0

CZ návody V-Ray 5 for SketchUp

© Nookta

Subsurface Scattering

Subsurface Scatering materiál je designovaný speciálně pro tvorbu průsvitných materiálů jako je kůže, vosk, nebo např. mramor. Implementace do V-Ray je založena na konceptu BSSRDF představeného H. Jensenen a jeho společníky a materiál je nakonec víceméně fyzikálně korektní aproximací efektu podpovrchového rozptylu světla (sub-surface scattering), jen trochu vylepšený, aby se renderoval rychleji a byl použitelnější v praxi.

Subsurface Scattering je kompletní materiál s difuzními a odleskovými komponentami, který lze použít napřímo bez nutnosti vkládání do Blend materiálu. Přesněji řečeno, materiál se skládá ze tří vrstev: vrstvy odlesku, difuzní (základní barevné) vrstvy a vrstvy podpovrchového rozptylu světla. Vrstva podpovrchového rozptylu světla se skládá z jednoduché a mnohočetné rozptylové části. Jednoduchý rozptyl (single scattering) se projeví, když se světlo odrazí uvnitř materiálu jednou a mnohočetný rozptyl (multiple scattering) se projeví, když se světlo odrazí uvnitř materiálu dvakrát a více.

Možnosti nastavení

Možnosti nastavení materiálu jsou rozčleněny do zakladního a pokročilého nastavení (Basic a Advanced mode). Tyto módy lze přepínat pod náhledovým oknem (Preview Swatch) nebo globálně v menu Settings -> podmenu Configuration.
Tlačítkem Add Atribute lze přidávat k materiálu další funkce.
Podržením klávesy Ctrl (nebo Cmd na macOS) v otevřeném okně Add Attribute nebo Add Layer, můžete vybrat vícero položek najednou.
V kontextovém menu Color slot najdete funkce kopírovat a vložit a také možnost vyresetování barvy.
Funkce Reset je také u každého číselného posuvníku. Můžete tak vyresetovat nastavené hodnoty do původních hodnot.

Parametry

Scale – Tato funkce dodatečně zvětšuje a zmenšuje poloměr rozptylu světla.
Index of Refraction – Zde můžete určit index lomu světla v materiálu (Index Of Refraction). Hodnoty pro konkrétní materiály lze vyhledat na internetu.
Overall Color - Celková barva materiálu, která slouží jako barevný filtr na difuzní barvu materiálu i podpovrchovou barvu.
Opacity – Zde můžete nastavit průsvitnost celého materiálu.

Příklad: Parametr Scale

Na tomto příkladu můžete vidět dodatečné zvětšování a zmenšování poloměru rozptylu světla.

Scale = 1

Scale = 3

Scale = 6

Diffuse Layer (difuzní vrstva)

Diffuse Color – Specifikuje barvu difuzní (spíše povrchové) části materiálu.
Diffuse Amount – Zde určujete množství difuzní části materiálu. Tato funkce v podstatě vytváří přechod mezi difuzní vrstvou materiálu a SSS vrstvou. Když je nastavena na 0.0, materiál nemá žádnou difuzní část, a nastavením na 1.0 má jenom difuzní část. Difuzní vrstva se většinou požívá k simulaci špíny nebo prachu na povrchu.

Sub-Surface Layer (vrstva podpovrchového rozptylu světla)

Sub-Surface Color – Zde si vyberete základní podpovrchovou barvu materiálu.
Scatter Color – Zde si vyberete barvu rozptýleného světla v materiálu. Světlejší barvy vedou k tomu, že je materiál průsvitnější, zatímco tmavé barvy přibližují materiál více k obyčejným neprůsvitným difuzním materiálům.
Scatter Radius (cm) – Poloměr rozptylu v centimetrech. Určuje množství rozptylu světla v materiálu. Při menších hodnotách je materiál méně průsvitný a vypadá víc jako obyčejný difuzní materiál. Čím vyšší hodnota, tím je materiál průsvitnější. Tato hodnota se vždy zadává v centimetrech, ať už je scéna v jakémkoliv měřítku.
Phase Function – Hodnota mezi -1.0 a 1.0, která určuje hlavní způsob, jakým se světlo rozptyluje v materiálu. Hodnota 0.0 znamená, že se světlo rozptyluje stejnoměrně do všech stran (isotropic scattering). Vyšší hodnoty než 0.0 znamenají, že se světlo rozptyluje převážně vpřed ve směru, v jakém přišlo. Záporné hodnoty znamenají, že světlo obrátí svůj směr a vrací se převážně zpět. Většina materiálů na tzv. vodní bázi (water-based), což je např. kůže nebo mléko, nechává paprsky procházet vpřed, tedy byste u nich měli použít kladné hodnoty. Tvrdé materiály, např. mramor, lámou světlo zpátky, takže by se u nich měly používat záporné hodnoty.

