zurück: Texturen zuweisen               vor: Rendern

4.2. Materialien


Materialien legen die inneren, körperlich-stofflichen Eigenschaften bei Objekten fest und können weit gefächerte Einsatzmöglichkeiten bieten, einschließlich Erscheinungen wie etwa Rauch, Feuer oder Fell, lichtbrechenden Stoffen wie Glas oder Plastik und sog. Subsurface scattering-Materialien, das sind sublim streuende Substanzen wie Wachs, Milch, Haut usw.

Material kann nur geschlossenen Objekten zugewiesen werden. Bedacht werden sollte, dass auch die Oberflächentextur zumindest teilweise durchsichtig (transparent) sein muss, damit das Material überhaupt sichtbar werden kann. In manchen Fällen muss die Textur auch vollkommen durchsichtig sein; erreichbar ist das, indem man eine gleichförmige (uniforme) Textur im Feld Transparenz zur Gänze auf "1" setzt.

Zwei Materialarten gibt es in Art of Illusion:
Gleichförmiges (= uniformes) und wandlungsfähiges (= prozedurales) Material. Materialien werden von der gleichen Dialogbox aus erzeugt und verwaltet wie Texturen. Um ein neues Material zu erstellen, folglich einfach auf Szene → Texturen klicken, oder das entsprechende Tastaturkürzel STRG+SHIFT+U drücken, in der Dialogbox Neu und dann den Typ auswählen: Dazu stehen hier, wie gesagt, zwei zur Entscheidung: uniform (also gleichförmiges) und procedural material (wandlungsfähiges Material).

4.2.1. Gleichförmige Materialien

Ähnlich gleichförmigen Texturen, werden uniforme (gleichförmige) Materialien auch einheitlich, aber eben im Volumen, dem gesamten Innenraum des Objektes also, verteilt. Die Dialogbox zu diesem Materialtyp sieht so aus:

Die Vorschau kann wie im Uniform Texture-Dialog mit Rechtsklick auf das Vorschaufenster und dem dann erscheinenden Aufklapp-Menü eingestellt bzw. ausgetauscht werden..

Ausstrahlende Farbe ist die Lichtfarbe, die ein Material abgibt (als Licht wird sie abgestrahlt, wenn mit Global Illumination gerendert wird).

Transparente Farbe bestimmt mit welcher Färbung Licht im Durchgang durch das Material übermittelt wird. Seine Intensität bestimmt, wie transparent das Material wird, - d.h., weiß bedeutet völlig durchlässig, während schwarz gänzlich opak (deckend, undurchlässig) ist. Das gilt, obwohl der allgemeine Grad der Transparenz über den Regler Transparenz eingestellt wird.

Dichte ist der Grad der materialbedingten Lichtminderung. Je höher dieser Wert, desto weniger Licht kann das Material durchdringen

Streuung ist der Grad, in dem Licht in seinem parallelen Verlauf gestört und in andere Verläufe umgelenkt wird ('streut').

Streufarbe bestimmt die Färbung des gestreuten Lichtes. Streuung muss ungleich 0 sein, damit sich diese Option auswirken kann.

Streuungsversatz (Exzentrizität) bestimmt, in welche Richtung mehr Streulicht gelangt (auch dafür muss Streuung ungleich 0 sein) und läßt sich auf einen Wert zwischen -1 und +1 einstellen. Ein Wert von 0 entspricht einer isotropen (gleichwertigen) Streuung: Das Licht wird damit also in alle Richtungen gleichmäßig verteilt. Negative Werte bedeuten, dass das Licht mehr vorwärts (bezogen auf seine ursprüngliche Richtung) gestreut wird und positive Werte bedeuten, dass es eher rückwärts (dazu) gestreut wird. Je weiter der Wert des Streuungsversatzes sich 1 nähert, um so richtungshaltender wird das Licht. Ein Wert von -1 bedeutet das das gesamte Streulicht nach vorne fällt. Ein Wert von +1 bedeutet das alles Streulicht gerade nach hinten gerichtet ist.

Brechungswert (Index of Refraction) bestimmt, um welchen Betrag Lichtstrahlen beim Übergang von einem Material zum anderen gebeugt werden und wird gebraucht, um Materialien wie Glas, Plastik, Wasser oder Diamant und Ähnliches nachzuahmen. Je höher der Wert, desto stärker wird das Licht gebeugt (abge- lenkt, gebrochen). Typische Werte sind für Glas 1,55 und für Wasser 1,33:



Schattenwurf (Casts Shadows) Wenn das Kästchen angehakt ist (= Standard), wird das Material auch einen Schatten werfen, in dem es auftreffendes Licht etwas mindert. Bei nicht angehaktem Kästchen wird kein Schatten erzeugt.


Materialien mit Subsurface scattering (SSS)-Eigenschaften ( = Streuschicht-Strahlung) können nachgeahmt werden, indem man eine transparente Textur mit einem streuenden Material kombiniert und dann mit Photonen-Mapping rendert.


4.2.2. Wandlungsfähige Materialien

Genau wie prozedurale Texturen, erlauben prozedurale Materialien die Bestimmung verschiedener Material-Eigenschaften, wie oben beschrieben, auf Punkt-für Punkt-Berechnungen fußend. So kann jeder Punkt, den dieses Volumen umfasst, für Material und Farben veränderliche Werte annehmen.

Und so sieht der prozedurale Materialeditor aus:
In der Dialogbox sind auf der rechten Seite genau die selben Eigenschaften gelistet, wie im Dialog zu gleichförmigem Material.

