Cum de a crea textura PBR curs practic

Aceasta este o continuare a primului volum al cercetării teoretice, care este PBR. Aceasta (a doua), care este dedicată metode practice de a crea texturi PBR.

Lumina si materie

Recomandări practice pentru a crea texturi PBR

Fizic de redare corectă (PBR) poate fi văzută ca metodologie, și nu ca standard de dur. Sunt principiile și instrucțiunile sale, dar nu-l ia în considerare standardul corect. Astfel, pot exista diferențe în punerea sa în aplicare. Aceste diferențe pot fi de obicei găsite în tipurile de carduri utilizate în procesul de umbrire (materiale crearea) BRDF tratament (bidirecțional reflexie Funcția de distribuție (DFOS)) și modul în care valorile de date sunt responsabile pentru rugozitate / luciului pot fi realocate în cazuri individuale. Uneori, chiar și schimba numele de carduri, dar aceleași principii stau la baza utilizării PBR.

In acest tutorial vom discuta doua cea mai comună abordare este de a crea materiale:

1. pe baza de card metalicitate (Metall) și rugozitatea (rugozitatea) [această abordare va continua să solicite Metall / rugozitate], precum și
2. pe baza de cartografiere specular reflexie (speculară) și luciul (luciului) [această abordare va fi numit specular / lustru].

așa cum se arată în figura 01:

Instrumente de substanță PBR pentru a crea hărți care alcătuiesc programele SubstanceDesigner, SubstancePainter și Bitmap2Material 3 susține ambele abordări. Substanță PBR shader Metall / rugozitatea și a reflexiilor / luciului folosind așa-numitul Funcția BRDF GGX-specii, care nu utilizează remapare valorile rugozitate și lustru. Cu toate acestea, în cazul realocării de utilizator încă mai este necesar - poate fi ușor de pus în aplicare în materialele de substanță. În plus, shader personalizate sprijinit instrumente de fond, ceea ce înseamnă că puteți adapta instrumente substanță pentru toate conducte personalizate.

Foarte important, datorită prezenței de avantaje și dezavantaje în implementarea ambelor abordări descrise mai sus, este imposibil de a selecta numai orice abordare ideală. Ceea ce este cu adevărat important este înțelegerea principiilor de bază care stau la baza PBR - noțiuni și concepte în funcție de care a creat carte de PBR, mai degrabă decât procesul în sine. Workflows [denumit în continuare folosesc termenul englezesc flux de lucru / -s (ceea ce înseamnă încă o schemă logică sau o abordare) sau o transcriere aproximativă - Fluxuri de lucru / c) reprezintă aceleași date, dar aceste detalii sunt puse în aplicare în mod diferit.

Care este prebugetar?

Fizic de redare corectă (PBR) este o metodă de umbrire (umbrire) și redare la care a oferit o reprezentare mai exactă a modului de lumină interacționează cu suprafața. Aceste reprezentări pot fi atribuite fizic de redare corectă (PBR) sau sheydinu corectă fizic (PBS). În funcție de care aspect al discuției de flux de lucru, PBS, în general, specific pentru procesul de umbrire și PBR, tipice pentru redare și iluminat. Împreună, cei doi termeni descrie procesul de realizare a unui anumit obiectiv cu perspectivă corectă punct de vedere fizic.

Care sunt beneficiile PBR?

PBR considerate beneficii din punct de vedere artistic, și eficiența producției poate fi după cum urmează:

1. proces unificat pentru producerea de proprietăți realiste prin eliminarea diferențelor de atribute (proprietăți) suprafețe, de exemplu, într-o astfel de proprietate, cum ar fi specularity. Aceste discrepanțe pot fi evitate datorită metodologiilor generale și algoritmi pe baza formule exacte punct de vedere fizic.
2. Materialele vor apărea corect în toate condițiile de iluminare.
3. Asigură compatibilitatea fluxului de lucru pentru dezvoltarea de materiale între diferiți artiști.

Ce înseamnă pentru un artist?

Noi, ca artiști 3D trebuie să se gândească un pic diferit despre cărțile care descriu proprietățile suprafeței. Există noi tipuri de carduri cu regulile lor de creație și principiile care trebuie respectate.

Trebuie să respingem hărțile de noțiune și a reflexiilor de difuza redarea tradițională. Aceste carduri vor fi discutate doar ca un ocol, ca să spunem așa de apropiere a interacțiunii luminii cu materiale. Progresele în software și hardware de redare ne permite acum pentru a simula mai multă precizie fizica luminii.