Příklad: Parametr Sub Surface Color

Na následujících příkladech můžete vidět, jak se navzájem ovlivňují parametry Scatter color a Sub-surface color. U všech tří renderů je k parametru Scatter color přiřazená zelená barva.

Sub Surface Color = červená

Sub Surface Color = zelená

Sub Surface Color = modrá

Příklad: Parametr Scatter Color

Parametr Sub-surface color je pro následující rendery nastaven na zelenou.

Scatter Color = červená

Scatter Color = zelená

Scatter Color = modrá

Příklad: Parametr Scatter Radius

Na tomto příkladu můžete vidět, co se děje při změnách parametru Scatter radius. Tento parametr dělá to samé, co parametr Scalem, rozdíl je však v tom, že Scatter radius je upravován napřímo různými přednastavenými setupy. Následující sada obrázků má materiál založený na přednastaveném setupu Milk (skimmed). Kostka v levém dolním rohu je zde kvůli měřítku a má velikost přesně 1cm.

Scatter Radius = 1cm

Scatter Radius = 2cm

Scatter Radius = 4cm

Příklad: Parametr Phase Function

Na následujících příkladech můžete vidět účinky parametru Phase Function. Červená šipka představuje paprsek světla procházející objemovým tělesem. Černé šipky ukazují, jak se asi paprsek v materiálu láme a rozptyluje.

Na renderu je Phase Function -0.9 (zpětný rozptyl). Z materiálu vychází více světla ven.

Na nákresu je Phase Function -0.5 (zpětný rozptyl).

Na renderu je Phase Function 0 (rovnoměrný rozptyl). Více světla opouští objekt.

Na nákresu je Phase Function 0 (rovnoměrný rozptyl).

Na renderu je Phase Function 0.9 (rozptyl ve směru paprsku). Více světla je absorbováno.

Na nákresu je Phase Function 0.5 (rozptyl ve směru paprsku).

Příklad: Parametr Phase Function se světelným zdrojem v objektu

Na dalších příkladech můžete vidět, jak se chová různé nastavení Phase Function, když je uvnitř objektu světelný zdroj. Na obrázcích je Skin (pink) preset s velkým Scatter radius a Raytraced (refractive) módem pro jednoduchý s Index Of Refraction 1.0. Povšimněte si volumetrických stínů, které se vytváří v materiálu.

Phase Function = -0.9

Phase Function = 0

Phase Function = 0.9

Specular Layer (vrstva odlesků)

Reflections – Tato volba zapíná výpočet reálných odrazů. Pokud je vypnutá, počítá se pouze světelný odlesk na povrchu materiálu.
Color – Určuje barvu odlesků materiálu.
Amount – Určuje množství odlesků.
Glossiness – Určuje ostrost odlesků.
Reflection Depth – Zde si můžete určit počet odrazů na povrchu materiálu.

Scattering Options (nastavení rozptylu světla)

Single Scatter – Zde si můžete vybrat metodu výpočtu jednoduchého rozptylu světla.

