Corona Renderer 7 per Cinema 4D: come funziona il Physical Material

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La release 7 di Corona Renderer per Cinema 4D, disponibile dal 4 agosto 2021, ha introdotto piccole e grandi novità rispetto alle versioni precedenti, portando con sé molti miglioramenti e qualche cambiamento.

Oltre a un importante incremento di velocità nel rendering e ai vari aggiornamenti agli strumenti già esistenti, una delle novità più importanti è senza dubbio l’introduzione del nuovo Corona Physical Material, che - se usato nel modo giusto - permette di raggiungere un realismo senza precedenti.



Se siete abituati ad usare il materiale “classico” di Corona (che a partire da questa versione è stato ribattezzato in Legacy Material) e avete una buona confidenza con le impostazioni contenute nei layer Diffuse, Bump, Reflection e Refraction, potreste avere qualche difficoltà nel capire come funziona un Physical Material, soprattutto perché il suo pannello di controllo è organizzato in modo differente e i vari effetti (colore, riflessione, bump) si gestiscono in modo leggermente diverso.

In questo post troverete tutte le informazioni utili a capire come ottenere il massimo dal nuovo Corona Physical Material, qualche info aggiuntiva sulle novità più interessanti introdotte nella versione 7 di Corona Renderer per Cinema 4D e tanto altro.



Corona Physical Material: General e Base layer

Un Physical Material può essere creato dal menu della finestra dei materiali, esattamente come tutti gli altri materiali di Corona. Come vedete da questa immagine, il materiale classico di Corona è stato rinominato in Legacy Material ed è ancora possibile utilizzarlo senza alcuna limitazione.



Entrando nella modifica del Physical Material la prima cosa che noterete è l’assenza dei vecchi layer come Diffuse, Bump e Reflection e la presenza di nuovi layer come Base layer, Thin absorption, Clearcoat layer, Sheen layer e SSS. Alcuni dei vecchi layer sono disabilitati (come Translucency e Volumetrics) perché si abilitano solo se si attivano alcune opzioni specifiche.



I primi due layer (General e Base layer) sono fissi, non hanno la casella di spunta perché non possono essere accesi o spenti. Nel layer General incontrate le prime due novità sostanziali:

1. la possibilità di scegliere da una lista di 35 preset, che funzionano abbastanza bene ma che personalmente vi consiglio di considerare più che altro degli esempi di come si sviluppano i materiali più popolari come metalli, vetri, plastiche e tessuti;



2. l’opzione Metalness, con cui scegliere se il materiale che state per creare apparterrà alla categoria dei metalli o a quella dei non-metalli.



Tralascio per un attimo la casella di spunta Thin shell (no inside) di cui vi parlerò più avanti.



Metalness

Tutti i materiali sono classificabili in due famiglie principali: metalli e non-metalli (conduttori o dielettrici).



La differenza principale sta nella riflessione della luce, che nel caso dei non-metalli non supera un certo valore di intensità (l’IOR può variare da un minimo di 1 a un massimo di 3) mentre nei metalli è molto più alta (nel Physical Material non è possibile modificare l’IOR di un metallo perché viene gestita automaticamente dal software; nel Legacy Material per avere una riflessione metallica è necessario aumentare l’IOR della riflessione a valori come 10/20).




Ovviamente esistono anche situazioni in cui è necessario creare materiali che sulla loro superficie hanno aree metalliche e aree non metalliche, ad esempio un legno con dei chiodi o una pelle con borchie o cerniere o bottoni di metallo, o un tessuto con ricami dorati (come quello qui sotto).




In quei casi si può usare lo slot texture presente nel Metalness che permette proprio di creare materiali ibridi. Le aree bianche sulla texture verranno raffigurate nel render con una riflessione metallica, quelle nere con una riflessione non metallica.



Non dovete preoccuparvi troppo di come funziona l’inserimento di una texture in Metalness. Come vedrete più avanti in questo post, Cinema 4D offre da sempre la possibilità di sovrapporre due o più materiali su un oggetto permettendovi di creare i materiali singolarmente e di metterli uno sull’altro utilizzando una semplice maschera nel layer Opacity.


Se lasciate l’opzione Metalness su Non-metal, il Physical Material di partenza è apparentemente identico ad un Legacy Material di partenza, ma in realtà non lo è. Questo perché il Physical Material nasce con la riflessione attiva con un IOR di 1.5 (corrispondente alla riflessione tipica del vetro) e con l’opzione Roughness al 75%.





Roughness VS Glossiness

Il Roughness è l’opzione con cui potete controllare, con un valore che va da 0% a 100%, la lucidità della riflessione della luce (quello che nel Legacy Material potete fare con il Glossiness).

