Come usare lo shader Curvature di V-Ray per sporcare gli spigoli di un oggetto

Vi è mai capitato di rimanere a bocca aperta davanti ad un render che raffigura un oggetto metallico con i bordi danneggiati o un legno usurato negli spigoli? A me sì, specialmente se penso che si tratta di computer grafica 3D, la riproduzione virtuale di un effetto reale.

Quando ho visto per la prima volta questi effetti ho pensato che per ottenerli fosse necessario stendere i poligoni dell’oggetto 3D con gli strumenti per l’unwrap di Cinema 4D, creare una mappatura UVW delle erosioni, per poi inserirla in un materiale che simulasse allo stesso tempo i due materiali, quello principale e quello visibile negli spigoli... insomma una roba non proprio semplicissima.

Con lo shader Curvature potete posizionare un materiale solo sugli spigoli di un oggetto e ottenere effetti come questi.

E invece questo effetto è relativamente semplice da ottenere, incrociando una funzione non troppo conosciuta di Cinema 4D che si chiama Mixa Texture e uno shader speciale di V-Ray chiamato “Curvature”.



A cosa serve lo shader Curvature

La funzione di questo shader è molto semplice: rileva le curvature del modello 3D, in parole povere gli spigoli vivi (sia concavi che convessi). Se inserito nel Diffuse Layer di un V-Ray Advanced Material evidenzia le curvature in bianco, lasciando tutto il resto in nero.



Naturalmente l’effetto di base può essere controllato attraverso le opzioni dello shader, che possono rendere la colorazione più o meno estesa, più o meno sfumata, più o meno trasparente e più o meno uniforme (con l’aiuto di un’immagine).



Per ottenere un risultato come questo si può usare lo shader Curvature come una maschera di livello 3D, ovvero all’interno del Material Weight del materiale che si desidera vedere solo sugli spigoli, che applicato con la funzione Mixa Texture attiva  - insieme a quello principale (la vernice) - apparirà solo sugli spigoli del modello, ovvero le zone rilevate dallo shader Curvature.



Come potete immaginare, non tutti gli oggetti 3D permettono di sfruttare al massimo il potenziale di questo shader, è necessario avere qualcosa di spigoloso, che abbia una forma molto complessa, come quelli usati per le immagini di questo tutorial.

Se vi interessa, le due shader ball che avete visto nelle immagini qui sopra sono scaricabili gratuitamente da questi due link: https://www.artstation.com/artwork/XZWeY - https://gumroad.com/richnosworthy

Come ottenere un metallo con bordi rovinati

Passando alla pratica, di seguito trovate tutti i passaggi per ottenere il materiale che vedete nella figura qui sotto. Una volta afferrati i princìpi di base potrete ottenere facilmente qualunque variante.

Il risultato finale della tecnica illustrata in questo tutorial.

Per prima cosa dovrete creare i due materiali indipendenti che saranno visibili uno su tutto l'oggetto e uno solo sugli spigoli.



Per il materiale principale (un V-Ray Advanced Material) partite dalla scelta di un colore nel Diffuse Layer (in questo caso io ho scelto un giallo molto intenso, ma all’occorrenza si può usare anche una texture), e attivate lo Specular Layer, impostando la riflessione minima e quella massima come quelle di un materiale non metallico.

Se volete approfondire il funzionamento della riflessione nei materiali V-Ray leggete questo tutorial:
Pavimenti in legno con V-RAYforC4D: come ottenere il massimo

Le opzioni del Diffuse Layer di questo primo materiale.

Per arricchire un po’ l’effetto abbassate il Reflection Glossiness intorno allo 0.65 e inserite anche un’immagine nel campo texture legato al Glossiness, dosando la sua visibilità con Mix Strength, in questo modo otterrete un risultato meno uniforme e pulito.

Le opzioni dello Specular Layer di questo primo materiale.

Questo è il risultato.



Il secondo materiale (di nuovo un V-Ray Advanced Material) sarà un metallo semplice, quindi con Diffuse Layer nero, Specular Layer attivo, riflessione metallica e Reflection Glossiness intorno allo 0.9. Come vedete, anche in questo caso ho arricchito l'effetto del Glossiness con un'immagine, e ho anche aggiunto un pizzico di Bump.

Il Diffuse Layer del secondo materiale, un metallo.

Lo Specular Layer del materiale metallico.

Le opzioni del Bump del materiale metallico.

Questo è il risultato del render del secondo materiale.



In questo secondo materiale va inserito lo shader Curvature, per la precisione nel Material Weight, ossia il canale che gestisce la trasparenza del materiale. Per inserire un Curvature nello slot Color Map dovrete per prima cosa cliccare sul triangolino accanto allo slot e andare su V-Ray Bridge > V-Ray PowerShaders.

Il percorso per raggiungere lo shader V-Ray PowerShaders.

Vedrete comparire il logo di V-Ray come anteprima dello shader.