  • None – Komponenta jednoduchého rozptylu světla se nebude počítat vůbec.
  • Simple – Metoda vypočítává SSS podle světla na povrchu objektu. Hodí se např. pro výpočty relativně průsvitných materiálů, jako je lidská kůže.
  • Raytraced (solid) – Tato metoda dělá fyzikálně přesné výpočty jednoduchého rozptylu světla uvnitř objektu. Počítá se zde jen s tloušťkou objektu. Metoda se hodí pro materiály jako je mléko nebo mramor, které nejsou průhledné, ale jen průlsvitné.
  • Raytraced (refractive) – Metoda hodně podobná té předchozí, s rozdílem v tom, že se zde společně s objemem tělesa počítá i s jeho lomem světla. Tato metoda se hodí pro transparentní materiály jako je voda nebo sklo. V tomto módu materiál zároveň také produkuje poloprůhledné stíny.
Scatter GI – Zde kontrolujete, jestli materiál správně rozptyluje světlo z globální iluminace. Když je tato funkce vypnutá, globální iluminace se počítá jednoduchou aproximací difuzní složky materiálu. Ale když je zapnutá, globální iluminace v materiálu se vypočítá jako součást podpovrchového rozptylu světla a bude obsažena v iluminační mapě, což je přesnější a vyplatí se hlavně u průsvitnějších materiálů. Ovšem může se stát, že to trochu zpomalí rendering.
Refraction Depth – Zde si určíte hloubku refrakce, když je metoda Single Scatter nastavena na Raytraced (refractive).

Příklad: Parametry Single Scatter

Zde můžete vidět, jak mohou různá nastavení Single scatter módů vytvářet relativně stejné výsledky, ale rozhodně ne stejné renderovací časy. Na následujících renderech byl Scatter radius nastaven na 1 cm. Na druhé sadě obrázků je Scatter radius 50 cm. V tomto případě už je materiál docela průhledný a rozdíl mezi jednotlivými módy už je znatelný. Povšimněte si na obrázcích také poloprůhledných stínů.

Preset = Simple

Preset = Ray Traced Solid

Preset = Ray Traced Refractive

Preset = Simple

Preset = Ray Traced Solid

Preset = Ray Traced Refractive

Multipliers (posuvníky pro úpravu intenzity různých funkcí)

Mode – Zde si můžete vybrat, jestli budete posuvníčky níže nastavovat násobení a nebo prolínání parametrů.

  • Multiplier – násobení.
  • Blend Amount – prolínání.

Opacity - nastavení průhlednosti materiálu.

Overall Color - Celková barva materiálu, která slouží jako barevný filtr na difuzní barvu materiálu i podpovrchovou barvu.

Diffuse Color – intenzita difuzní barvy.

Diffuse Amount - prolnutí barvy a textury (poklud je vložena) v difuzi.

Sub-Surface Color - intenzita barvy podporvchového rozptylu světla.

Scatter Color - intenzita vnitřní scatter barvy v materiálu.

Specular Color – intenzita barvy odlesků.

Specular Glossiness – ostrost odrlesků.

Binding (propojení do SketchUpu)

Color – Propojení barvy materiálu. Změna barvy materiálu ve V-Ray se projeví i na materiálu ve SketchUpu, a naopak.

Texture Mode – Propojení textur. Změna textury ve V-Ray se projeví i na materiálu ve SketchUpu, a naopak.

  • Auto – Defaultně je nastaveno, že se propojí difuzní textura materiálu s texturou SketchUpu.
  • Texture Helper – Dovoluje použít takzvaný Texture Helper ve SketchUpu. Ten vám může pomoct při nastavovaní správného umístění textury, kterou nelze na objektu ve SketchUpu normálně vidět, protože je z V-Ray.
  • Custom – Zde si můžete vybrat jakoukoliv texturu z V-Ray materiálu, aby se použila jako viditelná textura ve SketchUpu.

Texture – Ve viewportu se zopbrazí zvolená textura. Nikoliv však procedurální. Zobrazení textury ve viewportu nijak neovlivní, jak se bude materiál renderovat ve V-Ray rendereru a používá se především pro účel náhledu.

Override (přepis materiálu)

Can be Overridden – když je tato funkce zapnutá, je možno materiál přepsat funkcí Override material, kterou lze najít v nastavení rendereru.

Další funkce

Do tohoto materiálu lze přidat ještě následující funkce.