Il termine “roughness” si può tradurre come asperità, rugosità, ruvidità (il contrario di “glossiness”, ovvero levigatezza). Ecco perché più è alta la percentuale che si inserisce in questa opzione e meno la riflessione sarà nitida e cristallina.



Roughness e Glossiness controllano esattamente lo stesso effetto ma in modo opposto:

- nel Legacy Material più è ALTO il Glossiness e più è lucida la riflessione e viceversa (Glossiness = 100% significa massima lucidità; Glossiness = 0% significa lucidità al minimo);

- nel Physical Material più è BASSO il Roughness e più è lucida la riflessione (Roughness = 0% significa lucidità al massimo; Roughness 100% significa lucidità al minimo).



In altre parole, la lucidità della riflessione che si ottiene con un Glossiness al 75% in un Legacy Material si ottiene con un Roughness del 25% in un Physical Material.



Roughness map VS Gossiness map

Imparare ad usare il Roughness al posto del Glossiness è solo una questione di abitudine. Il vero problema sta nell’utilizzo delle texture. Se come me avete una libreria di mappe di Glossiness che utilizzate da anni, per continuare ad usarle come mappe di Roughness andrebbero tutte invertite.

Se si inserisce una texture nel Glossiness, la parti più chiare sull’immagine verranno raffigurate con Glossiness più alto, quindi più lucide e pulite, mentre quelle più scure verranno raffigurate con Glossiness più basso, quindi più sporche e graffiate.

Se però si usa la stessa texture nel Roughness l’effetto è l’opposto, quindi la parti più chiare verranno raffigurate con Roughness più alto, quindi più sporche e graffiate, mentre quelle più scure verranno raffigurate con Roughness più basso, quindi più lucide e pulite.

Per questo una mappa di Glossiness non può essere utilizzata come mappa di Roughness senza invertire i suoi colori e ritoccare i suoi contrasti.



Per fortuna è ancora possibile scegliere se utilizzare il Roughness o il Glossiness: basta andare nel layer Advanced e modificare l’opzione del menu a tendina Roughness mode. Se volete continuare ad utilizzare le vostre mappe di Glossiness, o se volete continuare a gestire la lucidità della riflessione attraverso il Glossiness dovrete semplicemente selezionare l’opzione Glossiness.



In entrambi i casi il valore di default sarà 75%, quindi l’aspetto della riflessione di partenza cambierà in base a come avrete posizionato il Roughness mode.



Sia Roughness che Glossiness sono ora controllabili in percentuale (0%-100%), e non più da 0 a 1, come invece succedeva nelle versioni precedenti. Se preferite continuare a gestire questo aspetto della riflessione con il Glossiness, per ottenere un Glossiness di 0.8 dovrete inserire 80%, per un Glossiness a 0.65 dovrete inserire 65% e così via.

Perché utilizzare il Roughness? Perché in quasi tutti i programmi di rendering la lucidità della riflessione viene gestita dal Roughness e non più dal Glossiness, e di conseguenza le texture che si trovano su internet sono sempre più spesso pensate e create come mappe di Roughness e non di Glossiness. Una volta che vi sarete abituati a governare questo effetto con il Roughness avrete la possibilità di utilizzare anche le texture create da utenti di altri software e farete meno fatica a orientarvi nelle opzioni di un qualsiasi altro motore di rendering.




Come funziona la riflessione nel Corona Physical Material

Ritornando alla configurazione di default del Physical Material, in molti casi sarà necessario disattivare la riflessione, ad esempio nei tessuti e in altri materiali in cui non è indispensabile. Dato che il layer Reflection non esiste più, per “spegnere” la riflessione, dovrete entrare nel Base layer e portare l’IOR a 1, che equivale ad avere un materiale completamente privo di riflessione.



Il Base layer è un nuovo layer in cui sono state raccolte tutte le opzioni essenziali del materiale, che prima erano sparse in diversi canali. Nella parte superiore trovate le opzioni che nel Legacy Material sono contenute nel Diffuse layer (Color, Texture, Mix mode, Mix strength). Subito dopo queste opzioni trovate il Roughness e l’IOR (che nel Legacy Material sono nel Reflection layer).



Nei materiali non-metallici, l’IOR funziona sempre allo stesso modo, ma può essere modificato solo su una scala che va da un minimo di 1 a un massimo di 3. Se invece si sceglie di partire da un materiale metallico, allora la modifica dell’IOR verrà disabilitata.



Perché non si può più modificare l’IOR nei metalli? Per quanto semplice e intuitivo, il Legacy Material non pone nessun limite alle impostazioni e per questo è facile incappare in risultati non fisicamente corretti, quindi poco realistici. Il Physical Material invece non permette combinazioni di parametri impossibili nel mondo reale, per cui vi “costringe” a muovervi su un binario che porta a risultati più fisicamente corretti, quindi più realistici.




