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Comment créer un matériau "perle"?

Basé sur l'étude d'un véritable projet, ce tutorial montre comment créer un matériau "perle" en utilisant uniquement des textures procédurales.


Matériau basique "Luisant"

Contents


Avant que vous commenciez à créer réellement le matériau, jetez un regard plus approfondis sur certains attributs du matériau "Luisant".


Notions approfondies de spécularité

LuxRender offre un certain nombre de matériaux de base. Dans le cas d'une perle, vous pouvez commencer en utilisant un matériau "Luisant" qui offre un aspect diffus et avec une "Spécularité" pour les reflets de la lumière.
L'utilisation des valeurs par défaut pour un matériau "Luisant" produit le résultat ci-dessous:

Matériau basique "Luisant".


Justement concentrons-nous seulement sur la composante "Spécularité" pour voir comment ses paramètres affectent l'aspect du matériau.
Les paramètres de base pour changer l'aspect de la spécularité sont:

  • Quantité: La puissance lumineuse.
  • Rugosité: Le taux de reflet selon la matière.
  • Couleur: La teinte RVB reflétée.



Quantité de spécularité

Ici nous faisons varier cette "Quantité" ( Diffusion = 1 (blanc pur) & rugosité = 500 ).

Variation de la quantité de spécularité de 0 à 1

Vous pouvez voir l'aspect de la sphère commence par une boule mate, puis devient une boule de plastique et finit par être presque métallique. Il est important de garder à l'esprit que la composante "Spécularité" est en fait une réflexion qui a une teinte, pas juste un truc comme une surbrillance. Cela signifie que lorsque vous activez la spécularité, vous activez aussi de vraies réflexions, plus visible dans l'exemple de droite. Pour faire une comparaison avec Blender, la spécularité "Luisante" est comparable à la réflexion "Brillance" disponible dans BI.



Rugosité de la spécularité

Maintenant faisons varier la "Rugosité". On manipule en fait la valeur d'un exposant dans l'équation de la Spécularité.
Pour cet exemple, j'ai utilisé le réglage suivant: Quantité Spec. = 0,5 d'un blanc pur & Quantité Diff. = 1,0 d'un blanc pur également.

Variation de la rugorité de 1 à 100000

Là encore, on commence avec une matériau "Mat" qui devient de plus en plus polis jusqu'à ce qu'il puisse être utilisé comme point de départ pour une boule de billard. Gardez à l'esprit que nous avons utilisé un réglage de la quantité de specularité de 0,5 pour que nous soyons du côté plastique, c.a.d. de l'effet d'une boule de billard. Nous voyons déjà qu'avec une valeur de 50%, nous avons déjà l'effet d'une perle.



Couleur de spécularité

Maintenant voyons le dernier paramètre de spécularité disponible: la couleur (quantité = 0,75 & rugosité = 1000, variation de la couleur = teinte jaune ).

Variation de la couleur de spécularité de 0 à 1

Encore une fois, la spécularité est une véritable réflexion, donc l'environnement y est réfléchis teinté. Les couleur des reflets sont physiquement une propriété des surfaces métalliques, donc l'aspect de la boule évolue maintenant vers un aspect plus métallique sans être réellement un vrai métal.

Il est également intéressant de noter que nous obtenons une teinte bleuâtre assez prononcée. Ainsi la couleur de spécularité semble affecter la couleur de diffusion aussi. La raison en est la suivante (une supposition de ma part):

  • Un objet ne peut pas refléter que la quantité de lumière qu'il reçoit. Les deux canaux Diffusion/Spécularité doivent utiliser/partager cette quantité de lumière. Si la lumière se réfléchit par le canal de Spécularité, elle n'atteindra pas la partie Diffusion. En réglant la "Quantité spec." = 1 pour n'importe quelle teinte, vous n'aurez aucun reflet sur la Diffusion de ces couleurs. Pour un spectre complet, cela signifie que si vous enlevez une couleur (en couleur de Spécularité), la partie Diffusion sera teintée de sa couleur complémentaire. Dans notre exemple, la complémentaire du "jaune" est le "bleu", donc la surface deviendra "bleuâtre".



Matérialité

Voilà pour la spécularité elle-même mais il reste à voir comment sont reçus ces réglages sur la "Diffusion" ( Spécularité = 0.5 & Rugosité = 500 & variation de la quantité de Diffusion entre [0 ~ 1]).

Variation de la diffusion de 0 à 1

A nouveau, ce que nous voyons ici est le passage de l'aspect métallique à l'aspect plastique. En combinant ça avec les observations faites avant, ça valide que le pourcentage d'intensités entre la diffusion et la spécularité contrôle l'aspect du matériau.

