初学C4D材质,为何做的东西没有质感

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音乐大虾 发表于 2021-6-9 11:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
(全文较长,多图)
前言



高手和小白的做品往往在质感上有天壤之别,要想做出质感来,就必须纯熟操做灯光、材质和渲染,并对相关的原理要理解到位。假如没搞大白这些原理的话,底子上没法做出合格的质感,只能循序渐进跟着操做,不知道怎样去调整出本人想要的效果。


今天我重要给大家分享一下材质相关的理论常识,还要补充一些物理常识好比光的物理原理,然后简要讲讲渲染器是怎样操做材质模仿效果的。


举荐大家看这样的一篇文章,原做者写得很详细、很根底:C4D材质原理揭秘记录-初学必看
一、材质和纹理的关系



首先概括一下材质,它定义了物体的底子属性,好比颜色、凹凸、通明度和高光反射等,但是只调整材质的话,看起来太过于一并和完美了,反而不到传神。


现实世界中的物体都是有瑕疵的,好比粗拙、划痕、污垢等,单单材质是不到的,需要加上纹理贴图来实现效果,如石头、布料等。


详细渲染时,还是得看渲染物体的属性,假如你渲染产物,当然要新品出厂光鲜明丽,不能有划痕污垢,假如你要渲染传神的物体,那这些纹理细节往往就决定了传神度。但是也不要太过了,你要考虑你的场景中哪个部门是不雅观者能看到的,假如你把所有部门都加上了细节,会导致渲染时间过长


关于材质和纹理,举荐大家看一个视频。这个视频由Andrey Lebrov出品,他从头创建了一个传神的材料,虽然视频内他使用的是Octane渲染器,但不障碍我们对材质和纹理的理解和研究,从教学中你能够学到从采集照片制做纹理到最终实现动画效果的过程,此外他还解释了漫反射,高光反射,粗拙,法线以及它们怎样工做的。


二、效果的细节



除了上面讲到的纹理以外,还有一些其他方案制做细节,好比栏目包装,电商设想,想要把它们做得有质感,就能够给它添加各种细节。这里不单单是指材质和纹理的细节了,我们还会添加粒子、线条和光效等。


我以前讲过一个这样的公开课,假如感兴趣能够看看录制视频:CCTV台标演绎教学(C4D/AE)_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili,我在这里就不详细打字说明了。


初学C4D材质,为何做的东西没有质感-1.gif 三、光学根底



大大都CG效果是通过数学计算模仿了现实世界中的规则,那么光学物理现象就是研究的根底。上面我提到的那篇文章有非常细致的讲授:C4D材质原理揭秘记录-初学必看,我在这里就简要说明一下。


我们看到的“颜色”其实其实不是物体的固有属性,而是光(390~760nm之间的电磁波)与物质交互后,反射进入我们的眼睛(传感器)被感知到,那就是物体的颜色。所以我们有须要对光停止一些理解,这样才知道物体在什么条件下会产生什么样的视觉效果。


1、光与物体外表的交互:


平面散射光会分为两部门,反射和折射。这里略微讲点关于反射的常识,金属通常比绝缘体的反射率要高很多,反射率底子会到达60%~90%,而绝缘体一般只要0%~20%,因而金属才会看上去有光泽。还有一个现象需要理解,那就是Fresnel现象,折射的影子离不雅观测者越近越强烈,越远越模糊,而反射的影子离不雅观测者越远越强烈,越近越模糊。


2、光与物体内部的交互:


1.不变——通明的均匀物质不会改变光的颜色或强度;
2.吸收——当物质对某一种可见光谱有吸收率的时候,那么,光就会逐步被吸收,标的目的不发生改变;
3.散射——当物质内部不均匀时,折射率变革挺大,这光阴会被分割为多个标的目的,但光的总量不会变革;
4.自觉光——物质还可能因为其他能量发出新的光。


四、材质的研究



1、材质和通道的优先级


当你打开材质编辑器时,能够看到下面这些选项(不同渲染器的材质系统会有些不同,但是原理大大都是类似的):


初学C4D材质,为何做的东西没有质感-2.jpg

很多人研究材质的时候都没有去探究这些选项的原理,因而调整材质的时候总是无从下手,其实,这些选项都对应着相应的通道,好比内置渲染器是这样的:


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这个优先级的意思很好理解,好比你选择了颜色,发光和通明,假如你把发光的参数调到最大,那你就看不见原先的颜色了,假如再把通明的亮度设为100%,那就既看不到颜色,也看不到发光了,但是你的电脑还是会根据顺序依次处置,所以你完全能够看成是一个个通道有顺序地叠加覆盖。