Bump

Il Bump è un effetto che permette di simulare le complessità del rilievo di una superficie senza doverle modellare in 3d. Indispensabile per mattoni, intonaco grezzo, tessuti e pietre, può essere usato su qualunque materiale per evitare che nel render appaia troppo liscio, piatto, e quindi poco interessante.



Nel Physical Material il Bump non ha più un layer dedicato, è incorporato nel Base layer, si può attivare e disattivare dalla casella di spunta Enable ed è controllabile non più con l’opzione Strength ma semplicemente modificando Value.



A differenza di Strength, il Value parte da un valore predefinito di 100% (che può essere anche superato in caso di necessità) e non più di 10% come succede nel Legacy Material; questo significa che una volta inserita l’immagine nel vano texture del Bump l’effetto iniziale sarà più evidente rispetto a come sarebbe in un Legacy Material.



Come sempre, nel Bump si può usare un’immagine in bianco e nero o una Normal map.



Nel caso in cui si sceglie di usare una Normal map, l’immagine va inserita in un uno shader Normal (tra gli shader esclusivi di Corona).





Che differenza c’è tra mettere nel Bump un’immagine in bianco e nero e una Normal map?

Una Bump map (in bianco e nero) e una Normal map (a colori) hanno essenzialmente la stessa funzione: rendere una superficie più interessante, facendo apparire dettagli e ruvidità senza doverli necessariamente modellare. La differenza è che le Normal map contengono più informazioni sull’orientamento delle sporgenze del rilievo e quindi restituiscono un risultato più accurato di quanto possa fare un’immagine in bianco e nero.



Se si inserisce un’immagine in bianco e nero nel Bump, le aree dell’immagine raffigurate in bianco sembreranno fuoriuscire dalla superficie, mentre le parti nere sembreranno affondare nella superficie. Nelle aree in grigio al 50% non verrà simulato nessun rilievo o rientranza.

Con un’immagine in bianco e nero però il rilievo può emergere o sprofondare nella superficie 3d muovendosi solo in direzione ortogonale alla superficie. In parole povere: il bianco va “su”, il nero va “giù”.

Una Normal map contiene al suo interno un mix di 3 colori: rosso, verde e blu. Oltre ad essere i colori delle 3 microscopiche lampadine di cui è composto un pixel, questi 3 colori sono anche quelli utilizzati in tutti i programmi di grafica 3d per indicare i 3 assi dello spazio: x (rosso), y (verde), z (blu). Usando una Normal map l’effetto sarà potenzialmente migliore, perché le sporgenze simulate daranno l’illusione di muoversi in direzioni anche non perpendicolari alla superficie.



A differenza del Bump in bianco e nero, questi tipi di texture sono difficili da creare in autonomia con Photoshop partendo dalla texture originale, infatti nella maggior parte dei casi vengono generate da una mesh 3d dettagliata che viene raffigurata dall’alto e rappresentata con questi colori dal motore di render.

Dato che si tratta sempre di un’illusione, perché il modello 3d non viene modificato fisicamente, il Bump (sia con immagini in bianco e nero che con Normal map) è adatto solo per rilievi molto leggeri.

Se avete bisogno di una sporgenza di diversi centimetri, che proietti anche un’ombra a terra realistica allora opterete per il Displacement, che invece modifica fisicamente la forma del modello 3d, aumentandone anche la risoluzione poligonale, e per questo è più adatto per pietre e mattoni (ve ne parlo meglio più avanti).






Translucency (Erba e Plexigalss)

Il layer Translucency è utilizzabile solo con i materiali non-metallici, e per farlo è necessario abilitare l’opzione Thin shell (no inside) dal layer General, altrimenti tutte le opzioni della traslucenza non saranno accessibili.

La traslucenza è fondamentale quando si sviluppano materiali come foglie, erba, alcuni tessuti, ma anche plastica e plexiglass. Il prato che vedete in queste immagini è stato creato con gli strumenti di Hair ed è illuminato da un Corona Sun molto basso e molto morbido, e da un Corona Sky.




Il materiale è un Physical Material (Non-metal) con una texture nel Base layer (scaricata da Textures.com e oscurata leggermente con un Filtro) e una riflessione molto sfumata (IOR = 1.5, Roughness = 50%).



Dopo aver attivato l’opzione Thin shell (nel layer General) ho potuto attivare anche Translucency e inserire al suo interno una variante più luminosa e saturata della stessa texture del Base layer, ottenuta sempre mettendo la texture originale in un Filtro.



Un’altra differenza tra il Physical Material e il Legacy Material è il valore di default di Fraction, l’opzione principale della traslucenza, che nel Physical Material nasce con un valore di 100% anziché 50% del Legacy Material. Nel caso dell’erba, Fraction è a 65%.

