным. Если вы снимите этот флажок, то с помощью группы Alpha Color (Цвет альфа) вы можете выбрать цвет текстуры, который будет замаскирован. Вы можете задать цвет, используя бегунки каналов RGB, палитру цветов или щелкнув кнопкой мыши на образце текстуры в нужном месте.

Вы также можете задать отклонения цвета, которые определяют диапазон цветов, которые будут замаскированы в материале. Для этого используйте бегунки dr (Отклонение красного цвета), db (Отклонение голубого цвета) и dg (Отклонений зеленого цвета).

Если изображение содержит альфа-канал, то для его использования вы должны установить флажок Image Alpha (Альфа-канал изображения) в группе Texture. Другой флажок - Invert (Инвертировать) - позволяет обратить результат действия альфа, то есть поменять местами прозрачные и видимые области.

Параметр Specular (Блик) позволяет настроить свойства глянца, образуемого при освещении материала (рис. 8.36).

Рис. 8.36 Настройка параметра Specular

В верхней части окна при настройке этого параметра отображается диаграмма, показывающая характер блика. Ниже расположено выпадающее меню Mode (Режим), содержащее следующие опции:

  • Plastic (Пластиковый) - применяется для имитации блика таких материалов, как пластик, дерево или стекло. В этом случае цвет блика не зависит от основного цвета материала, а всегда остается белым;
  • Metal (Металлический) - позволяет имитировать блики на матовых металлических поверхностях. В этом случае цвет блика определяется основным цветом материала;
  • Colored (Цветной) - также использует в качестве цвета блика основной цвет материала, но не затемняет оставшиеся области, как при использовании Metal.

Глядя на диаграмму блика и на образец материала, вы можете настраивать параметры пятна блика с помощью следующих бегунков:

  • Width (Ширина) - определяет геометрический размер пятна блика;
  • Height (Высота) - настраивает высоту блика, то есть интенсивность света в центре блика;
  • Falloff (Ослабление) - определяет плавность перехода и интенсивность света от центра блика к его краям;
  • Inner Width (Внутренняя ширина) - определяет размер внутренней области в центре блика, интенсивность света в которой постоянна и равна максимальной.

Для настройки цвета блика используется параметр Specular Color (Цвет блика) - рис. 8.37.

Рис. 8.37 Определение цвета глянца

Если вы используете для этого параметра полутоновую текстуру, то яркость ее пикселей будет определять четкость блика. Окончательный цвет блика зависит от режима, выбранного в меню Mode для параметра Specular.

Для режима Plastic цвет определяется только настройками в группе Specular Color, а для остальных он образуется сложением основного цвета материала и цвета блика.

Параметр Glow (Ореол) предназначен для создания свечения вокруг объекта (рис. 8.38).

Рис. 8.38 Параметр Glow придает объекту светящийся ореол

Вы можете увидеть эффект ореола только в предварительном просмотре материала или при визуализации объекта с материалом - в окне редактора свечение не отображается.

Если установлен флажок Use Material Color (Использовать цвет материала), то цвет ореола будет определяться основным цветом материала. Если флажок снят, то вы можете определить в группе Glow Color (Цвет ореола) цвет, который будет смешан с основным цветом материала для получения окончательного цвета свечения. Ниже расположены поля - элементы управления, определяющие свойства ореола, - рис. 8.39:

Рис. 8.39 Настройки параметра Glow

  • Inner Strength (Внутренняя интенсивность) - определяет силу свечения над поверхностью объекта;
  • Outer Strength (Внешняя интенсивность) - определяет силу свечения вокруг кромки объекта с настраиваемым материалом;
  • Radius (Радиус) - определяет расстояние от объекта, на которое будет распространяться свечение;
  • Random (Случайно) - позволяет указать диапазон в процентах на которое будет изменяться интенсивность свечения при каждой ее смене;
  • Frequency (Частота) - определяет, насколько часто будет меняться интенсивность свечения - число изменений в секунду.