ASPECT PLASTIQUE Spécularité < Diffusion Diffusion < Spécularité ASPECT MÉTALLIQUE


Gardez aussi à l'esprit que le canal de Spécularité reçoit en premier la lumière. Toute la lumière réfléchit par la spécularité ne modifiera pas forcément la Diffusion.



Matériau "perle"

Maintenant revenons à la création de notre matériau "perle". Les perles sont assurément d'un aspect plastique, mais avec aussi des reflets prononcées un poil "métalliques". Ainsi, en appliquant les observations précédentes, 50% des deux avec des surfaces pas trop lisses, ça devrait constituer un bon début.



Réglages de base

Pearl start.jpg

Voici déjà un certain aspect de perle. Mais il n'a toujours pas de couleur, donc ajoutons en un peu. La couleur de base est donnée par la composante de Diffusion. Donc pour débuter, ajoutons légèrement un peu de couleur "jaune/orange" à la composante de Diffusion.

Pearl start yellow.jpg

Nous nous souvenons, qu'en utilisant une couleur de spécularité qui améliore l'effet métallique, ajoutons donc un bleu pâle au canal de spécularité. Cela donne non seulement un léger aspect plus métallique, mais aussi devrait améliorer la composante jaune du canal de Diffusion, car le bleu est la couleur complémentaire du jaune.

Pearl s yb.jpg



Ajout d’interférences avec un film teinté

Les perles sont faites d'innombrables couches très minces de nacre, produites par l'huître perlière. Ces couches minces créent le même effet qu'une très mince couche d'huile ou de savon sur l'eau, un motif coloré d'interférence. L'effet n'est pas très prononcé sur les perles, mais il est là.

LuxRender offre une propriété de "film mince" pour les matériaux, mais malheureusement seulement pour des surfaces complètement lisses (verre, miroir). Le mixage d'une telle matière avec une autre "Luisante" peut apporter l'effet d'un film mince, mais détruit le caractère des matériaux en ajoutant une réflexion parfaitement lisse. Nous allons donc truquer pour obtenir cette effet de mince film (le SSS le fait très bien maintenant).

J'ai décidé de le simuler en ajoutant un motif de couleurs, composé de couleurs légèrement colorées en bleu et en rose. L'idée première était de le faire en ajoutant une texture à la composante de diffusion avec les couleurs désirées. J'ai décidé d'utiliser une autre approche.

Le matériau "Luisant" offre un paramètre d'absorption, ce qui vous permet de spécifier des couleurs devant être absorbées en certaine quantité. Si une couleur est absorbée, vous obtiendrez sa couleur complémentaire.

Ce qui nous permet de configurer une texture d'absorption pour notre perle.

Thin film strong.jpg

J'utilise une texture "Marbre" de Blender que je fais varier entre le vert et l'orange avec un contraste relativement faible et une très faible turbulence. La couleur de base est fixé sur un gris foncé. Cette couleur principale est multiplié avec la texture, tant qu'il n'y a pas de teinte pour la couleur principale, ça fonctionne comme un "gain" pour la texture.

La profondeur d'absorption est réglée à 1, ce qui en soi est une valeur de gain pour la quantité d'absorption. Le réglage ci-dessus est trop fort bien sûr, nous allons donc réduire la profondeur d'absorption et l'ajouter à notre matériau "perles". C'est une autre raison pour laquelle je choisi cette technique d'absorption. Je dois régler un paramètre pour contrôler la "quantité" de l'effet de film mince. Pour obtenir le même contrôle à l'aide d'une texture pour la composante de diffusion, cela impliquerait un certain "mixage" de textures complexes.

Thin film added.jpg



Ajout d'un autre matériau

La configuration actuelle est déjà tout à fait correct, mais la spécularité, alors qu'elle est bonne sur les éclats de lumières, elle est trop prononcée dans les autres zones. J'imaginais avoir une sphère à l'intérieur de la perle avec une spécularité beaucoup plus lisse, quelque chose comme ça.

Nouveau matériau

Je viens de copier la configuration du matériau précédent sans l’absorption et en diminuant la valeur de la rugosité à 5, ce qui donne une spécularité très lisse qui s'ajoute à la composante de diffusion, mais pas d'une manière complètement diffuse.

Pour avoir ces deux aspects ensemble dans un matériau, LuxRender offre le matériau "Mixage". Le matériau "Mixage" présente deux ports pour les matériaux en entrée et un paramètre "quantité", qui contrôle le mixage de ces deux matériaux. Les matériaux en entrée peuvent être un matériau quelconque, sauf une lumière ou un portail.