Se vi interessa approfondire l’argomento erba, foglie e vegetazione vi consiglio di leggere questo post di Bartosz Domiczek & Artur Tamiola: https://thecommonpoint.com/blog_greenery.
Se ancora non lo conoscete vi consiglio caldamente di mettere questo blog nella vostra lista dei preferiti.


Per il Plexiglass semitrasparente che vedete in queste immagini sono partito da un Physical Material, ho scelto un colore rosso nel Base layer (H = 0°, S = 75%, V = 65%) modificato Roughness a 5% e lasciato IOR a 1.5. In Translucency ho riportato lo stesso colore del Base layer, un po’ più luminoso (H = 0°, S = 75%, V = 95%) e impostato Fraction a 75%.



Il layer Translucency fa apparire la shader ball di un colore più brillante nelle parti in cui viene attraversata dalla luce, senza però renderla trasparente, e questo aumenta notevolmente il realismo.



Vetri (Refraction e Volumetrics)

Il layer Refraction è forse quello che ha subito più cambiamenti, infatti non contiene più le opzioni Color, IOR e Glossiness.



L’IOR e il Glossiness della rifrazione infatti sono unificati con quelli che controllano la riflessione (modificabili dal Base layer) e il Colore della rifrazione andrà gestito dal layer Volumetrics. Questo significa che il colore di un oggetto di vetro avrà sempre un’intensità diversa in base alle variazioni di spessore dell’oggetto, come succede nella realtà.

Per creare un vetro “base” partite da un Physical Material (non-metallico), portate il Roughness a 0 o quasi (per avere una riflessione abbastanza lucida) e attivate Refraction.

Per dare un leggero colore al vetro, attivate Volumetrics, scegliete un colore in Absorption color (con una saturazione non troppo alta) e modificate Distance scegliendo un valore in centimetri che corrisponderà allo spessore oltre il quale il vetro inizierà ad apparire colorato.




Per un vetro satinato, partite da un vetro base e modificate il Roughness nel Base layer a vostro piacimento.



Potete anche controllare il Roughness attraverso una texture, tenendo presente che dove la texture è nera il vetro sarà perfettamente trasparente e viceversa.





Acqua e Caustiche

Le impostazioni del vetro colorato sono molto simili a quelle dell’acqua. Si parte da un Physical Material (non-metallico), si porta il Roughness a 0 o quasi (per avere una riflessione lucida) e si attiva Refraction. L’acqua richiede un’IOR di 1.333 nel Base layer. Attivando Volumetrics, scegliendo un colore verde-azzurro e modificando Distance a 20/25 cm si ottiene una colorazione di base abbastanza realistica (da ritoccare in base alle proprie esigenze).





Ricordate che specialmente se state creando un’immagine come questa, sarà indispensabile attivare Caustics (la prima casella di spunta si trova nel layer Refraction; la seconda nei settaggi di render di Corona, nella scheda Performance Settings).





Metalli base e colorati

Per un metallo di base da cui ottenere oro, rame, bronzo, acciaio, etc. partite da un Physical Material, stavolta scegliendo Metal nel Metalness mode (nel layer General). Nel Base layer portate il Roughness al valore che preferite: se volete un metallo più lucido e cromato scenderete verso lo 0% e viceversa.



Nel Roughness è anche possibile inserire un’immagine in bianco e nero, con cui potete creare degli effetti come questi.



Diversamente da come succede in molti altri parametri, il valore in percentuale del Roughness rimane attivo anche dopo aver inserito una texture. Spostando il cursore verso lo 0% la riflessione ritornerà ad essere pulita e lucida. Spostandolo verso il 100% la mappa di Roughness tornerà gradualmente a fare il suo lavoro sulla riflessione. In questo modo è possibile “dosare” l’effetto della mappa di Roughness a proprio gusto.



I passaggi per sviluppare un metallo colorato (oro, rame, bronzo…) nel Physical Material sono leggermente diversi dal Legacy Material: nel Legacy Material si parte da un Diffuse layer nero, si alza l’IOR a valori come 10/15, per poi ottenere un metallo colorato modificando il colore della riflessione (Reflection color).

Nel Physical Material invece, dopo aver scelto Metal nel Metalness mode, l’IOR non sarà modificabile ma verrà automaticamente portato a valori tali da replicare la riflessione di un metallo.



Il Roughness ha un valore di default del 75%, quindi se volete un metallo cromato dovrete abbassare la percentuale a 5/10%. Il colore del metallo sarà governabile dal Base layer. Ad esempio modificando il colore in questo modo: H = 35°, S = 40%, V = 75%, si ottiene un oro; con questi valori: H = 18°, S = 32%, V = 85%, si ottiene un rame.