Действие, оказываемое параметром Displacement (Смещение), внешне похоже на действие параметра Bump (Рельеф). Отличие состоит в том, что в этом случае объект деформируется не визуально, как для Bump, а фактически. Это можно заметить на краях объектов с выдавливаниями типа Bump и Displacement (рис. 8.40).

Рис. 8.40 Параметр Displacement деформирует объект не визуально, как для Bump, а фактически

В первом случае края не имеют деформации и повторяют очертания исходного объекта. Во втором случае отчетливо виден рельеф, преобразующий кромку.

Для настройки смещения в группе Displacement (рис. 8.41) используется бегунок Strength (Интенсивность), определяющий высоту рельефа и поле Maximum Height (Максимальная высота), ограничивающее степень выдавливания. Рисунок рельефа образуется на основе текстуры, загружаемой в группе Texture. Поскольку происходит деформирование, объект, которому присваивают материал, должен обладать достаточным количеством сегментов.

Рис. 8.41 Настройка смещения

Последним параметром в списке является параметр Illumination (Подсветка) - рис. 8.42.

Рис. 8.42 Параметр Illumination

С его помощью вы можете определить свойства и модель подсветки, а также настроить каустики (отблески). Окно параметра состоит из трех групп Global Illumination (Глобальное освещение), Illumination Model (Модель подсветки) и Caustics (Каустики).

Группа Global Illumination позволяет учитывать распространение света между поверхностями. Одним из алгоритмов глобального освещения является метод Radiosity (Радиосити).

Метод радиосити (излучательности) - один из методов расчета статического освещения, позволяющий учитывать влияние окружающей геометрии при расчете конкретного участка поверхности. Этот метод разбивает поверхности на мелкие сетки, после чего вычисляет интенсивность всех поверхностей в окружении и определяет количество света, распространяемого от одного элемента сетки к другому.

Вы можете настраивать характер участия материала в расчете радиосити с помощью следующих элементов управления:

  • флажок Generate (Генерировать) - при его установке материал объекта будет излучать радиосити, то есть влиять на освещение окружающих его объектов. В поле справа задается интенсивность в диапазоне от 0% до 10000%, с которой материал будет генерировать излучение радиосити;
  • флажок Receive (Получать) - при его установке материал будет принимать излучение радиосити и учитывать его в расчете освещения. В поле справа в диапазоне от 0% до 10000% указывается интенсивность приема излучения;
  • поле Saturation (Насыщенность) - определяет насыщенность освещения при расчете по методу Radiosity.

Группа Illumination Model позволяет настраивать характер затенения объекта, вид блика и области диффузного рассеяния. Вы можете использовать следующие настройки:

  • выпадающее меню Model (Модель) - позволяет выбрать одну из трех моделей подсветки Blinn (Подсветка по Блинну), Phong (Подсветка по Фонгу) и Oren-Nayar (Подсветка по Орену-Найяру). Подсветка по Фонгу создает яркий и отчетливый блик, как на гладких и блестящих поверхностях. Подсветка по Блинну создает блик, напоминающий блик по Фонгу, но более тусклый и круглый. При подсветке по Орену-Найяру создается блик как при освещении матовых поверхностей;
  • поле Diffuse Falloff (Ослабление диффузии) - задает величину области диффузного рассеяния, отделяющую блик от тени. При увеличении этого параметра область диффузного рассеяния уменьшается, заполняя освобождающуюся часть цветом блика;
  • поле Diffuse Level (Уровень диффузии) - активируется при использовании метода Орена-Найяра. Значение поля определяет яркость области диффузного рассеяния;
  • поле Roughness (Шероховатость) - также используется только с методом Орена-Найяра и влияет на диффузное рассеяние, добавляя эффект шероховатости, в результате чего увеличивается равномерность яркости цвета в области диффузного рассеяния.

