Создание сложных материалов в Marmoset Toolbag

Camera Asset Scene

В этом уроке на примере различных материалов раскрываются методы достижения максимально реалистичных результатов при использовании четырёх типов карт: диффузной, нормалей, зеркальности и бликов. 

Скачайте материалы этого урока, чтобы наблюдать результат непосредственно в Marmoset.

Важные термины

Начнём с пояснений: для чего предназначена каждая карта и как она используется в системе материалов Marmoset. В рендеринговой/шейдерной системе Marmoset Toolbag есть и более подвинутые элементы, но для простоты мы ограничим этот урок четырьмя обычными текстурными картами в шейдере по умолчанию.

Диффузная карта (Diffuse Map)

Диффузная карта – это базовая текстура цвета, она определяет общий цвет материала.

Карта нормалей (Normal Map)

Карта нормалей содержит информацию о попиксельном освещении/затемнении объекта. Карта нормалей создаётся на основе высокополигональной модели или генерируется с помощью 2D карты неровностей. В уже готовую карту нормалей можно добавлять детали, определяющие дополнительные свойства материалов с помощью фильтра Nvidia Normal MapCrazybumpnDo и прочих подобных программ.

Карта зеркальности (Specular Map)

Карта зеркальности используется для определения цвета и яркости световых бликов.

Карта блеска (Gloss Map)

Карта блеска используется, главным образом, для определения диаметра световых пятен поверхностных отражений. Тёмные цвета используются для матовых, а яркие для глянцевых материалов.

Начиная работу

Планирование

ИсходникиВажнейший навык художника по материалам – это его наблюдательность. Изучение исходных изображений – ключ к созданию реалистичных материалов для игрового движка.

Ещё до того, как задуматься о запуске Photoshop, вы должны подобрать хорошую коллекцию исходных изображений и иметь твёрдое представление о тех материалах, которые вы хотите воспроизвести. Это позволит создать любой материал, который вы захотите, а не только те, о которых я рассказываю в этом уроке.

Освещение

Влияние specular map и gloss на материалСистема освещения Marmoset Toolbag не совсем обычна. Важнейшее её отличие от традиционных систем состоит в том, что освещение рассчитывается на основе изображений кубических карт. Эта технология известна как освещение на основе изображения (image-based lighting, IBL).

Если до Marmoset вы никогда не работали с движками, использующими IBL, вы, возможно, думаете, что зеркальность и отражение — это отдельные сущности. Но в Marmoset Toolbag (и в реальном мире) это не так. Именно поэтому в Marmoset нельзя настраивать блеск отдельно от зеркальности.

Рисунок справа демонстрирует, как различные настройки Specular Intensity и Gloss влияют на блеск и зеркальность текстуры.

RGB маски

RGB маскиЗапекание RGB карты из высокополигональной модели сэкономит вам немало времени, и позволит быстро извлечь отдельные цветовые маски, используемые в качестве основы будущей текстуры.

Назначьте базовые материалы красного, зеленого, синего, голубого, пурпурного, желтого и белого цветов высокополигональным объектам и запеките RGB маску вместе с картой нормалей.

Для автоматизации операции разнесения цветов по отдельным слоям можно использовать Photoshop Actions. Обязательно используете точные значения цветов, такие как: 1, 0, 0 / 0, 1, 0 / 0, 0, 1 / 1, 1, 0 / 1, 0, 1 / 0, 1, 1 and 1, 1, 1. Например, можно использовать неплохие Photoshop Action, подготовленные Энди Дэйвисом (metalliandy).

RGB карта должна придать вашему объекту игрушечный вид. Если это не так – вы что-то делаете неправильно.

Базовые материалы

Теперь, когда мы разобрались технической частью, давайте перейдем к моему опыту. При создании материалов для next-gen игр, важно представлять себе общую картину. Правдоподобно выглядящие материалы – это следствие оптимального баланса текстурных карт. Все четыре текстурные карты взаимоувязаны и поэтому лучше работать над ними одновременно.

Настройки материалов Marmoset ToolbagНачиная работу над новым материалом, я устанавливаю значение Specular Intensity равным примерно 1.5 (можно использовать другое значение, в зависимости от материала, над которым вы работаете) – таким образом я могу использовать значения ярче чем 1.0, если хочу выделить какую-то область на текстуре. Значение Gloss должно быть выставлено на максимум — это позволит лучше контролировать блики с помощью карты.