C4D的材质调整方式出格像AE,都是基于图层合成方式,下面我会简单分类,跟你们讲讲此中的一些重点。


2、分类概括


对于材质的研究能够大致分个类:物体本人的颜色属性物体所在环境的属性物体本人的构造属性。物体本人的颜色属性搜罗“颜色、漫射,发光(辉光)和通明(Alpha) ”,所在环境的属性搜罗“反射,环境和烟雾”,物体本人的构造属性搜罗“凹凸,法线和置换”。


3、物体本人的颜色属性


颜色、漫射,发光(辉光)和通明(Alpha)我放在一起讲,其实辉光不算做这个分类,但是能够跟发光一起对照着讲一下。接下来,初步讲授,我随意打开一个模型:


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关于颜色比较重要的属性就是纹理,我在文章开头就提到了纹理,里面有很多东西都比较重要,此中经常会用到的有噪波、菲涅耳。假如你会AE的话,那对噪波肯定很熟悉,就是黑白颜色(在cg图形处置中,黑白灰通常不属于颜色信息,它属于亮度信息),能够通过低端修剪、高端修剪调整里面的数值,噪波的用处非常广泛,它能够做为纹理通道,好比金属外表的班驳效果或者锈迹等,它也能够做为贴图映射动画,制做从无到有的动画,也能够辅助效果器做运动的效果等。


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然后是Fresnel(菲涅耳)现象,当光传布到物体的交界处(通常称做界面)可能会同时发生光的反射和折射。菲涅尔反射描述了不同光波分量被折射和反射的条件。即视线垂直于外表时,反射较弱,而当视线非垂直外表时,夹角越小,反射越明显,简单来说就是由内到外的颜色变革。


好比我调的这个,越靠近视线垂直于外表的处所越红,而非垂直外表的处所就越黄。


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漫射通道平常用到的其实不多,一般辅助其他通道使用。好比,当颜色通道添加纹理贴图后,颜色属性会被覆盖,混合强度也只能控制纹理整体亮度,这个时候就能够用漫射通道控制部门细节的明暗了。


接下来讲授发光通道,还是刚刚那个模型,假如你设置了发光,间接渲染会发现它只是平面材质,如下。


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但是,当我们给上全局光照(有需要再解释)的时候,就会明显不一样了。


初学C4D材质,为何做的东西没有质感-8.jpg 因为时间关系,只渲染了一半


这里需要你们理解的是,开启了全局光照后,场景没有打光,但是发光物体自己是会产生光子的,能够照亮四周环境。


发光通道除了上面这种用法以外,还能够用到环境中,好比我们做一个天空环境,给一个HDR到发光通道上,然后再用到天空上。这么做的原因是为了让环境照亮场景


至于辉光通道,它是做用在材质外表上的效果,辉光一般属于后期效果,假如制图效果没有一次性到达满意效果,3d间接渲染辉光,会毁坏物体固有色,导致后期无法调整,构成整个流程崩坏需要从头渲染,所以一般不会在3d软件中间接添加辉光效果(当然octane渲染器是能够制做出满意的效果,所以辉光看条件给)。


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然后再说说通明通道,那就必须提到折射率,每种物质都有属于本人的折射率,它是决定通明的重要系数。还需要注意的一点是,假如你间接去设置颜色是这样的:


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但是假如设置的是吸收颜色,就会发现效果完全不一样,前者模仿的效果是让物体自己变色,你会发现质感看起来很差。吸收颜色官方的解释是物体外部的颜色与物体相乘,相乘的原理跟PS的混合形式原理一样,假如你们感兴趣能够本人去研究下,知乎上已经有人写过这类文章了,好比:一篇文章彻底搞清PS混合形式的原理


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这里要提一下Alpha通道,它和通明很类似但是却不一样。好比我做一个立方体,先给颜色通道给个logo贴图,然后分别给通明通道和Alpha通道各一个logo的黑白贴图,然后就有了下图的对照。


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Alpha通道读取的是黑白灰亮度信息停止纹理抠图的。原理黑透白不透,灰色半通明。
通明通道给黑白灰贴图照旧会产生折射和反射,假如是物体是平面则没多少区别。


4、物体所在环境的属性


这里我把反射,环境和烟雾放在一起讲。反射能够调整的内容比较多,你们能够本人多测验考试,我只讲讲几个点。


第一点:大大都物体都有反射。c4d中也提供了很多种预设反射,ggx、各向异性、传统反射等,都对应不同物体的反射,那么假如我们要给物体添加反射就一定要符合物理常识。下图中,锅和锅手柄的材质都有给反射,但还是有明显的区别(可能你们看不出来,图片被压缩过)。


