Применение материалов к объектам

Все окружающие нас предметы созданы из разнообразных материалов: металла, стекла, пластмассы, резины и т.п., которые, наряду с формой объекта, определяют его внешний вид. В 3D Studio Max под материалом понимают набор характеристик, которые в разной степени влияют на отображение поверхности объекта в процессе визуализации сцены; от степени удачности подбора материала зависит и естественность финального вида моделируемой сцены.
Создание материалов — тема необъятная, поскольку слишком велик список свойств и зависимостей всех параметров, влияющих на внешний вид получаемого материала, и рассмотреть все нюансы в рамках одной статьи просто невозможно. Поэтому мы ограничимся лишь основными приемами и правилами работы с материалами; эти способы позволят получить общее представление о применении материалов и начать собственные эксперименты.
Как правило, материалы сначала именуют, затем настраивают, и только после этого присваивают объектам. Все эти операции проводятся в редакторе материалов Material Editor, который можно вызвать при помощи команды Rendering=>Material Editor (Рендеринг=>Редактор материалов), либо нажатием клавиши M. Редактор позволяет непосредственно использовать входящие в поставку базовые материалы, применять материалы из дополнительно установленных библиотек, видоизменять параметры базовых материалов по своему желанию или создавать новые материалы на их основе. Созданные или видоизмененные материалы можно сохранять в библиотеке для дальнейшего использования.

Редактор материалов

Откройте редактор материалов, нажав клавишу M, — изначально окно редактора будет иметь такой же вид, что и на рис. 1. В верхней части окна находятся ячейки образцов (слоты), предназначенных для просмотра визуализированных образцов материалов. По умолчанию видно шесть слотов, в каждом из которых отображается шар; при желании можно изменить как количество отображаемых ячеек (нажимая клавишу X), так и тип содержимого (щелкнув на кнопке Sample Type), если это удобнее для просмотра создаваемого материала. Активный слот имеет белую рамку по периметру (рис. 2), а у слота с материалом, который назначен хотя бы одному объекту в сцене, уголки будут срезанными (рис. 3).

1.png Рис. 1. Исходный вид окна Material Editor	2.png Рис. 2. Активный слот	3.png Рис. 3. Слот с назначенным объекту материалом

Справа от слотов находятся кнопки, отвечающие за управление видом отображения, которые позволяют изменять режимы просмотра слотов с образцами материалов так, чтобы они лучше соответствовали конкретным условиям моделируемой сцены:

Sample Type — определяет тип образца, отображаемого в слоте: сфера, куб или цилиндр;
Backlight — добавляет к слоту освещенность. Включение данного режима наиболее заметно при предварительном просмотре в виде сферы и актуальнее всего при создании металлических материалов;
Background — добавляет к слоту задний фон. Это полезно, когда требуется увидеть результат влияния прозрачности и непрозрачности;
Sample UV Tiling — регулирует число повторений копии образца на поверхности слота при создании сложного материала;
Video Color Check — включает материал объекта для цветов, которые находятся вне NTSC- или PAL-порога и имеют тенденцию меняться при передаче на видео;
Make Preview, Play Preview, Save Preview — данные кнопки позволяют создать, проиграть и сохранить в AVI-файле анимацию материала в слоте в реальном масштабе времени;
Options — определяет настройки редактора материалов;
Select By Material — осуществляет выбор объектов в сцене (исключение — скрытые объекты, которые таким способом не выделяются) на основе материала в активном слоте.

Непосредственно под слотами находятся кнопки инструментов управления материалами, с помощью которых можно совершать с материалами разные манипуляции. Самыми важными из них (на начальной стадии изучения темы) являются следующие:

Get Material — позволяет выбрать и назначить материал;
Assign Material to Selection — назначает материал слота выделенному в сцене объекту;
Reset Map/Mtl to Default — очищает слот;
Put to Library — помещает материал с активного слота в библиотеку;
Show Map In Viewport — отображает карту сложного материала на поверхности объекта на видовых экранах;
Go To Parent — позволяет переместиться на уровень вверх — от подчиненного материала к родительскому;
Go Forward to Subling — осуществляет перемещение между материалами, находящимися на одном уровне подчинения родительскому материалу;
Pick Material From Object — позволяет взять материал с объекта и поместить его в выделенный слот.