Es gibt 2 Aufklapp-Menüs links oben im Editorfenster:

Bearbeiten
ermöglicht Rückgängig (STRG+Z) machen und Wiederholen (STRG+SHIFT+Z) der letzten Aktion, sowie Ausschneiden (STRG+X), Kopieren (STRG+C) und Einfügen (STRG+V) der Materialmodule, sowie ihr Löschen.

Wählt man Eigenschaften (STRG+P), erscheint folgender Dialog:

Der Brechungsindex ist bereits unter Gleichförmige Materialien dargelegt worden.

Integrationsschrittgröße Dahinter verbirgt sich das mathematische Verfahren für die schrittweise Berechnung der Materialeigenschaften durch das Volumen hindurch. Der Wert der benutzten Schrittweite bestimmt dabei die Genauigkeit der Berechnung. Kleinere Werte bringen genauere Ergebnisse - benötigen aber auch mehr Zeit zur Einbindung. Wenn sehr feine Strukturen im Material vorliegen, muss dieser Wert entsprechend angepaßt werden.

Antialiasing Wie bei den Texturen steuert dieser Wert die Glättung des Materials. Werte größer als 1 glätten mehr und Werte kleiner 1 weniger. Normalerweise gibt es aber keinen Grund diesen Wert zu ändern. Notwendig kann das dann werden, wenn Fehlansichten (Artefakte) auftreten.


Mit prozeduralen Materialien besteht eine bessere Steuerbarkeit der Farbwerte. Die Farbskalen-Module (im Aufrollmenü links, unter Farbfunktionen) ermöglichen, z.B. im HSV-Farbmodell, eine Skalierung über 1 hinaus und können so Materialien produzieren, die mehr Licht aussenden, als uniforme Materialien mit Emission = 1. Das untere Beispiel benutzt den Faktor 100, um die Farben noch weiter zu erhellen und produziert so eine feuerähnliche Material-Farbe.



Mit dem Ändern des Skalierungsfaktors können verschiedene Abstrahlweiten erzielt werden, wie unten gezeigt (gerendert mit Monte Carlo Global Illumination):


Das gleiche Prinzip gilt für andere Farben, also Streuungs-Farbe und Transparenz-Farbe, um künstlich den Grad dieser Werte/Effekte anzuheben (z.B. können mit Transparenzen(-Farben) größer 1 einige skurrile Wirkungen erreicht werden).


Beispiele prozeduraler Materialien



Hier sind drei Beispiele für prozedurale Materialien gegeben, die nur eine kleine Auswahl der verfügbaren Module darstellen. Die Möglichkeiten sind schier endlos.

Der Klick auf die untenstehenden Bilder führt zur Erläuterung der Prozeduren mit denen sie erstellt wurden:





4.2.3. Zuweisen von Materialien an Objekte


Materialien können nur geschlossenen Objekten zugewiesen werden. Sollte Ihr Objekt nicht geschlossen sein, können Sie ggf. mit dem TriMeshEditor oder den Plugins PolyMeshEditor oder SolidEditor für Abhilfe oder Reparatur sorgen. Um das Material zuzuweisen, einfach das Objekt anklicken (auswählen) und über Objekt → Textur und Material zuweisen (STRG+U) die folgende Dialogbox aufrufen:

Darin ist links nach Wahl des passenden Karteireiters eine Liste mit den aktuell verfügbaren Materialien zu sehen. Eines davon anklicken, zeigt rechts eine Vorschau an. (Die Ausgabe der Vorschau kann öfter etwas langsam gehen, was dann einem aufwändigen Rendervorgang des Materials geschuldet ist.) Klicken und Ziehen im Vorschaufenster ermöglicht die Ansicht zu drehen. Wie beim Uniform-Texture-Dialog öffnet ein Rechtsklick auf die Vorschau ein Menü, in dem das Vorschauobjekt sich austauschen läßt.

Bestehende Materialien können mit einem Klick auf die entsprechende Option links unter der Liste bearbeitet oder neu erstellt werden. Die, linke Schaltfläche ganz unten führt zur oben besprochenen Dialogbox des Szene-Menüs, von wo aus auch weitere gespeicherte einschlägige Dateien gesucht und importiert werden können.

Um das Material zu mappen, (das bedeutet, es passgenau und wunschgemäß in der Größe zu beeinflussen, zu positionieren und auszurichten,) klickt man einfach die Schaltfläche Mapping bearbeiten... . Daraufhin wird folgender Materialanpassungs-Dialog angezeigt:


Wie bei prozeduralen 3D-Texturen, ist hier nur Lineares Mapping möglich.

Geben Sie geeignete Werte in die jeweiligen Felder ein, um Größe, Ausrichtung und/oder Position des Materials am Objekt zu ändern.

Ähnlich Texturen, kann Material auf das vom Netz 'seines' Objektes umschlossene Volumen berechnet werden. Ist Material auf die Größe des Objektes skalieren angehakt, wird das Material dem eigentlichen Objektvolumen entsprechend angepasst

Das Vorschaufenster zeigt hier das gewählte Objekt mit dem gemappten Material. Zur leichteren Überprüfung kann das Objekt im Vorschaufenster per Klick und Ziehen gedreht, sowie das gesamte Dialog-Fenster vergrößert werden. Alternativ kann auch hier im Vorschaufenster rechts geklickt und dann eine Ansicht ausgesucht werden.


zurück: Texturen zuweisen zum Inhaltsverzeichnis vor: Rendern