În prebugetar, shadere oferă interpretarea fenomenelor fizice potrivit legii de conservare a energiei și BRDF, în timp ce, artiști crea hărți, ghidat de legile generale ale fizicii. Această abordare ne permite ca artiști, cele mai multe ori pentru a se dedica aspectele creative ale texturare. Este important, desigur, să adere la principiile generale și tipurile de bază de texturi. dar acest lucru nu înseamnă că ar trebui să ignorăm intuiția noastră a artistului. De fapt, din punct de vedere artistic, ceea ce dă cu adevărat natura materialului, astfel încât detaliile este proiectat cu atenție. Este important să nu meargă prea departe în fizica fenomenelor. Faptul că noi lucrăm într-un mediu fizic corect nu înseamnă că nu putem face o textură stil frumos sau material. De exemplu, modelul de reflecție orientat fizic Disney a fost dezvoltat într-o măsură mai mare pentru a rezolva provocările artistice, mai degrabă decât respectarea strictă a modelului fizic. Figurat vorbind, trebuie să știm și de a folosi în toate aceste principii, dar nu să fie ostatici lor.

Adecvat metall / rugozitate.

Adecvat metall / rugozitate definit de un set de canale care sunt transmise sub forma unor texturi din PBR-shaderului. Cardul principal la crearea de abordare materiale Metall / hărți rugozitate sunt:

• culoare de bază,
• metalicitate și
• rugozitate

așa cum se arată în Figura 02:

Vom discuta fiecare dintre aceste tipuri de carduri de mai jos. PBR-shadere folosi, de asemenea, harta ambientală ocluzia, harta normală, și chiar a înălțimii pentru cartografiere paralaxă, așa cum este prezentat în figura 03. Aceste tipuri de carduri sunt comune pentru ambele tipuri de materiale (vezi. De mai sus) și va fi discutată în „Card general pentru atât flux de lucru“.

La crearea Metall / rugozitatea materialului, valoarea reflexiei a materialului este dat o hartă a culorii de bază, și dielectricilor - reflectate, de asemenea, carte de culoare. Reflecția la incidență razantă modelului determinat-BRDF. carte metalicitate funcționează ca o mască și este utilizat pentru a discrimina (distinge) datele la suprafața metalică de date metaloid gasite pe textura culorii de bază.

Valorile F0 ale coeficientului Fresnel dielectrice (nemetalice) nu sunt determinate manual, această funcție ia shader. Când un astfel de Shader pete negre pe harta metalicitate, procesează zonele corespunzătoare în harta de culoare ca bază pentru dielectric și utilizează valoarea reflexiei de 4% (0,04 în spațiu liniar), așa cum este prezentat în figura 04. Așa cum sa discutat în prima parte , valoarea de 4% este considerată cea mai comună pentru materiale dielectrice. Foarte important, toate valorile, cum ar fi: dielectrici F0, reflexie, gama de luminozitate pentru albedo (așa-numita culoare a culorii pure dispersate sau difuze) sunt stabilite pe baza măsurătorilor reale. Luminozitatea celor două hărți din figura 04 sunt, de asemenea, în funcție de dimensiuni.

În primul volum am discutat despre conceptul de conservare a energiei, care a declarat că intensitatea luminii reflectate de suprafața nu va fi mai mare decât intensitatea luminii care cade pe suprafața. Din punctul de vedere al shader materialului de lucru ca și control în timp de economisire a energiei se realizează, așa cum este cazul cu shadere Substanță. Atunci când se apropie de legea Metall / rugozitate de conservare a energiei nu poate fi rupt. Echilibrul dintre difuzom (lumină reflectată) și o mască reflectorizant este controlată metalicitate. Acest lucru înseamnă că nu putem simula situația atunci când componenta de reflexie difuză și pot fi combinate pentru a reflecta / refracta mai multă lumină decât suprafața a primit inițial.

dielectrici F0 constant.

Instrumentation Substanță sau 4 pentru Unreal Engine materiale de rugozitate metall / face posibil controlul reflectivitatea sau luciul materialului prin modificarea valorii F0 constante (Fresnel coeficient de reflexie) pentru dielectricilor. Această valoare se numește „specularLevel“ în fond. Valorile constantelor F0 prezintă intervalul 0.0-0.08, așa cum este prezentat în Figura 05. Dacă sunteți în fond Designer pentru a seta manual F0 pentru dielectric, puteți face acest lucru folosind „specularLevel“ de ieșire, așa cum se arată în Figura 06. Noi detalii discuta valorile F0 pentru izolatori, când se discută specular abordare / lustru.