第二点:环境会影响反射。因为反射会反射来自环境的光,那么不同的环境城市有不同的反射。


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第三点 : 烟雾通道,由于使用其实不多,而且效果也不理想,不举荐过多研究。举荐你们用TurbulenceFD插件代替就好,假如想要插件能够在我另一篇文章里找到,我们已经把常用插件整理出一个合集了。常用资源合集 | C4D插件


5、物体本人的构造属性


物体本人的构造属性搜罗“凹凸,法线和置换”,这里我放在一起讲。


凹凸比较好理解,好比做一个墙面,墙面上肯定要有凹凸,这样渲染出来才传神,但其实它是“假”凹凸,只是看起来像凹凸罢了,其实也只是一个面。


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接下来再说说置换,刚刚不是说了凹凸其实是假凹凸嘛,那么真凹凸其实就是置换。为了让你们看出效果,我把数值调高点,能够看到墙面自己已经发生了改变。(注意使用置换贴图真凹凸时,要细分一下模型,面要足够多,才能完全浮现。)


初学C4D材质,为何做的东西没有质感-15.jpg 初学C4D材质,为何做的东西没有质感-16.jpg

置换有点需要注意的是,它是有灰度值的,白色凸黑色凹,灰色是不凸不凹,好比我拿一个手镯举例子,我想在上面雕刻文字应该怎样做呢?


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这时候能够先拿出PS这么处置,选择50度的灰为底,文字是白色,把它保留为一个贴图。
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然后把模型的纹理位置调好,细分值加大后,置换现象就能够看出来了,我这里没有考虑美不雅观,随意调了下。


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此外,当强度设为负值时就会凹进去。


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这样你们应该都能理解置换是什么了吧,它是一种传神的凹凸效果。


再讲讲法线通道,法线使用的是RGB信息,与3D空间中的X、Y和Z轴对应,指定特定的物体着色。假如你们学人物模型的话肯定城市知道法线的做用,好比做一个兽人这样的角色,脸上皱皱巴巴的,构造出格复杂,假如是用模型去做那就太费事了,这种时候就能够用法线来做,它是基于一种灯光现象,也是做凹凸用的。


一般条件下我们做角色、人物模型才会用法线贴图,或者做一些非常传神的东西也会用,好比雕刻。那么法线贴图长什么样呢?我随意找一个人物模型,他默认条件下是已经贴上了法线贴图。


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认真看细节,能够看到他的模型长短常平滑的,但是脸上确有凹凸、疤痕,这其实就是法线的效果。渲染一部门看看效果,是不是出格明显。


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这个模型的法线贴图一部门为下:


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对于材质的研究,这才只是一个根底的理解,真正的初步,还需要你们大量的实际操做。c4d中的材质其实不只要默认材质,还有一些其他特殊材质,好比下面这些:


初学C4D材质,为何做的东西没有质感-27.jpg

刚初步操做的时候,好比你需要制做木头材质,那么我建议你,先在内容打点器中搜索木头材质或者在其他网页找参考,看看他人是怎样调整的,然后照着那些属性去测验考试性调整,多考虑怎样用材质的属性和参数去模仿暗示那些三维效果,等纯熟之后就能够找到调整材质的感觉了。


另,调整材质的时候最重要的是实时性,只要所见即所得,你才能对某个属性有一定的理解。假如你调整一个参数都要等渲染几非常钟,那么明显你的操做是有问题,也不便利理解,需要对工程停止优化。


希望我的文章会对你有协助,谢谢阅读。
 楼主| 音乐大虾 发表于 2021-6-9 11:03 | 显示全部楼层
Mark,之前C4D不懂的差不多了。
c4dtopic 发表于 2021-6-9 11:04 | 显示全部楼层
非常详细,学习了
c4dtopic 发表于 2021-6-9 11:04 | 显示全部楼层
老师讲的挺透彻,通俗易懂的,受教了
慧彩 发表于 2021-6-9 11:05 | 显示全部楼层
讲的很好 解惑了
万胜 发表于 2021-6-9 11:06 | 显示全部楼层
baobao老师的课真的讲的很细心
c4dtopic 发表于 2021-6-9 11:06 | 显示全部楼层
俩字:通透。
万胜 发表于 2021-6-9 11:07 | 显示全部楼层
干货
万胜 发表于 2021-6-9 11:08 | 显示全部楼层
谢谢
慧彩 发表于 2021-6-9 11:08 | 显示全部楼层
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