Нижнюю часть окна Material Editor занимает группа свитков, непосредственной настройкой параметров в которых и осуществляется создание материала. Состав свитков зависит от выбранного типа базового материала: Standard (обычный), Multi/Sub-Object (составной), Raytraced (трассируемый) и др., а также от установленной модели тонирования. Чаще всего в качестве базового типа выбирается устанавливаемый по умолчанию тип Standard и модель тонирования Blinn. Для выбора другого типа материала предназначена кнопка Type (тип) — рис. 4, а модель тонирования определяется в свитке Shader Basic Parameters (базовые параметры тонирования).

Условно можно выделить три способа создания материалов: новые материалы можно получить в результате настройки базовых (а при необходимости и расширенных) параметров, либо путем назначения материалу входящих в поставку текстурных карт или обычных текстур, либо сочетая оба варианта. На первый взгляд, самое быстрое и простое — воспользоваться базовыми текстурными картами, среди которых имеются образцы для имитации разных поверхностей, поэтому начнем эксперименты именно с этого. Однако это только кажется простым — применение текстурных карт в действительности предполагает проецирование на поверхность объекта (иначе объект не будет выглядеть естественно), что уже совсем не просто. При создании материалов путем настройки базовых параметров существуют определенные нюансы: число влияющих на внешний вид материала параметров просто огромно; в этом уроке мы ограничимся лишь получением начального представления о данных технологиях.

Создание материалов на основе базовых текстурных карт

Создайте произвольную группу объектов (рис. 5) и сохраните ее (так как на ней мы рассмотрим достаточно много аспектов работы с материалами). Выделите сферу, откройте редактор материалов и выделите первый слот. Присвойте материалу имя, щелкнув в текстовом поле (где изначально будет написано «01 — Default») и напечатав имя материала (например, «первый материал»). В дальнейшем стоит иметь в виду, что материалам удобнее присваивать значимые имена: Gold Metal, Blue Plastic и т.п. Откройте свиток Maps (текстурные карты) — он содержит список каналов оптических свойств материала, к любому из которых можно назначить текстурную карту. Настройка любого из элементов списка производится путем включения/выключения флажка состояния, установки значения счетчика влияния текстурной карты и определения типа текстурной карты. Последнее осуществляется в результате щелчка по кнопке None (рис. 6) и выбора нужной карты в окне Material/Map Browser (браузер материалов/карт, рис. 7).

5.jpg Рис. 5. Исходные объекты	6.png Рис. 6. Щелчок по кнопке None	7.jpg Рис. 7. Выбор текстурной карты в окне Material/Map Browser

Основными в списке каналов свитка Maps являются каналы Ambient Color (окружающий цвет), Diffuse Color (рассеянный цвет) и Specular Color (зеркальный цвет) — использование текстурных карт в этих каналах позволяет определять оттенки теневых и освещенных частей объекта, а также оттенок блика. Применение текстурной карты на канале Opacity (непрозрачность) обеспечивает управление степенью прозрачности объекта: чем белее цвет на определенном участке текстуры, тем прозрачнее в этом месте будет объект. Использование текстурных карт на канале Bump (рельеф) необходимо при формировании рельефных поверхностей, на канале Reflection (отражение) — при создании зеркальных или частично отражающих объектов, Refraction (преломление) — для добавления световых эффектов и эффектов искажения прозрачным и полупрозрачным объектам (вода, стекло, жемчуг и т.п.). Другие каналы используются значительно реже.
Для начала щелкните на кнопке None, находящейся справа от текстурной карты Diffuse Color (рассеянный цвет) — эту карту можно считать самой главной, так как она определяет текстуру для самого объекта. Откроется окно Material/Map Browser (браузер материалов/карт) с перечнем доступных материалов; установите более удобный для просмотра материалов режим, при котором будут отображаться и список материалов, и иконки — для этого щелкните на кнопке View List + Icons. Выберите, например, материал Marble, и сфера в первом слоте станет как будто «сделана из мрамора» (рис. 8). Чтобы применить данный материал к созданной ранее сфере, нажмите кнопку Assign Material to Selection (назначить материал к выделению), либо просто перетащите материал на сферу в видовом окне. Естественно, что первый способ возможен только при наличии на сцене выделенного объекта — если ни один из объектов не был выделен, то нужно выделить его в одном из окон проекций (окно Material Editor для этого закрывать не нужно). Если посмотреть после назначения материала в окно Perspective, то сфера (при настройках по умолчанию) станет выглядеть просто серой — увидеть, что на сферу наложен материал, можно только после рендеринга (рис. 9). Чтобы материал был виден и в тех окнах проекций, где включен режим просмотра Smooth + Highlights, в частности в окне Perspective, требуется в окне редактора материалов щелкнуть на кнопке Show Map in Viewport (показать карту в видовом окне). Аналогичным образом попробуйте наложить разные материалы на другие объекты (рис. 10), где второму объекту соответствует материал Wood, третьему — Perlin Marble, четвертому — Swirl (рис. 11).