Bump (hrbolatost)

Mode/Map – zde si můžete vybrat, jestli budete používat mapu hrbolatosti nebo normálovou mapu.

  • Bump Map – mapa hrbolatosti. Výpočet hrbolatosti na povrchu materiálu vznikne na základě obrázku ve stupních šedi. Bílá znamená výstupky a černá prohlubně.
  • Bump Texture Channel – Zde se většinou používá textura pro zakulacení hran.
  • Normal Map – normálová mapa. Zde se používá speciální obrázek v RGB barvách pro výpočet hrbolatosti povrchu. tento obrázek by měl být nastaven na Rendering Space (Linear).

Normal Map Type – tento parametr je k dispozici pouze tehdy, používáte-li pro výpočet hrbolatosti normálovou mapu.

  • Tangent Space – Používá pro výpočet směr os každého jednotlivého polygonu s přiřazeným materiálem.
  • Object Space – Používá pro výpočet směr os každého jednotlivého objektu s přiřazeným materiálem.
  • Screen Space – Používá pro výpočet plochou projekci kolmou ke směru kamery.
  • World Space – Používá pro výpočet hlavní osy celé scény.

Amount – Nastavení intenzity hrbolatosti.

Delta Scale – Zde si můžete vybrat velikost vzorkování textury použité pro výpočet bump mapy. Správnou hodnotu počítá V-Ray interně, ale zde ji můžete změnit.

Contour (vykreslení obrysů)

Funkce Contour je aktuálně dostupná pouze při renderování pomocí CPU.
Line Color – Nastavení barvy obrysových linek.
Opacity – Nastavení průhlednosti obrysových linek.
Normal Threshold – Určuje, zda-li budou obrysové linky vytvořeni i na vnitřních stranách polygonů (podle povrchových normál). Hodnota 0.0 znamená, že se budou vytvářet pouze na místech, kde polygony svírají úhel 90 stupňů a více. Vyšší nastavená hodnota značí že i menší úhel mezi polygony může vytvořit obrysovou linku. Nastavením hodnoty 1.0 se objekt vyplní obrysovými linkami kompletně celý.
Overlap Threshold – Určuje kdy se budou vytvářet obrysové linky pro překrývající se části objektu. Nižší nastavené hodnoty vytváří méně linek, než vyšší hodnoty. Nastavením hodnoty 1.0 se objekt vyplní obrysovými linkami kompletně celý.
Width – Nastavení tloušťky obrysových linek.
Inner Line Control – Dovoluje nastavit vnitřní linky zvlášť.
Inner line Color – Zde můžete nastavit barvu vnitřních linek.
Inner Width – Nastavení tloušťky vnitřních linek.
Poznámka: Některá globální nastavení mají efekt na všechny materiály s funkcí Contour. Jsou to parametry: Width Type, Trace Bias, No Inner Edges, Visible in Secondary a Compensate EV.

Displacement (deformační mapa)

Mode/Map – zde si můžete vybrat v jakém módu se renderu deformační mapa. Deformační mapa je textura ve stupních šedi, pracující na podobném principu jako mapa hrbolatosti (bump map).

  • 2D Displacement – Tato metoda spočítá deformační mapu na základě rozložení textury na materiálu. Deformace se tedy vypočítá v textuře a následně se aplikuje zpět na povrch objektu. Tato metoda je naprosto přesná a korektní, ale vyžaduje, aby objekt měl správě umístěné textury, tedy správě vytvořenou UVW mapu objektu.
  • Normal Displacement – Tato funkce použije pro výpočet povrch objektu, který přerozdělí na menší trojúhelníčky a ty následně deformuje.

Amount – Intenzita deformace. Hodnota 0.0 znamená, že objekt se nezdeformuje vůbec. Čím vyšší hodnota, tím větší deformace. Tento parametr lze nastavit také do záporných hodnot, kdy se deformace objektu bude počítat opačně, tedy dovnitř do objektu.

Shift – zde je specifikována konstanta, která se přidá k hodnotám deformační mapy a bude posouvat deformovaný povrch nahoru a dolů podle směru normál. Tato možnost může někdy pomoct, ale někdy také zhoršit situaci.