Базовые цветаЯ предпочитаю начинать с базовых простых цветов каждой карты. Это экономит время, позволяя контролировать узнаваемость материалов до начала работы по их детализации, когда они уже становятся слишком сложными.
Определив основные материалы, придерживайтесь их настроек, добавляя детализацию, изношенность и другие эффекты дополнительными слоями поверх основных.

Настройка свойств материала влияет на его реалистичность в гораздо большей степени, чем детализация 2D текстуры. Зачастую некоторые текстуры качественно настроенного материала могут выглядеть скучновато, но это вполне нормально!

Базовый цвет и финальный результатРазные материалы требуют разной детализации; иногда простые значения и плоские цвета – это всё, что вам нужно для определения внешнего вида материла. Конечно, всё зависит от требуемого уровня изношенности вашего объекта, стиля игры, разрешения текстур, дистанции, с которой будет наблюдаться ваш объект, и т.д.
Изображение справа иллюстрирует разницу между базовыми материалами, залитыми простыми плоскими цветами, и их финальными детализированными версиями.

Определив базовые материалы, можно сконцентрироваться на деталях, специфичных для различных типов поверхности.

Детализация материалов

Латунь

Материал латунив MarmosetЛатунь – это, в основном, диффузный и зеркальный цвет. Это один из сложно воспроизводимых без полноцветной зеркальной карты материалов.
В качестве диффузного цвета я использовал оранжево-коричневый, оттенив края деталей небольшим количеством зёленого.
Для карты зеркальности использован умеренно тёмный желто-зеленый цвет, поверх которого наложен гранжевый верхний слой.
С картой нормалей я ничего особо не делал, поскольку латунь – ровный материал, с неповреждённой, в моём случае, поверхностью.
Для создания эффекта старой латуни вы можете добавить немного патины, с помощью нескольких светло-зеленых областей в диффузной карте с помощью масок, а затем более тёмных оттенков в картах зеркальности и блеска. Начните с более темных значений («ям») из карт углублений (cavity и/bkb кривизны (curvature), а после этого, для большей реалистичности, добавьте некоторое количество дополнительных неоднородностей.

Хром

Материал хромав MarmosetЭтот материал создается легко и просто. На его примере можно оценить, насколько блестяще реализована функция зеркальных отражений в Marmoset.
Наиболее распространённая ошибка при создании материала хрома или другого металла с высокой отражательной способностью – это слишком яркий диффузный цвет. Он должен быть чуть-чуть ярче, чем тёмный металл, ярким материал должна делать карта зеркальности. Слишком яркие диффузные цвета, как правило, снижают контрастность материала и/или световых пятен.
Диффузная карта – простой серый средней яркости. Для зеркальности я использую слегка желтоватый цвет, компенсирующий синий оттенок окружающей среды, присутствующий во многих окружениях (sky) Marmoset. Визуальное деление элементов обеспечивается слабовыраженным гранжевым слоем. Края деталей выделены с помощью карты углублений (cavity map). Для зеркальности я использовал уровень яркости немного выше среднего, обеспечивающий требуемую чёткость бликов.
А теперь очень простой и приятный эффект: создайте немного шума и используйте эффект Motion Blur, направив его соответственно вашей UV-развёртке. Таким образом можно получить неплохой эффект полированного металла без использования сложных анизотропных шейдеров.
В завершение я добавил отпечатки пальцев и немного пыли.

Кожа

Материал кожив MarmosetКожаный ремень имеет блестящую поверхность и необработанную обратную сторону.

Для глянцевой я кожи использовал тёмно-коричневый базовый цвет и дополнительный слой с трещинами. Дополнительный слой с тёмными деталями обеспечивает эффект «обожжённых краёв». Зеркальность должна быть равномерной. Слой с трещинами добавлен и в карты блеска и нормалей. Прострочка добавлена в диффузную карту более ярким цветом, а в карты блеска и зеркальности – более тёмным. В карту нормалей добавлены соответствующие выпуклости.

Необработанная кожа должна быть более светлой и содержать некоторое количество шума, создающего эффект шероховатости материала. Зеркальность и блеск этого матового не отражающего материала должны быть очень тёмными, почти чёрными. Карта нормалей должна быть зашумлена сильнее, чтобы усилить эффект шероховатости.

Окрашенный металл

Материал окрашенного металлав MarmosetЭтот сложный материал состоит из четырех отдельных слоев. Первый – это латунь, из которого сделан корпус камеры, покрытый краской и и лаком. Верхним слоем накладываются отпечатки пальцев.

