Материали по компютърна графика, Всички съвети
В реалния свят често не се замисляме защо този или онзи обект изглежда така? От само себе си се разбира, че стъклото пропуска светлина, стената е грапава, а хромираната повърхност отразява света наоколо. Ако направим нещо със собствените си ръце, тогава вече започваме да разбираме какво трябва да се направи, за да изглежда продуктът така, както ни трябва. Можем да полираме повърхността на метала, да боядисаме дърво или да вземем цветно стъкло. Когато правим нещо, ние избираме материала въз основа на функционални и естетически съображения: метал за издръжливост, пластмаса за намаляване на теглото и т.н. Свойствата на материала са предопределени от неговата структура и обработка: вълната изглежда напълно различно от пластмасовата химикалка. В 3D света не съществуват физически материали. Всички свойства на материала са зададени, като се вземат предвид характеристиките на прототипа на този материал от живота или са измислени за фантастични сюжети. Какви са тези свойства?
В реалния живот има малко идеално гладки повърхности. Те полират огледало или каросерия на кола, но повечето повърхности имат грапавини, видими с просто око. Дървени, каменни, тухлени повърхности имат малки вдлъбнатини и издутини. Дори на пръв поглед гладката повърхност не е толкова гладка, когато се гледа отблизо. Понякога, специално за декоративни цели, те дават повърхностни неравности. Светлината, падаща върху грапава повърхност, се отразява под много ъгли, което придава уникалността на обекта. За симулиране на нередности в 3D графики се използват процедурни или текстурни карти, които се прилагат върху каналите Bump или Displacement. В първия случай оригиналната повърхност не се променя, релефът се имитира само от играта на сенки. Най-добрият резултат щеако повърхността е под прав ъгъл спрямо наблюдателя. Bump е доста бърз начин да получите някои симулирани неравности. При Displacement се модифицира самата повърхност, резултатът е по-реалистичен, дори при ъгли близки до 180 градуса усещането за релеф не изчезва. Но трябва да платите за това с дълго време за изобразяване и при определени условия са възможни артефакти. Какво да приложите: удар или изместване? - зависи от конкретния случай.
На снимката по-долу: Процедурна карта на Checker на A) Bump канал; Б) Преместващ канал; текстура на кожата на C) Bump канал; D) Канал за изместване.
Но за да бъде точно, както казват и фотореалистично, не е достатъчно да се предаде тази или онази повърхност. Обикновено можем да различим пластмасова топка от метална топка и лъскаво списание от обикновено хартиено списание с един поглед. Всичко е въпрос на отразяване. Металът блести на слънце, но камъкът не. Добре отразяващите повърхности наричаме огледални, а лошо - матови. Коефициентът на отразяване на даден материал зависи от неговата степен на грапавост и физични свойства. В 3D компютърната графика каналът Reflect е отговорен за отразяващата способност. Можете да приложите цвят, текстура или процедурна карта към този канал. Най-простият случай е, когато отразяващата способност се дава от нюанси на сивото, където бялото е абсолютно отражение, а черното е абсолютно поглъщане. Отражението-отражението обаче е различно. Отраженията могат да бъдат ясни или замъглени. Това свойство, Glossiness, обикновено се задава между 0 и 1, където 1 е идеално рязко отражение.
На снимката по-долу топката е отразена в две равнини. За лявата равнина отражението е зададено на RGB цвят 254,254,254 и Glossiness е 0,99, за дясната равнина отражението е същото, но Glossinessе равно на 0,75.
Досега говорихме за непрозрачни материали. Но стъкло, пластмаса, вода и т.н. - напълно или частично прозрачен материал. Каналът Refraction се използва за симулиране на прозрачност. Отново това може да е цвят, процедурна карта или текстура. Както при отраженията, прозрачността е настроена на Glossiness, която е отговорна за замъгляването. Освен това за прозрачни обекти параметърът на пречупване IOR е важен. Благодарение на него виждаме вода в чаша, тъй като на границата на вода и стъкло, вода и въздух се пречупва лъч светлина, което ни позволява да видим прозрачна чаша и прозрачна вода в нея. За обикновено стъкло IOR се приема равен на 1,53, за вода 1,33, за въздух - 1.
Основните параметри на 3D материалите бяха разгледани по-горе. Но истинските, истински материали обикновено са по-сложни. Например свещ или човешка кожа пропуска светлина на определена дълбочина, т.е. са частично прозрачни. Материалите за подповърхностно разсейване (SSS) се използват за симулиране на такива материали. Отраженията също са различни, т.е. в добрия смисъл отраженията за пластмаса и метал трябва да се изчисляват по различни формули. И това не е всичко, да кажем, допълнителни опции. С усъвършенстването на компютърните технологии и математическия апарат за изчисляване на компютърни материали, последните стават по-сложни и по-реалистични. И можем да кажем с увереност, че в бъдеще дори компютърните игри, където изобразяването на картината се извършва в реално време, ще изглеждат фотореалистични.