Culoarea de bază (RGB - sRGB).

Harta de culoare de bază - este RGB hartă care poate cuprinde două tipuri de date:

1. culoare reflectată pentru dielectricilor și
2. efect de reflecție pentru metale,

așa cum se arată în figura 07.

Harta de culoare care reprezintă această suprafață nemetalic, este lungimea de undă reflectată (așa cum este descris în primul volum). Un efect de reflexie această culoare de bază carte indică atunci când suprafața este desemnată ca metalicitate de metal de pe hartă.

Recomandări pentru crearea de culoare de bază textura.

culoare harta de bază (reflexie) poate fi considerată ca fiind o imagine mai uniformă pe tonalitate, adică contrast mai mică decât textura difuză convențională. Este nevoie de o astfel de abordare pentru a evita valori prea luminoase sau prea întunecate. Din punct de vedere al tonului, obiecte, de fapt, mult mai ușoare decât par la noi. domeniul vizibil de luminozitate tonale poate imagina răspândi din material de culoare închisă - cărbune, pe de o parte și zăpada albă proaspătă pe de altă parte. Știm că cărbunele este mai închisă, dar nu este valoarea neagră 0.0. Valorile de culoare pe care le aleg să rămână în intervalul de luminozitate. În ceea ce privește gama de luminozitate, în principal, ar trebui să se facă referire la valorile reflectate de culoare pentru dielectrici. În Figura 08, puteți vedea un exemplu în cazul în care valoarea de poluanți se situează sub intervalul corect de luminozitate. Pentru porțiuni întunecate valorile de luminozitate trebuie să fie în intervalul de 30 - 50 de sRGB. Precizia trebuie să crească valorile: la 30 sRGB acestea pot fi mai puțin precise și mai precis la 50 sRGB. Pentru culori luminoase valori de luminozitate nu ar trebui să fie mai mare decât 240 sRGB.

Sa menționat mai sus că culoarea de bază (reflectanță) harta conține date pentru fasciculul reflectat în termeni de materiale dielectrice, și astfel, cartela trebuie să fie lipsite de informații cu privire la iluminat, de exemplu, cum ar fi așa-numitul umbrire de contact (ocluzie ambientală). Cu toate acestea, această regulă poate fi excepții: De exemplu, pentru a adăuga un micro-shadowing atunci când shader nu va fi în măsură să ofere acest nivel de detaliu numai prin ocluzia canalului Ambient, așa cum este prezentat în figura 09. Cu toate acestea, în cazul în care micro-umbrirea adăugată pe hartă, aceasta Acesta ar trebui să continue să prezinte recomandări în ceea ce privește intervalul de luminozitate.

Valorile Luminozitate pentru card, care descrie reflectivitatea metalelor, ar trebui să fie obținute valori reale de măsurare. Valorile coeficientului de reflexie în intervalul de 70 - 100%. Acest interval poate fi afișat valori sRGB 180 - 255. în substanța PBR Utilities, vom discuta despre instrumentele care oferă o F0 valoare prestabilită pentru materialele convenționale. O resursă de informații utile, dar acest lucru poate deveni un blog Sebastien Lagarde (Sebastien Lagarde). care sunt grafice ale valorilor luminozității pentru metalicitate și hărțile rugozitate.

1. Culoarea este un albedo pentru materiale nemetalice și coeficient de reflexie pentru metale.
2. Culoarea principală ar trebui să fie privat de informații cu privire la acoperirea, cu excepția micro-shadowing.
3. Pentru porțiuni întunecate valorile de luminozitate trebuie să fie în intervalul de 30 - 50 de sRGB. Precizia trebuie să crească valorile: la 30 sRGB acestea pot fi mai puțin precise și mai precis la 50 sRGB.
4. Pentru culori luminoase valori de luminozitate nu ar trebui să fie mai mare decât 240 sRGB.
5. Coeficientul de reflexie pentru pur (necolorat) din metal va fi în intervalul 70-100%, care poate afișa valorile sRGB de 180-255.