8.jpg Рис. 8. Появление «мраморной сферы» в первом слоте	9.jpg Рис. 9. Вид объектов после присвоения сфере материала	10.jpg Рис. 10. Вид сцены после назначения всем объектам материалов
11.jpg Рис. 11. Вид слотов после выбора материалов

Параметрами любого из созданных на основе текстуры материалов можно управлять — это позволит на основе любой базовой текстурной карты создать бесконечное число вариаций. Выделите цилиндр, и в качестве первого эксперимента в свитке Coordinates (координаты) измените значения в раздел Tiling (черепица) с 1.0, например, на 2.0 (рис. 12) — полосы станут расположены ближе друг к другу и их число увеличится (рис. 13). Измените цвета в свитке Woods Parameters (рис. 14); это также приведет к соответствующему изменению цветов у объекта (рис. 15).

12.jpg Рис. 12. Корректировка параметра Tiling	13.jpg Рис. 13. Объекты после изменения значений параметра Tiling	14.png Рис. 14. Изменение цветов
15.jpg Рис. 15. Цилиндр после смены цветов

Применение материалов к объектам

Редактор материалов

1.png

Рис. 1. Исходный вид окна Material Editor

2.png

Рис. 2. Активный слот

3.png

Рис. 3. Слот с назначенным объекту материалом

Sample Type — определяет тип образца, отображаемого в слоте: сфера, куб или цилиндр;

Background — добавляет к слоту задний фон. Это полезно, когда требуется увидеть результат влияния прозрачности и непрозрачности;

Sample UV Tiling — регулирует число повторений копии образца на поверхности слота при создании сложного материала;

Video Color Check — включает материал объекта для цветов, которые находятся вне NTSC- или PAL-порога и имеют тенденцию меняться при передаче на видео;

Make Preview, Play Preview, Save Preview — данные кнопки позволяют создать, проиграть и сохранить в AVI-файле анимацию материала в слоте в реальном масштабе времени;

Options — определяет настройки редактора материалов;

Select By Material — осуществляет выбор объектов в сцене (исключение — скрытые объекты, которые таким способом не выделяются) на основе материала в активном слоте.

Get Material — позволяет выбрать и назначить материал;

Assign Material to Selection — назначает материал слота выделенному в сцене объекту;

Reset Map/Mtl to Default — очищает слот;

Put to Library — помещает материал с активного слота в библиотеку;

Show Map In Viewport — отображает карту сложного материала на поверхности объекта на видовых экранах;

Go To Parent — позволяет переместиться на уровень вверх — от подчиненного материала к родительскому;

Go Forward to Subling — осуществляет перемещение между материалами, находящимися на одном уровне подчинения родительскому материалу;

Pick Material From Object — позволяет взять материал с объекта и поместить его в выделенный слот.

Создание материалов на основе базовых текстурных карт

5.jpg

Рис. 5. Исходные объекты

6.png

Рис. 6. Щелчок по кнопке None

7.jpg

Рис. 7. Выбор текстурной карты в окне Material/Map Browser

8.jpg

Рис. 8. Появление «мраморной сферы» в первом слоте

9.jpg

Рис. 9. Вид объектов после присвоения сфере материала

10.jpg

Рис. 10. Вид сцены после назначения всем объектам материалов

11.jpg

Рис. 11. Вид слотов после выбора материалов

12.jpg

Рис. 12. Корректировка параметра Tiling

13.jpg

Рис. 13. Объекты после изменения значений параметра Tiling

14.png

Рис. 14. Изменение цветов

15.jpg

Рис. 15. Цилиндр после смены цветов