Последняя группа - Caustics (Каустики) - определяет свойства материала принимать и отбрасывать каустики. Как мы говорили выше, в главе «Освещение», каустики - это отблески света, создаваемые на окружающих предметах в результате отражения или преломления луча света в объекте. Вам доступны следующие настройки каустиков:

  • флажок Generate (Генерировать) - при его установке материал объекта будет создавать отблески (для полупрозрачного или отражающего материала). В поле справа задается интенсивность отблесков в диапазоне от 0% до 10000%;
  • флажок Receive (Получать) - при его установке на объекте с настраиваемым материалом будут появляться отблески от других объектов. В поле; справа в диапазоне от 0% до 10000% указывается интенсивность приема!: отблесков;
  • поле Sample Radius (Радиус образца) - определяет расстояние вокруг пикселя, до которого фотоны каустика интерполируются при расчете яркости отблеска. Влияет на качество и время расчета эффекта;
  • поле Samples (Образцы) - задает число фотонов в пределах радиуса образца, которые будут использоваться для расчета каустика.

В заключение отметим, что производить настройку свойств материала можно не только в окне Material. При выделении в менеджере объектов материала в окне Attributes появляются соответствующие параметры.
Первая группа параметров этого окна - Basic (Основные) - содержит список параметров материала, которые вы можете настроить (рис. 8.43).

Рис. 8.43 Настройка материалов в окне Attributes

Список полностью соответствует списку в левой части окна Material. Для каждого установленного возле одного из параметров флажка создается группа параметров, аналогичных тем же параметрам в окне Material.

Наложение материалов

Создав и настроив материалы в менеджере материалов, вы можете назначить их объектам сцены. Наложение может осуществляться несколькими способами. Во-первых, вы можете просто перетащить образец материала из менеджера материалов на объект в окне редактора или в менеджере объектов. После этого отпустите кнопку мыши, и объект тут же будет использовать новый материал. При этом справа от названия объекта в менеджере объектов появится значок с образцом текстуры, обозначающий тег Texture(рис. 8.44).

Рис. 8.44 Справа от названия объекта в менеджере объектов появляется значок с образцом текстуры, обозначающий тег Texture

Тег текстуры имеет множество настроек, определяющих способ наложения материала на объект. Все параметры будут приведены ниже при описании окна Attributes.

Настроив параметры одного тега, вы можете сменить материал объекта оставив новому материалу настройки старого. Для этого перетащите образец материала из менеджера материалов на значок тега справа от объекта в менеджере объектов. Если вы назначаете несколько материалов одному объекту, то все теги текстур остаются в списке тегов справа от объекта. Применяться к объекту будет только тег, стоящий последним в списке. Вы также можете смешивать теги текстур, что будет описано ниже.

Второй способ наложения текстуры требует больше действий. Необходимо выделить объект в окне редактора или в менеджере объектов, после чего выделить нужный материал в менеджере материалов и вызвать команду Function > Apply (Функция > Применить) - рис. 8.45.

Рис. 8.45 Вызовите команду Function > Apply, чтобы применить материал к выделенному объекту

Третий способ менее удобен, чем второй. Вы можете щелкнуть по объекту правой кнопкой мыши и выбрать в контекстном меню Cinema 4D Tag > Texture (Тег Cinema 4D > Текстура) - рис. 8.46.

Рис. 8.46 Создание тега текстуры

В окне Attributes откроется группа Tag, содержащая поле Material. Перетащите нужный материал из менеджера материалов в это поле, и материал будет применен к объекту.

После применения материала вы можете перейти к настройке наложения. Для этого в окне Attributes откройте группу параметров Tag (Тег), щелкнув левой кнопкой мыши по значку тега в менеджере объектов. Первым параметром в группе Tag является поле Material, содержащее образец и название выбранного материала (рис. 8.47).

Рис. 8.47 Параметры тега текстуры

Выпадающее меню Projection (Проецирование) позволяет определить координаты наложения плоской прямоугольной текстурной карты на объект, который может иметь произвольную форму. Вы должны выбрать один из видов контейнером, наиболее близкий по форме к объекту. Меню Projection содержит следующие координаты наложения (рис. 8.48):