Keep Continuity – funkce pro zachování kontinuálního povrchu bez předělů.

Resolution – tato funkce je dostupná pouze, když je mód deformační mapy nastavený na 2D displacement. Určuje se zde rozlišení textury použité pro vznik deformací. Pokud používáte jako texturu bitmapový obrázek doporučuje se použít zde jeho rozlišení. Pokud ale používáte nějakou procedurální texturu můžete si nastavit rozlišení podle toho, ajkou chcete mít výslednou kvalitu deformace. Čím vyšší rozlišení, tím větší kvalita a tím také delší výpočetní čas.

View Dependent – pokud je tato funkce zapnutá, bude maximální velikost nových trojúhelníků určována na základě parametru Edge length (délka hrany) nastavovaného v pixelech. Hodnota 1.0 znamená, že nejdelší hrana nově vzniklého trojúhelníku bude velká přibližně jeden pixel. Pokud je funkce View-dependent vypnutá, hodnota nastavovaná v Edge length jsou hodnoty nastavovány ve světových jednotkách.

Edge Length – zde lze určovat kvalitu deformace.

Max Subdivs – zde lze nastavit nevyšší možný počet trojúhelníků nově vytvořených z jednoho stávajícího trojúhelníku. Zde nastavené číslo je ve skutečnosti odmocninou skutečného počtu nově vytvořených trojúhelníků. Pokud zde tedy napíšete číslo 8, skutečná hodnota bude 8x8, tedy 64 trojúhelníků.

Water level – tato funkce eliminuje deformace v místech, kde budou hodnoty deformační mapy pod určenou hranicí.

Level Height – hodnota, pod kterou se už nepočítá deformace povrchu.

Raytrace Properties (nastavení výjimek pro tento materiál)

Visible to Camera – vypnutím této funkce se materiál stává neviditelným pro kameru.

Visible in Reflections – vypnutím této funkce se materiál stává neviditelným v odrazech.

Visible in Refractions – vypnutím této funkce se materiál stává neviditelným v průhlednosti.

Cast Shadows – vypnutím této funkce způsobíte, že jakýkoliv objekt s tímto materiálem nebude vytvářet žádné stíny.

Override (možnosti přepsání materiálu jiným nastavením)

Shadows – Materiál, který se zobrazí na povrchu objektu v místech, kde je stín.
Reflection – Materiál, který se zobrazí, když je na povrchu objektu odraz.
Refraction– Materiál, který se zobrazí, když je objekt průhledný.
GI – Materiál, který se zobrazí, když se porch vypočítává globální iluminací.
Environment – Nastavení textury, která se použije namísto map nastavených v menu Environment.

Material ID

ID Number – při renderu vytvoří jednotlivé RGB masky pro každý materiál, pokud je spuštěno MultiMatte v renderovacích elementech.

ID Color – zde si můžete vybrat barvu, která bude tento materiál reprezentovat v renderovacím elementu Material ID VFB.

Poznámky

  • Pokud používáte pro výpočet jednoduchého rozptylu světla módy Raytraced (solid) a Raytraced (refractive), musíte používat VRayShadows u standardních světel, abyste dosáhli korektních výsledků.
  • Subsurface Scattering materiál počítá sub-surface scattering jenom při finálním renderování. Pro světelné výpočty globální iluminace a ostatní části renderingu se materiál počítá jako obyčejný difuzní.
  • Z důvodu uvedeného výše se Subsurface Scattering materiál vyrenderuje jako difuzní, pokud použijete progressive path tracing mód iluminační metody light cache.
  • Pokud chcete vytvářet komplexnější materiály, Subsurface Scattering materiál na sebe můžete vrstvit za pomoci VRayBlendMtl materiálu. V takovém případě se jakýkoliv raytraced single scattering spočítá pouze pro základní materiál, ale všechny multiple scatteringy, odrazivosti a podobné se spočítají správně pro každou vrstvu. To se může hodit, když nastavujete Prepass ID parametr, aby materiály sdílely stejnou iluminační mapu. Některé z výpočtů se jednoduše dají použít vícekrát a nemusí se počítat znovu.