Слой блестящий краски – это базовый тёмно-серый диффузный цвет, с небольшим количеством пятен и потёртостей. Тёмное, слегка фиолетовое значение бликов помогает разбавить однотонность поверхности. Для карты зеркальности я выбрал средние оттенки серого.

Первый слой следов эксплуатации будет представлять собой потёртости лакового покрытия – мы сделаем его более тёмным для карт диффузии, зеркальности и блеска. Второй слой будет определять области, вытертые до латуни. Тёмно-оранжевый цвет для диффузной карты, желтоватый для зеркальности и серый с яркостью чуть выше среднего для карты блеска, поскольку латунь в месте потёртости практически отполирована.

В карту нормалей я добавил детали из слоёв со следами эксплуатации, но здесь не стоит слишком увлекаться, иначе получатся нереалистичные гигантские царапины. Помните, что лак на подобном материале будет толщиной всего лишь в долю миллиметра, поэтому от него не могут отвалиться большие куски. Если переборщить, то потеряется масштаб объекта.

Слой отпечатков пальцев создаётся довольно просто – сделайте кисть отпечатка пальцев, а затем нарисуйте с ее помощью несколько отпечатков. Полученный результат нужно немного размыть и добавить в карты зеркальности и блеска более ярким цветом. Я не стал добавлять отпечатки пальцев в диффузную карту, поскольку увидеть их можно только под определённым углом.  

 

Матовый пластик

Материал матового пластикав MarmosetОчень простой материал. По существу, это простой плоский цвет.

Для диффузной карты используется тёмно-серый и умеренно-тёмно-серый с небольшим количеством шума в карте зеркальности.

Карта блеска использует более тёмное значение серого.

Для разнообразия добавлено немного пыли/грязи.

Шероховатый пластик

Материал шероховатого пластикав Marmoset

Этот материал похож на матовый пластик, но со значимой ролью карты нормалей.

Диффузный цвет – простой тёмно-серый.

Уровень зеркальности и блеска определяется умеренно-тёмно-серым, но вершины выпуклостей были выделены с помощью карты пустот.

Эту область часто трогают, жир с кожи рук скапливается на неровностях, в то время как более глубокие части неровной текстуры поверхности остаются матовыми.

Для разнообразия я добавил немного пыли, освещения в диффузную карту и темноты — в карты зеркальности и блеска.

Лакированное дерево

Материал лакированного деревав Marmoset
Лакированное дерево – это еще один сложный материал. В отличие от обычного, необработанного дерева, карта нормалей которого содержит множество деталей, лакированное дерево отполировано и покрыто лаком.

Для диффузной карты используется симпатичная деревянная текстура. Карта зеркальности имеет более тёмный, синеватый цвет, компенсирующий природный тёплый цвет дерева и придающий его поверхности нейтральную цветность отражений.

Я не стал воспроизводить зернистость дерева на зеркальной карте, поскольку она не оказывает особого влияния на зеркальные отражения, возникающие на поверхности лака. Средние уровни блеска придают материалу эффект приятного свечения. Зернистость и текстура дерева в карте нормалей почти не выделяются.

Для обозначения следов эксплуатации был создан отдельный слой царапин и потертостей, затемнённый в картах зеркальности и блеска, в местах потёртостей и сколов. Для усиления эффекта изношенности, можно осветлить области вокруг больших царапин, в местах сколов слоя лака.

Работа со слоями

Layered Effects
Для создания эффектов потёртости и повреждений поверхности я использую простые маски слоёв.

Области повреждений и потёртостей краски определяет сплошной базовый цвет (можно использовать режим overlay для дополнительного разнообразия), а также нарисованный вручную или созданный с помощью специальных кистей/фотографий слой-маска.

Такой метод значительно упрощает копирование маски слоя в текстуры блеска и зеркальности при любых изменениях в основной текстуре.

Заключение

Настройки материалов, рассмотренные в этом уроке, не претендуют на звание непререкаемого и абсолютного руководства. Это, скорее, просто обзор моего метода создания материалов. У вас может получится совершенно другой результат.

Просто постарайтесь осознать взаимное влияние текстурных карт, используйте логику, источники и свои предпочтения при выборе значений, подходящих вашему проекту!

Поделиться в: Опубликовать в twitter Опубликовать в своем блоге livejournal.com