Ovviamente a partire da questi valori dovrete fare piccoli aggiustamenti al Base color in base al risultato che volete ottenere e anche in base ai colori degli elementi che circondano quell’oggetto metallico, che potrebbero influenzare in modo sostanziale il colore del metallo.



Edge color

Edge color è una nuova opzione disponibile solo nel Physical Material, e permette di variare il colore della riflessione solo nei punti in cui l’oggetto è raffigurato di profilo, di taglio. Può essere usata per rendere più ricco e interessante il colore generale del metallo.



Il parametro Level controlla la potenza di questo effetto, ed è consigliabile lasciarlo a valori bassi come 1 o 2 al massimo.





Ruggine (Opacity)

Per un metallo arrugginito potete applicare all’oggetto due materiali: il primo sarà il metallo (personalizzato come preferite), il secondo sarà la ruggine.





Per la ruggine ho creato un Physical Material (metallico), modificato il colore del Base layer in questo modo: H = 15°, S = 50%, V = 75%, e il Roughness a 50%. Sempre nel Base layer ho attivato il Bump e inserito un’immagine in bianco e nero per simulare la granulosità della ruggine, lasciando l’opzione Value a 100%.



La stessa immagine (una variante più luminosa, ottenuta mettendo l’immagine originale in un Filtro e aumentando il Gamma a 2.3) l’ho inserita anche in Opacity, il layer che controlla la trasparenza del materiale. In questo modo il materiale diventerà trasparente nelle aree in cui l’immagine è nera e rimarrà visibile al 100% solo nelle aree bianche.



Questa operazione di sovrapposizione e mix di più materiali può essere fatta infinite volte (vuol dire che potete sovrapporre infiniti materiali uno sull’altro) e può tornarvi utile in molti casi, non solo nei metalli arrugginiti. Dato che ogni materiale avrà un suo tag, la proiezione e la scala dei materiali sommati sull’oggetto possono essere gestite indipendentemente tra loro, cosa molto comoda se si desidera ad esempio ingrandire la scala della ruggine senza intervenire sulla scala del metallo. Questo è uno dei motivi per cui preferisco questa tecnica all’uso del Layered Material.




Clearcoat layer (car paint)

Un’altra novità interessante è l’introduzione del Clearcoat layer, che permette di sviluppare materiali con due livelli di riflessione, particolarmente adatti per metalli e car paint, ma utilizzabile anche su altri materiali.



Per ottenere un materiale come questo partite da un Physical Material (metallico) e per prima cosa inserite nel Base layer un Fresnel con questi colori: - nodo di dx: H = 345°, S = 85%, V = 70%; - nodo di sx: H = 345°, S = 80%, V = 25%. Modificate il Roughness a 45% e l’Edge color con questi valori: H = 200°, S = 65%, V = 90%.



A questo punto attivate il Clearcoat layer con un IOR a 2, Roughness a 15%, Absorption con questi valori: H = 0°, S = 0%, V = 90%.



Questo sarà il risultato.





Metal flakes

Le vernici metallizzate che si usano per le carrozzerie delle auto contengono al loro interno delle microscopiche scaglie di metallo (“metal flakes”) che una volta stese sulla superficie riflettono la luce in direzioni diverse creando un effetto scintillante.



Per riprodurre i flakes di una vernice metallizzata è sufficiente attivare il Bump e inserire al suo interno una Normal map come questa.





Ovviamente per fare in modo che i flakes appaiano molto piccoli e ravvicinati tra loro bisognerà assegnare alla texture la proiezione e la scala giusta usando i controlli presenti nelle opzioni del Tag Materiale.



In questo caso la shader ball che sto usando ha una mappatura UVW incorporata, per cui la proiezione che ho scelto è Mappatura UVW. Per ridurre la scala della texture ho modificato Ripeti U e Ripeti V a 25.

Per evitare che si vedessero troppo le ripetizioni di questa texture, l’ho inserita in un UVW Randomizer, e ho modificato la casualità della rotazione delle ripetizioni a 360°. questo vuol dire che ogni volta che la texture deve ripetersi per coprire la superficie dell’oggetto la ripetizione verrà ruotata con un angolo casuale da 0° a 360°.



Mettendo il Fresnel del Base layer in un Filtro e modificando la Tonalità originale posso ottenere vernici di colori diversi.





Sheen e Tessuti

Il layer Sheen è un’altra novità del Physical Material. Essenziale per ottenere la lucentezza tipica dei tessuti come velluto e seta, ma indispensabile anche su stoffe più comuni.





Velluto

Per creare un velluto rosso semplice sfruttando lo Sheen layer sono partito da un Physical Material (Non-metal), ho inserito nel Base layer uno shader Colore (H = 357°, S = 83%, V = 26%) e ho portato l’IOR a 1 per disattivare completamente la riflessione.

