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Uitlità degli shader nodesStampa/Print
by Dave Jerrard, tradotto con il permesso dell'autore da Tempesta


 Dave Jerrard è uno dei più famosi artisti utilizzatori di LightWave3D, noto per i suoi tutorial sul surface editor e la sua profonda conoscenza delle procedurali, e in questo caso non si smentisce fornendo un utile e rapido riassunto su cosa sono i nodi e cosa possono fare. Quella che potete leggere qui è la traduzione di un post fatto sul forum Newtek e tradotto con il permesso dell'autore.

 Per gli utenti LightWave il nuovo nodal editor è parso un poco complesso, e strano rispetto al vecchio surface editor, la possibilità di creare e combinare nuovi modelli di shading in modo così semplice e ampio ha da un lato entusiasmato molti utenti e ne ha spaventato molti altri. Di seguito trovate una descrizione dei modelli principali per comprendere come e dove usare i diversi modelli di shading, il resto è sperimentazione.

Ognuno dei modelli di Shading Minnaert, Oren-Nayar, e Lambert sono stati creati per riprodurre un determinato tipo di superficie.
Occlusion, Translucency e Theta sono shader speciali che lavorano al meglio combinandoli con gli altri tre.

Ma quali shader devono essere usati con?
Non ci sono regole granitiche su come devono essere usati, ma di seguito troverete qualche suggerimento su dove e come usarli per riprodurre i diversi tipi di superficie.

Lambert

 Lambert è in teoria lo shader perfetto per le superfici (ed è un modello vecchio di 200 anni), dove la luce colpisce la superficie e si riflette in modo equo in tutte le direzioni. Le superfici che gli sono più vicine sono la cera e la plastica. Questo spiega perché gli oggetti senza texture renderizzati con Lambert sembrano di plastica. Lambert inoltre sembra essere lo shader base con cui LightWave (e la maggior parte dei pacchetti 3d) renderizzano, se non specifichiamo qualcos'altro. Se il vostro oggetto è di plastica, Lambert farà il lavoro per cui è stato creato.

Minnaert (A) e Minneart B

 Minnaert (più precisamente Minnaert-A o implementazione dello stesso) è stato creato per replicare l'ombreggiatura della luna (ma non solo quello), e spesso è chiamato Moon shader.

 Credo che Gaffer usi un modello simile quando usate il suo Diffuse Roughness.
Il Diffuse Sharpness di LightWave (chiamato in origine Sharp Terminator) è un tentativo per simulare questo modello. Minnaert è buono per ogni elemento che ha una superficie porosa, o coperta di piccole particelle, come la luna che è coperta di polvere. Queste superfici possono restituire un sacco di luce per retro riflessione.

 Un buon esempio sono i metalli ossidati, i metalli lavorati, la polvere, le rocce (in particolare quelle sedimentarie come sabbia, argilla e ardesia, e in minor modo marmo e granito, che possono essere riprodotti meglio con Lambert), il legno non lavorato, la vernice opaca (secca naturalmente), e ogni elemento simile a questi. Se avete una superficie finemente grezza, o che sembra impolverata, Minnaert è il vostro shader.

 Minnaert B, la seconda opzione dello shader, è adatto per i materiali fibrosi, che tendono a mantenere le fibre orientate perpendicolarmente alla superficie, come il velluto, i tappeti. Il modello è molto simile a Oren-Nayar, che spesso viene chiamato shader velluto.
Di fatto questi due shader sono spesso scambiati con moon shader e velvet shader.
Esistono un sacco di variazioni di questi shader, e la linea di demarcazione è alquanto sottile.

Oren-Nayar

 Oren-Nayar (almeno una delle due variazioni di questo modello) è nato per simulare le superfici "pelose", ancora una volta con le fibre posizionate in parallelo alla superficie. Meno luce è riflessa dalla superficie, più perpendicolare risulta il punto di vista.

 Questa è la simulazione di un aspetto della superficie con una superficie molto fine, all'osservatore molto acuto sarà possibile vedere il retro della superficie delle fibre, per riflessione della luce.

 Oren-Nayar è buono per le stesse cose per cui lo è Minnaert-B. Se la superficie è fibrosa, allora deciderete per Oren-Nayar, o Minnaert-B, dipende dai gusti. Questo include le superfici come stoffa, legno, pelle (un sacco di piccoli peli sulla pelle, ed è anche leggermente porosa e polverosa, quindi anche Minnaert può essere la scelta giusta), e ogni elemento simile a questi.

 Oren-Nayar e Minnaert hanno diverse varianti, e non so quali varianti siano state implementate nei nodi, sembra che il Minnaert dia un buon risultato per il velluto rispetto a Oren-Nayar versino, e vice-versa... Oren Nayar può darvi un buon risultato nel realizzare la luna. Come ho detto non esistono regole scolpite nella pietra, solo delle linee guida, ogni esperimento è lecito.

Occlusion

 Occlusion non è un vero e proprio shader come quelli elencati fino ad ora. In realtà non ombreggia la superficie, ma assegna un valore da 0 a 1 che indica quanto lo sfondo sia visibile dalla superficie in ogni suo punto. Questo valore viene usato per controllare gli altri nodi, per specificare quanto la riflessione e la diffusione lavorino nelle differenti zone. Dato che è un nodo scalare e non supporta un vettore colore, può ombreggiare solamente in bianco e nero, con il bianco quando nulla è di fronte alla superficie, e il nero quando da nessun punto è possibile vedere quella parte.

 A causa dei suoi risultati, spesso è usato per simulare il radiosity, infatti il backdrop radiosity e il risultato di questo nodo sono molto simili, la differenza principale è che il nodo lavora senza considerare l'illuminazione, e i colori, perchè ombreggia solo con toni di grigio, mentre con il radiosity sono riflessi i colori, e cambierà a seconda di ciò che sarà presente nello sfondo : HDRI, environment, sky tracer, etc.
Di solito viene usato come nodo di controllo per gli altri nodi.

