Как да се създаде структура PBR практически курс

Това е продължение на първия том на теоретичните изследвания, че е PBR. Това (втори), която е посветена на практически методи за създаване на текстури PBR.

Леки и материя

Практически препоръки за създаване на текстури PBR

Физически правилното изобразяване (PBR) може да се разглежда като методология, а не като труден стандарт. Има си принципи и указания, но не го прав стандарт разгледа. По този начин, може да има разлики в изпълнението му. Тези различия обикновено може да се намери във вида на карти, използвани в процеса на засенчване (създаване на материали), лечение BRDF (двупосочна функция разпределение на отражение (DFOS)) и колко стойности на данни са отговорни за грапавост / гланц може да бъде преназначен в отделни случаи. Понякога дори да променят имената на карти, но на същите принципи са в основата на използването на PBR.

В този урок ще разгледаме двата най-общия подход е да се създадат материали:

въз основа на metallicity карта (метал) и грапавина (грапавост) [този подход ще продължи да се обадя метал / сцеплението], както и
въз основа на огледално отражение картографиране (огледален) и гланц (гланц) [този подход ще се нарича огледален / гланц].

както е показано на Фигура 01:

Вещество Pbr инструменти за създаване на карти, които правят програмите за SubstanceDesigner, SubstancePainter и Bitmap2Material 3 поддържа и двата от тези подходи. Вещество PBR-шейдъри метал / сцеплението и огледален / гланц с помощта на така наречените функция BRDF GGX-видове, които не се използват ремапинг стойностите на грубост и лъскавина. Въпреки това, ако потребител преназначаване все още е необходимо - това може лесно да се реализира по същество материали. В допълнение, потребителски шейдъри подкрепени Вещество инструменти, което означава, че можете да се адаптират Вещество инструменти за всички потребителски тръбопровод.

Важно е, че поради наличието на предимства, така и недостатъци при прилагането на двата подхода, описани по-горе, че е невъзможно да изберете само една идеална подход. Какво е наистина важно е разбирането на основните принципи, залегнали в PBR - понятия, според които е създаден PBR карта, а не на самия процес. Работни потоци [наричан по-нататък да използвам английския термин работния процес / S (която все още означава алгоритъм или подход) или груба транскрипция - Workflow / в) представляват едни и същи данни, но тези данни се осъществява по различен начин.

Каква е PBR?

Физически правилното изобразяване (PBR) е метод за оцветяване (засенчване) и оказване на които е предвидено по-точно представяне на колко светлинни взаимодейства с повърхността. Тези възражения могат да бъдат причислени към физически правилното изобразяване (PBR) или физически правилно sheydinu (PBS). В зависимост от аспект на обсъждането на работния процес, PBS, обикновено специфичен за процеса на оцветяване, и PBR, типичен за оказване и осветление. Заедно двете понятия описват процеса на постигане на определена цел с физически правилната перспектива.

Какви са предимствата на PBR?

PBR счита ползи от артистична гледна точка, и ефективността на производството може да бъде, както следва:

Unified метод за получаване на реалистични свойства чрез премахване на разликите в атрибути (свойства) повърхности, например, в такъв имот, като симетрия. Тези несъответствия могат да бъдат избегнати благодарение на общите методики и алгоритми на базата на физически точни формули.
Материали ще се появяват правилно при всички условия на осветеност.
Тя осигурява на работния процес съвместимост за развитието на материали между различните изпълнители.

Какво означава това за един художник?

Ние като 3D артисти имат да мислят малко по-различно за картите, които описват свойствата на повърхността. Има нови видове карти с техните правила за създаване и принципите, които трябва да се спазват.

Трябва да отхвърлим карти понятие difuza и огледален от традиционната оказване. Тези карти ще бъдат обсъдени само като отклонение, така да се каже за сближаване на взаимодействието на светлината с материали. Напредъкът в софтуера и хардуера, рендиране ни позволява да сега е по-точно да се симулира физиката на светлина.

В PBR, шейдъри предоставят тълкуването на физични явления според закона за запазване на енергията и BRDF, а художниците създават карти, водени от общите закони на физиката. Този подход ни позволява като артисти, през повечето време да се посветят на творческите аспекти на текстуриране. Важно е, разбира се, да се придържат към общите принципи и основните видове текстури. но това не означава, че ние трябва да се игнорира нашата интуиция на художника. В действителност, от артистична гледна точка, това, което наистина дава вида на материала, така че това е внимателно проектирана подробности. Важно е да не отидем твърде далеч във физиката на явленията. Фактът, че ние работим в правилната физически среда не означава, че не можем да направим една красива текстура стайлинг или материал. Така например, физически ориентирани размисъл модел на Дисни е разработен в по-голяма степен за решаване на художествените предизвикателства, а не строго придържане към физически модел. Образно казано, ние трябва да знаем и да използва във всички тези принципи, но не и да им заложници.

Подходящи метал / грапавост.