Una volta messo il Colore in un Livello ho sovrapposto su di esso un’immagine in bianco e nero che raffigura una trama, una tessitura di fili, per rendere meno uniforme e monocromatico l’effetto finale e dare alla superficie del tessuto una struttura più realistica. L’immagine ha la modalità di fusione impostata su Sovrapponi (Overlay se avete la versione inglese).





Modalità di fusione

Se siete dei principianti, come ero io tanto tempo fa, e avete ancora le idee confuse su come funzionino le modalità di fusione presenti sia in Cinema 4D che in Photoshop (Moltiplica/Multiplo, Scherma/Scolora, e Sovrapponi), questa immagine potrebbe aiutarvi a capirci qualcosa in più.



Se un’immagine in bianco e nero viene sovrapposta in modalità Multiplo/Moltiplica (Multiply) su una a colori, dell’immagine in bianco e nero sopravviverà solo il nero, mentre le parti bianche diventeranno trasparenti, mostrando l’immagine sottostante. In altre parole, l’opacità dell’immagine in bianco e nero viene controllata dalla sua oscurità: nelle parti scure rimane visibile (coprendo quella sottostante), in quelle chiare diventa trasparente.

Viceversa, se un’immagine in bianco e nero viene sovrapposta in modalità Schermo/Scolora (Screen) su una a colori, dell’immagine in bianco e nero sopravviverà solo il bianco, mentre le parti nere diventeranno trasparenti, mostrando l’immagine sottostante. In altre parole, l’opacità dell’immagine in bianco e nero viene controllata dalla sua luminosità: nelle parti chiare rimane visibile (coprendo quella sottostante), in quelle scure diventa trasparente.

La modalità Sovrapponi (Overlay) è una via di mezzo tra le prime due: con questa modalità, l’immagine a colori rimane sempre visibile e mai coperta del tutto, e dell’immagine in bianco e nero:

- il grigio al 50% diventa completamente trasparente;
- il nero altera i colori dell’immagine sottostante rendendoli più scuri e intensi;
- il bianco rende i colori dell’immagine sottostante più luminosi e brillanti.


Infine ho attivato lo Sheen layer e ho inserito al suo interno questo colore: H = 343°, S = 87%, V = 95%.



Lo Sheen fa apparire il tessuto di un colore diverso nelle parti in cui l’oggetto 3d è raffigurato di profilo, di taglio. Il modo migliore di usarlo consiste nello scegliere un colore simile a quello scelto nel Base layer ma più luminoso. I valori di tonalità (H) e saturazione (S) dei due colori come vedete sono più o meno gli stessi mentre la luminosità (V) è molto più alta:

Base layer color: H = 357°, S = 83%, V = 26%
Sheen layer color: H = 343°, S = 87%, V = 95%

Anche lo Sheen layer possiede un Roughness con cui si può controllare l’estensione dell’effetto. Con valori bassi lo Sheen sarà una lama sottile visibile solo quando la superficie dell’oggetto è molto di taglio, quasi parallela allo sguardo. Con valori più alti lo Sheen viene spalmato in modo più morbido anche nelle parti frontali dell’oggetto. Nel mio caso ho scelto 50%.

Lo Sheen può essere controllato anche attraverso un’immagine, ed è proprio con un’immagine che si ottengono i risultati più interessanti.



Con questa texture ad esempio, il tessuto cambia colore solo nelle parti che sull’immagine sono raffigurate in bianco, simulando lo scorrimento di una mano sul velluto.



Per una stoffa semplice, utilizzo una texture nel Base Layer e attivo lo Sheen layer seguendo gli stessi princìpi di prima. Se la stoffa è grigia, lo Sheen sarà bianco. Se ho bisogno di un tessuto più spugnoso o usurato, con un po’ di pelucchi o lanugine, attivo il Bump e inserisco un’immagine in bianco e nero, aggiustando Value in base a quanto voglio che le sporgenze siano visibili e pronunciate.





Seta e raso



Per creare questo tessuto sono partito da un Physical Material e per prima cosa ho portato l’IOR a 1, per non avere riflessione. Fatto questo ho inserito uno shader Colore (HSV = 229°, 69%, 74%) nel Base layer a cui ho sovrapposto un Frensel con 5 nodi in bianco e nero (fusione: Moltiplica), per fare in modo che in base all’angolazione da cui venisse osservato il tessuto avesse molte variazioni di colore e un effetto “metallizzato” (ma in realtà è un materiale non-metallico).



Per le pieghe più piccole ho usato una Normal map nel Bump (inserita a sua volta in uno shader Normal di Corona) e ho modificato il Value del Bump a 50%.



Infine ho attivato lo Sheen layer e ho inserito al suo interno lo stesso Colore (HSV = 229°, 69%, 74%) portando il Roughness a 85%.