Maintenant passons au mixage de ces deux matériaux:

Pearl diffuse spec.jpg

En utilisant le paramètre "Quantité" du mixage, nous pouvons maintenant juger du meilleur équilibre pour ces deux matériaux.
Ci-dessous nous pouvons voir comment se comporte le matériau quand on passe d'une valeur basse à des valeurs élevées de "Quantité" (0.25, 0.5, 0.75). Une valeur de 1 représente 100% du matériau 1 et 0% du matériau 2.

Pearl mix series.jpg
Quantité:0.25 Quantité:0.5 Quantité:0.75

Choisissons une valeur d'environ 0,65.

Dans mon projet, j'ai ajouté une texture de relief (bump) au second port "matériau 2" (plus diffus) . L'idée était de simuler une couche réfléchissante légèrement irrégulière en dessous de l'ensemble. Donc, j'ai utilisé une grande taille pour la texture afin d'avoir la modulation comparable à la taille de la perle elle-même (la dimension de la perle dans cet exemple est de 0,7 unités Blender).

J'utilise une texture "Nuage" de Blender avec un bruit lisse et une profondeur de bruit de 2. Ci-dessous, vous pouvez voir une série de variations de la taille du bruit de la texture pour la taille du relief. J'ai exagéré le réglage du relief (0.1) pour voir clairement la répartition de ce relief.

Pearl bump series.jpg
Taille du bruit: 0.1 Taille du bruit: 0.2 Taille du bruit: 0.3

Choisissons une "Taille de bruit" de 0,5.
Maintenant ajoutons la texture de relief (bump) au second port "matériau 2" et analysons le résultat.

Pearl diffuse spec bump.jpg

Il faut tâtonner avec les réglages pour trouver une bonne valeur pour la "Quantité" de relief, mais personnellement j'ai choisi une valeur de 0,01 pour cette configuration. Qu'en pensez-vous?



Qu'est ce que le SSS?

Les vraies perles présentent une certaine quantité de SSS (diffusion de sous-surface), ce qui améliore l'éclat d'une perle et la fait apparaître plus douce. Voici un moyen rapide d'utiliser une fausse SSS.
NOTE: LuxRender, depuis la version v0,8 possède les caractéristiques nécessaires du SSS. Vous pouvez lire cette page Volumes pour plus d'informations pour modifier les processus de ce tutoriel.

Utilisons un type de matériau "Mat translucide" et mixons-le avec le matériau existant. Un matériau "Mat translucide" est un matériau avec une composante complémentaire de lui-même. La lumière emet une diffusion translucide à travers l'objet, mais aucune véritable diffusion n'est appliquée. Nous voulons une translucidité d'un "blanc crème", très semblable à la teinte "jaune" que nous utilisions auparavant. Un matériau "Mat translucide" pur ressemble à ça:

Pearl trans.jpg

Maintenant, nous allons mixer ce matériau avec celui déjà créé. Comme vous le voyez, il n'y a pas de limite à l'empilement des matériaux mixés, ce qui d'une part est extrêmement puissant, mais d'autre part très déroutant. La multitude de paramètres ajoutés à chaque matériau de mixage est énorme et ne peut pas vraiment être supervisée. Donc, le conseil ici est d'adhérer à la stratégie KISS (Keep It Simple Stupid), et testez toujours les blocs de construction individuels séparément pour atteindre les attributs que vous souhaitez régler.

Ok! Mixons alors avec la partie "translucide" et faisons une série de test pour obtenir une bonne valeur de la "Quantité" de mixage.

Pearl trans mix series.jpg
Quantité:0.5 Quantité:0.7 Quantité:0.9




Résultat

Pearl final.jpg


Pour récapituler:

  • Ce matériau "perle" que j'ai choisi d'une quantité de "Mixage" de 0.79 ci-dessus, se compose de 3 grands modules, chacun ayant ses propres attributs qui s'ajoutent pour former l'aspect global de la perle.

C'est un bon point de départ pour améliorer davantage ce matériau dans une scène réelle avec une configuration spéciale de la lumière, environnement, etc....
Il n'est pas fini, mais c'est une base solide. Une fois que tous les modules sont bien compris et définis, vous pouvez créer toute une série de matériaux "perle" adapté à votre projet.

Le point le plus IMPORTANT est d'être organisé car il devient vite difficile avec l'augmentation de la complexité du matériau, de connaître vos combinaisons et de savoir comment ils contribuent au résultat final. Gardez des notes sur tout, car sinon vous aurez des difficultés à déchiffrer les réglages de votre matériau après seulement 2 semaines.


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