În secțiunea următoare pe carduri care descriu metalele se va observa că culoarea de bază poate oferi, de asemenea, valori pentru a descrie reflectivitatea metalului. Dacă informațiile despre zonele de suprafata cu murdărie sau de oxidare a adăuga la harta culorii de bază, aceasta va duce la faptul că reflectivitatea zonelor de metal vor fi reduse la un interval care nu respectă valorile metalului pur. Adăugarea secțiunilor contaminarea sau oxidare trebuie să fie luate în considerare în harta metalicitate. Valorile pentru reflecții pe hartă metalic ar trebui, de asemenea, reduse în aceste domenii, pentru a indica faptul că aceste zone nu mai sunt considerate ca metal de bază. De exemplu, Figura 10 arată că metalul ruginit este considerat ca un dielectric și este descris în culoarea neagră hartă metalicitate.

metalicitate Harta (hartă metalic, în tonuri de gri, într-un spațiu liniar).

harta metalicitate utilizată pentru a determina care porțiuni ale materialului metalic desemnate netratate curat. metalicitate Hartă - această imagine în nuanțe de, textura negru și alb-gri sau, aproximativ vorbind. Ea lucrează ca o mască pentru culoarea de bază de card, shadere și indică modul de interpretare a datelor găsite în harta de culoarea de bază. Datele din hartă metalicitate nu conțin date reale care descriu calitatea metalului în sine. Acest card indică un shader ce zone de pe o hartă a culorii de bază pentru a fi înțeleasă ca culoare dielectrică difuză, iar în unele zone - ca reflectând zonele din metal. Valoarea hartă metalicitate 0.0 (black - 0 sRGB) reprezintă o regiune nemetalic și 1,0 (alb - 255 sRGB) - metal pur.

Din punct de vedere al definiției unui metal pur și nemetal adesea binar hartă metalicitate adică negru sau alb, „metal“ sau „non-metalic“. În practică, atunci când shader „vede“ culoarea alb pe un card de metal, acesta verifică câmpul corespunzător în culoarea de bază de card pentru a obține valorile coeficientului de reflexie pentru metalul, așa cum se arată în Figura 11:

Recomandări pentru crearea de textura metalicitate.

La crearea unui card pentru metale trebuie să ia în considerare două caracteristici importante:

1. reflectivitate de metal are o valoare ridicată în intervalul de 70 - 100%;
2. anumite metale pot coroda.

Mai mult, aceste caracteristici vor fi luate în considerare separat în discuția de recomandări practice pentru a crea texturi PBS.

Dacă vrei să afli mai multe despre randare fotorealiste, atunci aici.

Vă mulțumim pentru ajutor cu traducerea lui Igor Gnatyuk.

De obicei, cursuri de formare în Sankt Petersburg există în mod eficient de auto-studiu. Prin urmare, este important să se înțeleagă pentru tine că sunteți acum mai valoros - timpul sau banii. La urma urmei, investind banii în cursuri profesionale - vă salva timp. Pe de altă parte, învățarea pe cont propriu, salvați banii, dar o astfel de formare poate fi amânată pentru o lungă perioadă de timp.

22 raspunsuri la articolul „Cum de a crea o textura PBR: un curs practic. Partea 1 "

Buna ziua! subiect foarte interesant independente texturi creație PBR. Specifics sunt multe, așa cum sunt multe condiții în nivelurile de culoare în textura. Văzut unele tabel care indică în ce măsură orice parametri care trebuie să prezinte cazurile tipice (metal, lemn, plastic, ceramică, suprafețe poroase)
Ar fi foarte interesant pentru a citi o atelă mai detaliată pe același subiect. Și mai mult la exemplele.
Despre faptul că este necesar să se umbră în Photoshop - este clar, ar fi de dorit exemple de textura pură, și ce parametri pot fi apoi schimbate în runtayme pentru a obține efecte. dar, de exemplu, în cazul în care gradul de schimbare luminescenta - se poate face, cum ar fi lavă, care „respiră“ ... Cu siguranță pentru diferite tipuri de material are propriile sale specifice.

Pentru acest tutorial special vă mulțumesc!

Și cum să înțeleagă că la mijlocul-gri, pentru a fi 127, pentru un motiv oarecare, 187, sau 186, aproximativ? Aici este scris că reflexie în sRGB - 0,57. Acesta este modul în care să setați Color Picker în Photoshop? În cazul în care acest număr pentru a seta specifice? adică, că fiecare canal trebuie să fie 255 * 0,57, deci chtol?