Подходящи метал / грапавост определя от набор от канали, които се предават под формата на някои текстури в PBR-Shader. Основната карта при създаването на материали подход Metall / сцеплението карти са:

основен цвят,
metallicity и
грапавост

както е показано на Фигура 02:

Ще обсъдим всеки един от тези видове карти по-долу. На PBR-шейдърите да използват картата на околната среда оклузия, нормална карта, а дори и картата на височина за паралакс картографиране, както е показано на фигура 03. Тези видове карти са общи за двата вида материали (вж. По-горе) и ще бъдат обсъдени в раздела "Общи карта за както Workflow ".

При създаването на метал / сцеплението на материала, стойността на отражателната способност на материала е дадена карта на основния цвят, и диелектрици - също отразени цвят карта. Отражение на паша честота BRDF определен модел. metallicity карта действа като маска и се използва за разграничаване (разграничи) данните към металната повърхност от неметални данни намерени на структурата на основния цвят.

F0 стойности на коефициента на диелектрик (неметални) Fresnel не се определят ръчно, тази функция е на Shader. Когато този шейдърни черни петна по metallicity карта, обработва съответните области в картата на цвят като основа за диелектрик и използва стойност на отражение от 4% (0.04 в линеен пространство), както е показано на Фигура 04. Както е обсъдено в първата част , стойност от 4% се счита за най-често за диелектрични материали. Важно е, че всички стойности, като например: F0 диелектрици, отражение, яркост диапазон за албедо (т.нар цвета на разпръснати или дифузен чист цвят) са определени на базата на действителни измервания. Яркостта на две карти на Фигура 04 също се основават на размери.

В първия том обсъдихме идеята за запазване на енергията, която се посочва, че интензивността на светлината, отразена от повърхността никога няма да бъде по-висока от интензивността на светлината, падаща върху повърхността. От гледна точка на работата материални шейдъри като време, енергоспестяване контрол се осъществява, както е случаят с шейдъри вещество. При приближаване метал / сцеплението закона за запазване на енергията не може да бъде счупен. Балансът между difuzom (отразена светлина) и отразяващ маска се контролира metallicity. Това означава, че не можем да се симулира ситуацията, когато дифузното отражение компонент и може да се комбинира, за да отрази / пречупват повече светлина, отколкото първоначално е получила повърхност.

Постоянните F0 диелектрици.

Апаратура Вещество UnrealEngine или 4 за метални / грапавост материали дава възможност да се контролира отразяваща или блясък на материала чрез промяна на стойността на константата F0 (Френел коефициент на отражение) за диелектрици. Тази стойност се нарича "specularLevel" по същество. Стойностите на константите F0 представя интервала 0.0 - 0.08, както е показано на фигура 05. Ако са по същество дизайнер ръчно избран F0 за диелектрик, може да го направи с помощта на изхода "specularLevel", както е показано на Фигура 06. Ние подробно обсъдят F0 стойности за изолатори за, когато се обсъждат огледален на подход / гланц.

Базовата цвят (RGB - sRGB).

Карта основен цвят - това RGB карта, която може да съдържа два вида информация:

отразен цвят за диелектрици и
отражение ефект за метали,

както е показано на Фигура 07.

Картата на цвят, представляващ тази неметална повърхност, е отразена дължина на вълната (както е описано в първия обем). А ефект размисъл тази база карта цвят показва, когато площта е определен като метал metallicity на картата.

Препоръки за създаване на текстура основен цвят.

Карта основен цвят (отражение) може да се разглежда като по-равномерно изображение на тоналност, т.е. по-малко разлика от конвенционалните текстура дифузно. Необходима е Такъв подход за да се избегне твърде светъл или твърде тъмен ценности. От гледна точка на оглед на тон, обекти, всъщност, много по-лек, отколкото изглежда на нас. Видим спектър от тонален яркост мога да си представя да се разпространи от тъмния материал - дървени въглища, от една страна, и на чист бял сняг, от друга. Ние знаем, че въглищата са по-тъмни, но това не е черната стойност 0,0. цветови стойности, които избират да останат в обхвата на яркост. По отношение на обхвата на яркостта, най-вече трябва да се направи препратка към стойностите отразени цвят за диелектрици. На Фигура 08, можете да видите пример, при който стойността на замърсителите са под правилния обхват на яркостта. За тъмните части на яркост стойностите трябва да са от порядъка на 30-50 sRGB. Точността трябва да увеличи стойностите: при 30 sRGB те могат да бъдат по-малко точен и по-точно на 50 sRGB. За ярки цветове яркост стойности не трябва да бъдат по-високи от 240 sRGB.

Тя бе споменато по-горе, че основният цвят (отражател) карта съдържа данни за отразения лъч от гледна точка на диелектрични материали, и по този начин, картата може да бъде лишен от информация за осветлението, например като т.нар контакт засенчване (Ambient оклузия). Това правило обаче могат да бъдат изключения: Например, за да добавите микро-сенки, когато Shader няма да бъде в състояние да осигури това ниво на детайлност само чрез запушване на канала на околната среда, както е показано на фигура 09. Въпреки това, ако микро оцветяване добавен към картата, тя Тя трябва да продължи да представя препоръки по отношение на обхвата на яркост.