Per poter cambiare colore più rapidamente a questo tessuto, ho collegato il colore del Base layer allo Sheen layer attraverso il Node Material Editor di Corona. In questo modo lo shader Colore che controlla la tonalità complessiva del tessuto è uno solo, e modificandolo nel Base cambierà anche nello Sheen.





Che differenza c’è tra un materiale a nodi e uno “normale”? È vero che usando i nodi i materiali vengono meglio?

Sviluppando i materiali di Corona usando l’editor a nodi, gli shader che si hanno a disposizione per costruire il materiale sono esattamente gli stessi, per cui nel render un materiale a Nodi non è migliore di uno creato con il metodo classico.

La differenza è che usando il Node Material Editor si possono creare materiali che hanno shader o texture “condivisi”. Ad esempio una texture può essere nel Base layer di un materiale e al tempo stesso nel Bump di un altro. Sostituendo quella texture, tutti i materiali o gli shader in cui è stata collegata cambieranno in un colpo solo.

Per fare un altro esempio, se un materiale contiene nei suoi layer delle varianti della stessa texture (ottenute modificando l’originale con un Filtro o sovrapponendo ad essa altri shader attraverso un Livello) modificando la texture originale automaticamente cambieranno anche le varianti.




Displacement

Le mappe di displacement, o Height map, sono delle immagini in cui sono raffigurate in bianco e nero delle superfici tridimensionali molto complesse da ottenere in 3d. Non si tratta di semplici conversioni in bianco e nero delle foto originariamente a colori: in una Height map, con il bianco e con il nero, sono rappresentati i livelli di sporgenza o profondità delle varie forme. Le parti più chiare hanno una sporgenza maggiore e viceversa.



Il Displacement di Corona Renderer 7 funziona meglio delle versioni precedenti ed è possibile vederlo anche nel render interattivo della viewport.

Per una lana pesante, basta una texture nel Base layer e la sua corrispondente Height map nel Displacement.



Dove trovo le Height map delle mie texture? Ormai tutti i siti come Textures.com o Poliigon offrono il download di tutte le texture che servono a riprodurre un materiale, non solo quella a colori per il Base layer (o Diffuse). Se le avete scaricate da un sito diverso da Textures.com, le lettere con cui sono nominate le varie immagini vi dicono dove inserirle nel materiale. Ad esempio se una texture si chiama "Brick_D.jpg" la D sta per Diffuse/Base layer; "Bricks_H.png": H sta per Height/Displacement; B sta per Bump; R o G potrebbero stare per Roughness o Glossiness (in questi casi, per inserirla nello slot giusto, dovrete osservare la texture e capire con quale criterio sono stati usati il bianco e il nero).


Il Displacement è molto utile anche per pavimentazioni o pareti in pietra e mattoni come queste. Le texture che ho usato per questi esempi sono scaricabili gratuitamente da https://www.rd-textures.com.



Nel Displacement vanno inserite immagini in bianco e nero, ed è importante assicurarsi che siano a 16 o a 32 bit. Questo perché, sebbene le immagini a 8 bit possano essere perfette se osservate in 2D, quando vengono utilizzate in 3D possono causare bande, “gradini”, o altri artefatti sulla mesh perché possiedono una quantità limitata di sfumature di grigio.



Le opzioni Min level e Max level, controllano rispettivamente la profondità massima e l’altezza massima che verranno raggiunte dalla mesh in corrispondenza delle aree nere o bianche presenti sulla texture inserita nel Displacement.





Tooltips

Sheen, Clearcoat, Edge color, Roughness… Con tutte queste nuove opzioni è facile sentirsi spaesati ogni tanto.

A partire da questa versione di Corona, all’interno del Physical Material trovate anche dei “tooltips”, ovvero delle caselle che contengono informazioni su come usare le nuove e vecchie opzioni del materiale. Leggere il contenuto di queste caselle è un ottimo modo per ricordare a cosa serve quell’opzione e come si controlla quando in quel momento avete un vuoto di memoria, e allo stesso tempo scoprire come funzionano le nuove opzioni, e avere dei suggerimenti per usarle nel modo migliore direttamente dagli sviluppatori di Corona.

Per farle apparire vi basta passare il mouse sui punti interrogativi che trovate nei vari layer.





Legno

Per un legno di base parto da un Physical Material (non metallico), inserisco una texture nel Base layer e modifico l’IOR tra 1.8/2. Di solito se sto creando un legno chiaro, preferisco dare al materiale una riflessione più morbida, quindi inserisco nel Roughness una percentuale più alta, intorno al 50% (nel Legacy Material avrei usato un Glossiness di circa 0.5 ovvero 50%); se viceversa sto sviluppando un legno più scuro, allora preferisco avere una riflessione più lucida per cui uso un Roughness più basso, intorno al 10/15%.