Translucentezza

 La Traslucenza è essenzialmente la stessa simulazione che abbiamo negli attributi di superficie, ma fatta come nodo, che permette inoltre di controllare i colori separati nella traslucenza.
Una cosa interessante del nodo di traslucenza è che offre due modi di lavoro, a range fisso o un range di lavoro; quando settate i 90 gradi, avrete un risultato identico a quello del canale di traslucenza, dove la superficie è più luminosa dove la superficie è perpendicolare ai raggi di luce, e non illuminata quando la superficie è allineata alla luce, in pratica lavora come l'ombreggiatura dello shader Lambert, ma retro illuminata.

 Con i 180 gradi questo limite è superato, quando la superficie è illuminata,
sarà più luminosa dove è retro esposta alla luce, 50% di intensità lungo il limite (l'angolo dei 90 gradi), e 0% dove è direttamente esposta direttamente alla luce.

 Questo nodo va usato in combinazione con altri nodi, perché l'ombreggiatura che genera da solo non è molto utile, tende a dare una resa tipo negativo fotografico.
Quando è combinato con Lambert, Oren-Nayar o Minnaert (usando un nodo Mixer o Add), questo shader fa un buon lavoro sulle superfici traslucide, come carta, foglie, lampade, o ogni elemento che sia sottile. Il colore e la quantità sono texturizzabili, e li potete usare per simulare alcune trame interne, per esempio la grana della carta, o le vene di una superficie, che sono visibili solo quando sono retro illuminate.

Theta

 Quando avete bisogno di più precisione nella traslucenza, Theta è un passo avanti. E' un'altra forma di traslucenza, ma con la precisione del ray tracing.
E' sul limite dello shader di sub superficie.

 Usa un indice di rifrazione per definire quanto la luce va in profondità e agisce sul lato posteriore della superficie.
Questo permettete un maggiore controllo sugli oggetti spessi, come candele o plastica.

 La quantità di luce visibile attraverso un oggetto è basato sull'angolazione tanto quanto sull'angolo dell'illuminazione. Se l'oggetto è direttamente posto tra camera e luce, sarà illuminato al massimo come traslucenza.

 Se il punto di vista porta l'oggetto al di fuori della linea, l'illuminazione decresce. Questo shader è adatto alle superfici sottili che devono avere una parte della luce riflessa da dietro. Funziona molto bene per le foglie, ma un buon esempio è la polvere nel vento, se avete presente la sabbia controluce, avete presente ciò di cui stiamo parlando.

 Elementi puliti e traslucenti come plastica, vetro (ottimo per vetro ghiacciato), e alcuni liquidi, sono ottimi usi per questo shader. Ottimo anche per membrane sottili come le ali dei pipistrelli, dove si vedono solo da determinati punti di vista.

Phong

 Per gli shader della specularità, bisogna essere un po' più specifici. Ci sono tante varianti sul tema.

 Phong è lo standard, fornisce dei riflessi morbidi, come Lambert, molto simile alla plastica. Se la superficie non è lavorata a specchio, Phong fa un buon lavoro. Vernici lucide, plastiche, metalli lisciati risultano perfetti esempi dei riflessi del Phong.

Blinn

 Blinn è molto simile al Phong, ma con una leggera differenza, per i riflessi dati dalla retro illuminazione, Phong tende a distribuire il riflesso sulla superficie, mentre Blinn tende a mantenere il riflesso con la stessa dimensione, come se la luce fosse di fronte all'oggetto.

 Il riflesso rimane rotondo, invece di allargarsi. Esclusa questa differenza sono virtualmente identici. Di solito preferisco usare il Phong per le superfici che si suppone saranno asciutte o molto lisce. Il distribuirsi dei riflessi sulle superfici tende a dare l'impressione di superficie polverosa, dove invece Blinn fornisce un effetto di pulito, fresco, lavorato e perfino bagnato.

Cook-Torrance

 Cook-Torrance dà una resa differente. Con alti vari di glossiness i riflessi sono molto secchi e concentrati (resa di un materiale molto lucido e duro), ottimo per gli oggetti di vetro, o simili ad uno specchio. Perfetto per la vernice delle auto, vetri, acqua, cromo, o ogni altra cosa che debba essere riflettente.

 Con bassi valori di glossiness lo shader fornisce riflessi interessanti per gli altri tipi di materiali come metallo non lavorato, vetro ghiacciato. Fornisce un riflesso molto ampio che può essere usato per superfici poco riflettenti come il legno, la roccia, la pelle o altre superfici che non hanno grandi qualità riflettenti.

Anistropic

 Anisotropic è stato creato per creare superfici che hanno una serie di micro graffi sulla superficie. Il miglior esempio è il metallo satinato, o la superficie di un cd. Ottimo per superfici con fibre parallele sulla superficie, ornamenti natalizi, tubi, legno, e naturalmente capelli.

 Potete personalizzare la forma del riflesso controllando indipendentemente la larghezza e l'altezza dei riflessi. Se la superficie contiene fibre, o ha una superficie satinata, questo shader vi sarà di grande aiuto

 Questi nodi sono solo un piccolo campione di quelli che sono stati sviluppati negli anni nel mondo del 3D, nel tempo mi aspetto di vedere in LightWave altri nodi, per esempio quelli dedicati al velluto o alla luna, modelli come Lommel-Seeliger e Hapke.

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Tradotto con il consenso dell'autore da Tempesta. Testo originale: http://www.newtek.com/forums/showthread.php?t=55644



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