Рис. 8.48 Координаты наложения текстуры

  • Spherical (Сферические) - используют в качестве контейнера сферу и плохо сочетаются с плоскими объектами, создавая искажения;
  • Cylindrical (Цилиндрические) - используют в качестве контейнера цилиндр и также могут создавать искажения;
  • Flat (Плоские) - наилучшим образом подходят для плоскостей. При использовании с другими объектами текстура проецируется правильно только в одной плоскости, а затем протягивается в перпендикулярном направлении;
  • Cubic (Кубические) - использует кубический контейнер и проецируется на объект с шести сторон;
  • Frontal (Фронтальные) - при любом положении поверхности текстура, наложенная на нее, будет выравниваться по плоскости камеры. При этом координаты текстуры не связаны с координатами объекта, то есть при перемещении объекта текстура будет неподвижна в абсолютных координатах и, значит, будет перемещаться по объекту. Кроме того, при наложении объектов их текстуры будут полностью совпадать, что позволяет замаскировать какой-либо объект на фоне другого, оставив лишь его тень и блики;
  • Spatial (Пространственные) - наложение с пространственными координатами похоже на наложение с плоскими, но в этом случае текстура не просто протягивается в направлении перпендикулярном плоскости наложения, а выдавливается наружу и вправо;
  • UVW Mapping (Наложение UVW) - использует в качестве координат наложения UVW-координаты, которые имеет каждый объект. Это позволяет при деформировании объекта изменять также наложенную текстуру;
  • Shrink Wrapping (Оборачивание) - в этом случае объект «заворачивается» в текстуру, как в оболочку. При этом на одной из сторон образуется «полюс», где текстура собирается в точку.

Вы можете настраивать отображение текстуры и с помощью выпадающего меню Side (Сторона), которое определяет, на какую сторону поверхности будет спроектирована текстура. При выборе опции Front (Спереди) текстура будет наложена с той стороны поверхности, где ее нормали будут направлены в сторону камеры. Выбор Back (Сзади) означает, что текстура будет видна со стороны поверхности, имеющей нормали, направленные в противоположную от камеры сторону. При выборе Both (Оба) текстура будет спроецирована с обеих сторон поверхности.

Поля Offset X (Смещение по X) иOffset Y (Смещение по Y) определяют смещение рисунка текстуры относительно оболочки текстуры вдоль соответствующих осей. Вы также можете настраивать эти параметры в окне просмотра с помощью перетаскивания мышью, если выберите инструмент Tools > Texture (Инструменты > Текстура). При этом в окне вы увидите контейнер текстуры и участок сетки текстуры голубого цвета, который показывает смещение текстуры.

Поля Length X (Длина по X) и Length Y (Длина по Y) позволяют ввести относительный размер текстуры, которая будет наложена в каждом направлении. При этом если относительная длина будет меньше 100%, то есть накладываемая текстура будет меньше оболочки текстуры, то текстура повторится в данном направлении несколько раз. Число текстур в каком-либо направлении, называемое числом плиток, будет отображено в поле Tiles X (Плитки по X) или Tiles Y (Плитки по Y). Вы можете определять повторяемость плиток как в полях Tiles, так и в полях Length, поскольку их значения связаны и обратно пропорциональны.

Если вы хотите уменьшить размер текстуры и при этом избежать повторения текстуры плитками, снимите флажок Tiles (Плитки), благодаря чему уменьшенная текстура останется в единственном экземпляре.

Чтобы использовать для одного объекта несколько тегов текстур и сочетать их в материале, вы можете применить флажок Mix Textures (Смешать текстуры). При этом порядок слоев текстур определяется порядком расположения тегов в менеджере объектов - чем правее расположен тег, тем выше слой соответствующего материала. Чтобы через верхний слой увидеть нижележащий, следует применять к верхнему не параметр прозрачности, а параметр альфа.

Чтобы избежать появления между плитками текстур швов, установите флажок Seamless (Бесшовный), в результате чего часть плиток отразится. При этом рисунок текстуры может измениться, поэтому эта опция в основном применяется для мозаичных текстур.