Яркост стойности за картата, която описва отражателната способност на метали, трябва да бъдат получени реални стойности за измерване. Стойностите на коефициента на отражение в граници от 70 - 100%. Този диапазон може да бъде показана sRGB стойности 180 - 255. По същество Pbr комунални услуги, ние ще обсъдим инструментите, които осигуряват F0 предварително зададена стойност с конвенционалните материали. Една полезна информация ресурс, но това може да се превърне в блог Себастиен Лагард (Себастиен Лагард). които са графики на яркост стойности за metallicity и грапавост карти.

Цвят е албедо на неметални материали и коефициент на отражение за метали.
Основният цвят трябва да бъде лишен от информация за покритието, с изключение на микро-сенки.
За тъмните части на яркост стойностите трябва да са от порядъка на 30-50 sRGB. Точността трябва да увеличи стойностите: при 30 sRGB те могат да бъдат по-малко точен и по-точно на 50 sRGB.
За ярки цветове яркост стойности не трябва да бъдат по-високи от 240 sRGB.
Коефициентът на отражение за чист (неоцветен) на метала ще бъде в обхвата 70-100%, което може да показва стойностите на sRGB 180-255.

В следващата част на картите, които описват метали ще се види, че основният цвят също може да осигури стойности, за да се опише отражателната способност на метала. Ако информацията за зоните на повърхността с мръсотия или окисляване добавяте към картата на основния цвят, това ще доведе до факта, че отражателната способност на металните части ще бъде намалена на диапазон, който не съответства на ценностите на чист метал. Добавянето на замърсяване секции или окисляване също трябва да бъдат взети под внимание в metallicity карта. Стойностите за отражения върху метална карта също трябва да бъдат намалени в тези области, за да покаже, че тези райони вече не се смята за основния метал. Например, фигура 10 показва, че ръждив метал се счита като диелектрик и е описан в черен цвят карта metallicity.

Карта metallicity (металик карта, нива на сивото, по линеен пространство).

metallicity карта използва за определяне кои части от материала, определени чист нетретирани метал. metallicity Карта - този образ в нюанси на сивото или, грубо казано, черно-бяла текстура. Тя работи като маска за базовата карта цвят, шейдъри, и показва как да се тълкуват, намиращи се в картата на основния цвят данните. Данните в metallicity карта не съдържат реални данни, които описват качеството на самия метал. Тази карта показва шейдър кои области на картата на основния цвят да се разбира като дифузна диелектрик цвят, а в някои области - като отражение на областите на метал. Стойността на карта metallicity на 0.0 (черно - 0 sRGB) представлява неметален област, и 1.0 (бял - 255 sRGB) - чист метал.

От гледна точка на определянето на чист метал и неметални често двоичен карта metallicity т.е. черен или бял, "метал" или "неметални". На практика, когато шейдър "вижда" белия цвят върху метална карта, той проверява съответното поле в базовата карта цвят, за да се получат стойностите на коефициента на отражение на метала, както е показано на Фигура 11:

Препоръки за създаване на текстура metallicity.

При създаване на карта за метали трябва да вземе предвид две важни характеристики:

отразяваща метал има висока стойност в диапазона от 70 - 100%;
някои метали могат да корозират.

Освен това, тези характеристики ще бъдат разглеждани поотделно в обсъждането на практически препоръки за създаване на PBS текстури.

Ако искате да знаете повече за фотореалистично рендиране, а след това тук.

Благодарим Ви за помощта с превода Игор Gnatyuk.

Обикновено, курсове за обучение в Санкт Петербург има ефективно самообучение. Ето защо е важно да се разбере за себе си, че сега сте по-ценно - времето или парите си. В края на краищата, да инвестират парите си в професионални курсове - да ви спести време. От друга страна, обучението на собствените си, да спестите парите си, но такова обучение може да се забави за дълго време.

22 отговора в статията "Как да се създаде структура PBR: Практически курс. Част 1 "

Добър ден! Много интересна тема независими създаване Pbr текстури. Специфика има много, тъй като има много условия в нивата на цветовете в текстурата. Погледнато някои таблица, която показва до каква степен всички параметри, които трябва да показват типичните случаи (метал, дърво, пластмаса, керамика, порести повърхности)
Би било много интересно да се прочете по-подробно шина на същата тема. И още в примерите.
За това, че е необходимо да се сянка в Photoshop - ясно е, че би било желателно примери за чист текстура, и какви параметри след това може да се промени в runtayme да получите ефект. но например, ако степента на промяна луминесценция - може да се направи като лава, която "диша" ... Със сигурност за различни видове материали, има своите специфики.

За този урок специална благодарност!

И как да се разбере, че в средата на сиво, за да бъде 127, по някаква причина, 187, или 186, приблизително? Тук е написано, че отражението в sRGB - 0.57. Това е как да се създаде избор на цвят в Photoshop? Когато този брой да се определи конкретна? това е, че всеки канал трябва да бъде 255 * 0,57, така че chtol?