Una volta inserito in uno slot Texture, il V-Ray PowerShader appare in questo modo.

Cliccando sul logo potete entrare nel pannello di modifica dello shader, in cui dovrete usare il menu a tendina V-Ray Shader per scegliere il tipo di shader che desiderate. Il Curvature si trova in Effects > Curvature.

Il menu a tendina V-Ray Shader e il percorso per raggiungere lo shader Curvature.

Per iniziare ho impostato le opzioni dello shader in questo modo.

Le opzioni evidenziate in questa figura sono quelle che ho modificato.

Nello slot Sample spread ho inserito un'immagine di sporco schiarita da uno shader "Colore" bianco visibile al 20%.

Il mix tra l'immagine di sporco e il colore bianco al 20% di opacità ottenuto con uno shader Livello.

Come avete visto nelle prime immagini, il Curvature evidenzia in bianco gli spigoli dell'oggetto e in nero tutto il resto. Se inserita nel Material Weight, una qualunque texture in bianco e nero controllerà la visibilità dell'oggetto a cui è applicato quel materiale, nascondendo completamente le parti bianche e lasciando visibili le parti nere (tutte le sfumature di grigio diventano gradi di trasparenza).

Per questo motivo, per isolare il metallo solo negli spigoli, nel Material Weight andrà spuntata l'opzione Invert.

L'opzione Invert contenuta nel Material Weight da attivare per ottenere il risultato corretto.

Ora non resta che applicare i due materiali all'oggetto, prima quello principale (giallo), e poi il metallo "scontornato" dal curvature. Entrambi devono essere applicati all'oggetto, nella proiezione che preferite (io in queste immagini sto usando la Cubica) ma il secondo deve avere, nel pannello di controllo del tag Texture, l'opzione Mixa Texture attiva.

I due materiali applicati all'oggetto e la posizione dell'opzione Mixa Texture nel tag del secondo materiale.

Applicato con l’opzione Mixa Texture attiva, questo metallo verrà sovrapposto al materiale principale, che continuerà a fare da “riempimento” per il resto del modello.

Il risultato finale.

A cosa serve la funzione Mixa Texture

L’opzione Mixa Texture si trova tra le opzioni del tag Texture. Finché rimane disattivata, ogni materiale applicato all’oggetto sostituirà il precedente, anche se quest’ultimo rimane applicato. Dal momento in cui viene attivata, fa dialogare quel materiale con quello già applicato in precedenza sullo stesso oggetto.

Ovviamente ha senso attivarla solo se il secondo materiale ha qualche sorta di trasparenza (quindi se ha un contenuto nella Color Map del Material Weight), che permetterebbe di vedere il materiale precedente nelle zone trasparenti.

Qui vedete qualche esempio di effetto che si può ottenere mescolando due materiali su un oggetto con la funzione Mixa Texture.

Esempi di materiali ottenuti per somma di due o più materiali con l'opzione Mixa Texture e con l'aiuto di immagini in B/N.

Come personalizzare l’effetto del Curvature

Questo cubo ha un lato di 2 metri. Il curvature è molto sensibile alla dimensione del modello e alla sua topologia quindi il primo test potrebbe non essere come vi aspettate. Con questi 3 parametri si può regolare per avvicinarlo alle proprie esigenze: Trace Distance / Scale / Out Color Max.

Out Color Max controlla la densità con cui viene evidenziata la curvatura, in altre parole regola la trasparenza del materiale visibile sugli spigoli. Se non ottenete il risultato che vi aspettate al primo colpo, questo è il primo parametro con cui vi consiglio di giocare (anche aumentandolo a valori esagerati come 100).

Usate Out color max per rendere più "energico" l'effetto del Curvature.

Scale gestisce l'estensione dell'effetto. Con valori bassi verrà evidenziata solo la punta degli spigoli, con valori alti la curvatura si estende all’interno delle superfici percorrendo una distanza maggiore.

Modificate Scale per ingrandire o ridurre la traccia della curvatura.

Trace Distance gestisce la morbidezza della sfumatura partendo dallo spigolo. Con valori bassi la traccia della curvatura sarà più netta e concentrata, mentre con valori alti sarà più sfumata e morbida.

Con Trace distance potete rendere l'effetto più morbido o più lineare.

Per rendere la traccia delle curvature meno uniforme, è possibile inserire una texture nel campo Sample spread. La texture potrebbe ridurre la visibilità della curvatura ma per recuperarla basterà aumentare Trace Distance, Scale e Out Color Max.

La posizione dello slot Sample spread in cui inserire l'immagine in bianco e nero.

L'effetto del Curvature arricchito da una immagine di sporco in bianco e nero.

Se qualcosa non vi funziona, ricordate sempre che il risultato finale è un gioco di squadra tra forma del modello, luce che lo illumina, colori, texture, opzioni all’interno dei materiali, e parametri dello shader Curvature.



Da questo link potete scaricare il file con modello 3D, materiali, texture, luci e render settings.

Curvature shader example - Free Download