Создание материалов для автомобиля

Для смоделированного ранее автомобиля нам понадобится создать десять материалов: для кузова автомобиля, стекол, шин, дисков колес и выхлопных труб, Передних фар, задних фар, зеркала и решеток. В такой последовательности здесь и будет рассмотрено создание этих материалов:

  1. Откройте файл с моделью автомобиля.
  2. В окне Materials вызовите команду File > New Material. В окне появится образец вновь созданного материала. Щелкните по нему дважды, чтобы открыть окно с настройками материала.
  3. В окне параметра Color выберите в палитре насыщенный цвет, например красный (рис. 8.49).
  4. Рис. 8.49 Подберите насыщенный цвет для материала кузова

  5. Установите флажок Reflection (Отражение) и бегунок Brightness на значение 25% (рис. 8.50).
  6. Рис. 8.50 Добавление отражательных способностей

  7. Перейдите к параметру Specular (Блик) и настройте параметры блика так, как показано на рис. 8.51.
  8. Рис. 8.51 Настройка блика материала кузова

  9. Примените этот материал к нулевому объекту, группирующему все детали автомобиля. Для этого перетащите образец материала из окна Materials в менеджер объектов. При этом могут быть закрашены и детали, не относящиеся к кузову, но впоследствии мы назначим им собственные материалы (рис. 8.52).
  10. Рис. 8.52 Материал применен к нулевому объекту, группирующему все детали автомобиля

  11. Создайте новый материал, который будет назначен стеклам автомобиля. В нашем случае для тонированных стекол подойдет темный материал невысокой прозрачностью.
  12. В окне Materials в параметрах Color выберите цвет и яркость материал (рис. 8.53).
  13. Рис. 8.53 Настройка цвета стекол

  14. Установите флажок Transparency (Прозрачность) и настройте параметры прозрачности так, как показано на рис. 8.54.
  15. Рис. 8.54 К материалу добавляется небольшая прозрачность

  16. Перейдите к параметру Specular (Блик) и установите блик, характерный для стекла (рис. 8.55).
  17. Рис. 8.55 Настройка блика

  18. Примените материал к объектам передних и боковых стекол (рис. 8.56).
  19. Рис. 8.56 Результат применения материала к стеклам

  20. Для материала шин установите черный цвет и настройте параметры блика, как показано на рис. 8.57, затем примените материал к шине - рис. 8.58.
  21. Рис. 8.57 Настройка блика для материала шины

    Рис. 8.58 Материал применен к шине

  22. Для дисков колес и выхлопных труб материал можно выбрать из библиотеки готовых материалов. Вызовите в окне Materials команду New > Load Materials (Новый > Загрузить материалы) - рис. 8.59. Откройте папку Maxon Cinema 4D R9/Mat и выберите файл Basics. В менеджере материалов появится набор готовых материалов.
  23. Рис. 8.59 Загрузка библиотеки материалов

  24. Выберите из образцов материал с названием Metal008 и присвойте его всем деталям диска колеса, а также выхлопным трубам - рис. 8.60.
  25. Рис. 8.60 Дискам и выхлопным трубам присвоен материал со свойствами металла

  26. Создайте прозрачный материал, который будет назначен стеклу фар. Настройте его цвет, прозрачность и блик, как показано на рис. 8.61, и примените его к нужному объекту - рис. 8.62.
  27. Рис. 8.61 Настройка блика стекла, закрывающего фары

    Рис. 8.62 Применение материала

  28. Для материала фар, кроме настройки параметров цвета и блика (рис. 8.63), необходимо настроить также свечение (luminance), рис. 8.64, и ореол (glow), рис. 8.65.
  29. Рис. 8.63 Для материла фар настроены цвет и блик

    Рис. 8.64 Использование параметра свечение

    Рис. 8.65 Создание ореола

  30. Присвойте созданный материал трем объектам фары в передней части и к внутренним цилиндрам задних фар - рис. 8.66.
  31. Рис. 8.66 Готовые фары

  32. Скопируйте материал, перетащив его в менеджере материалов с нажатой клавишей Ctrl. Откройте окно редактирования и установите для него цвет более насыщенного красноватого оттенка. После этого присвойте материал внешнему цилиндру задних фар (рис. 8.67).
  33. Рис. 8.67 Материал задних фар

  34. На рис. 8.68 представлены образец применения материала и полностью текстурированная модель автомобиля.
  35. Рис. 8.68 Модель автомобиля текстурированая полностью