Bordi rovinati con Ambient Occlusion

Un effetto interessante sugli oggetti di legno si può ottenere sfruttando l’Ambient Occlusion di Corona per far apparire sui bordi dell’oggetto un leggero strato di sporco o una traccia di usura.



Per farlo ho creato i due materiali e li ho applicati entrambi alla shaderball che vedete nelle immagini. Al secondo materiale ho attivato il layer Opacity e ho inserito al suo interno l’AO di Corona.



Nel caso di sinistra i due materiali sono un legno chiaro e un materiale semplicemente nero per lo sporco sui bordi; nel caso di destra i due materiali sono un legno scuro e un legno più chiaro sui bordi.



Normalmente l’AO serve ad “annerire” gli spigoli interni di un oggetto, per cui quando la si usa come maschera tra due materiali, vanno innanzitutto scambiati i colori Occluded color e Unoccluded color.



Max distance è l’opzione con cui controllare la distanza di propagazione dell’Occluded color, in altre parole: lo spessore della linea colorata che apparirà sullo spigolo. In realtà l’opzione numerica non è il massimo perché non introduce nessuna variazione nel colore del bordo, è sempre meglio inserire un’immagine in bianco e nero in Max distance texture. In questo modo il bianco che apparirà sui bordi non sarà perfettamente uniforme ma un po’ “sporco”.



Aumentando Color spread intorno a 50% si può aumentare la visibilità del bianco, che inizialmente potrebbe risultare un po’ debole, e aumentando anche Ray Directionality a 50% circa, il colore si concentrerà meglio sulle curvature senza inoltrarsi troppo nelle superfici centrali e pianeggianti dell’oggetto.



Con il menu Calculate from si può scegliere se posizionare questo effetto solo sui bordi esterni (ovvero sulle convessità, le sporgenze), solo sui bordi interni (ossia le concavità, le rientranze) o su entrambi. Dato che inizialmente ho invertito Occluded e Unoccluded color, le opzioni fanno il contrario di quello che dicono: con Inside l’effetto apparirà solo sui bordi esterni e con Outside sui bordi interni.



Questo metodo può essere utile anche per materiali come questi, e non solo per il legno.





Corona Material Library

Se siete degli utenti abituali di Corona e lo conoscete già molto bene, date un’occhiata anche alla nuova Corona Material Library, una libreria di materiali predefiniti con decine di materiali pronti per essere applicati agli oggetti delle vostre scene, dal legno alla ceramica al vetro, ai metalli e tanto altro.



La trovate dal menu principale di Cinema 4D su Corona > Material Library.



Ovviamente una volta scelto il vostro materiale e trascinato dalla Library alla vostra scena, non aspettatevi miracoli dopo averlo scaraventato su un oggetto a caso. Per ottenere il massimo da quel materiale dovrete fare qualche aggiustamento alle sue impostazioni di partenza, scegliere la proiezione e la scala giusta, assicurarvi che ci sia una buona luce e una buona inquadratura che mettano in risalto le proprietà di quel materiale, sistemare bene le opzioni della camera (contrasto, esposizione, bilanciamento del bianco, saturazione).

Alcuni di essi sono eccellenti, altri forse un po’ pesanti nel render, altri un po’ complessi al loro interno quindi non proprio facilissimi da personalizzare. Io ne ho provati molti e posso dirvi che in generale sono tutti molto buoni.

Se volete una panoramica completa del lavoro svolto dagli sviluppatori su questa nuova versione, potete leggere con calma il post sul blog ufficiale di Corona Renderer: https://blog.corona-renderer.com/corona-renderer-7-for-cinema-4d-released/

5 commenti:

  1. Grazie e complimenti Angelo. Un'esposizione perfetta e molto chiara come sempre del nuovo materiale e delle sue enormi potenzialità. Ho capito anche finalmente i vantaggi dei tag muktimateriale.

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  2. Ciao Angelo,
    anche questo nuovo articolo è estremamente interessante e spiegato benissimo (come tutti gli altri del resto).
    Spesso mi rileggo la dispensa del bellissimo corso "One Day" che avete tenuto a Milano nel 2017 e mi aiuta a non arrugginirmi del tutto con C4D+Vray visto che purtroppo pratico un po' poco ultimamente :-)
    Complimenti a te e a tutto il team. Avanti tutta!
    Paolo

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  3. Grazie mille per questa spiegazione. Sempre molto professionale ed affidabile

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  4. L'articolo che mancava! Grazie mille Angelo come sempre per la chiarezze con cui affronti ogni argomenti...complimenti!

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  5. grazie angelo dell'articolo, sicuramente ci aprirai gli occhi anche con il nuovo vray5 non vedo l'ora.
    PS non farci aspettare molto

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