3DSMAX Materiales: Material Arch & Design de Mental Ray

Un material es la suma de un conjunto de parámetros y mapas (que pueden ser imágenes o vídeos) que pueden ser asignados a la superficie de un modelo 3D para describir como este refleja y/o absorbe a luz. La mezcla de todas estas propiedades nos permitirá emular los materiales del mundo real tales como mármol, ladrillo, plásticos, metales, etc. En este tutorial veremos el material denominado Arch & Design el cual es exclusivo del motor de render Mental Ray, el cual viene incorporado en 3DSMAX y nos servirá para representar de manera realista los materiales más utilizados en Arquitectura y diseño. Para realizar este tutorial, puede descargar el archivo base realizando clic en el siguiente banner:

Material Arch & Design

El material denominado Arch & Design es fundamental a la hora de realizar renders mediante el motor de render Mental Ray ya que este emula de manera convincente varios materiales conocidos en el área de la Arquitectura como por ejemplo el concreto, las cerámicas o elementos traslúcidos como vidrios o cristales. Como este material es exclusivo de Mental Ray, sólo funciona si este motor de render está activado, ya que si lo aplicamos en otro motor de render los materiales no serán visibles.

Tip: si tenemos instalado 3DSMAX Design en lugar de 3DSMAX, los materiales mostrados por defecto en todos los Slots del editor de materiales serán los de Arch & Design.

Una vez realizada la introducción, estamos en condiciones de experimentar con el material. Para ello, podemos utilizar el archivo base que se incluye en este tutorial, y al abrirlo nos encontramos con la siguiente escena:

Esta representa un plano y tres copas modeladas que, gracias a sus formas curvas, nos servirán como un buen ejemplo para ir probando y ejercitando los diferentes parámetros del material y apreciar los diferentes efectos en el render. Volviendo al material, podemos acceder al material Arch & Design de manera fácil en el editor de materiales Compact, simplemente colocando el material en cualquier Slot al presionar el nombre del material (Standard) y con ello, acceder al explorador de materiales (Material/Map Browser):

Una vez allí, buscamos el material dentro de una persiana llamada Mental Ray. Además del material mismo, en Mental Ray encontraremos otros materiales propios de Autodesk y algunos de ellos son muy útiles como Metallic Paint, Car paint y Autodesk Ceramic.

Si estamos en el editor de materiales Slate, obtener el material será bastante más sencillo ya que bastará con ubicar la persiana respectiva (Mental Ray) y luego arrastrar el material a la View1:

Una vez que hemos seleccionado y cargado el material en el Slot o en la View1, en los parámetros de edición de este podemos ver el logo de Arch & Design (Arch+Design) y además tendremos las propiedades del material, las cuales están en una distribución diferente respecto a los del material de tipo Standard. En este caso, no tendremos shaders ni configuraciones tan avanzadas como aquel, pero en Arch & Design dispondremos de materiales ya preconfigurados o también llamados “templates”, que simulan de forma realista los materiales más utilizados en Arquitectura y Diseño (de ahí su nombre).

Los templates de los que disponemos son los siguientes:

Categoría Appearance & Attributes

Matte finish: es un acabado de tipo mate u opaco, ya que posee entre un 5 y 10% de brillo. Es ideal para simular por ejemplo, una pintura sin brillo como el látex.

Pearl finish: es el acabado perlado, el cual es semi-opaco ya que este posee entre un 20 y 35% de brillo. Se utiliza comúnmente en las pinturas de ventanas y sillas, aunque también puede usarse en paredes.

Glossy finish: es el acabado brillante ya que esta posee entre un 70 y 85% de brillo. Se utiliza preferentemente en las pinturas de adornos, puertas y armarios o para emular óleo.

Categoría Finishes

Satin Varnished Wood: es la madera barnizada y satinada. El satinado se define como un tratamiento específico para lograr superficies tersas y brillantes o también se puede definir como un acabado intermedio entre opaco y brillante. Este tipo de acabado favorece la iluminación ambiental haciendo los espacios agradables a la vista. En este caso, el template incorpora su propia textura de madera.

Glossy Varnished Wood: es la madera barnizada y brillante. Este template emula perfectamente una superficie de madera con brillo. En este caso, el template incorpora su propia textura de madera.

Rough Concrete: corresponde al concreto rugoso o en bruto. Al igual que en el caso anterior, este template incorpora sus propios mapas de imagen para simular el relieve del hormigón.

Polished Concrete: corresponde al hormigón pulido y por ello posee una superficie brillante, y se utiliza preferentemente para emular pisos y estacionamientos, además de proyectos de tipo industrial.

Glazed Ceramic: corresponde a la cerámica brillante o vidriada y es perfecta para emular de forma convincente los pisos, revestimientos y adornos de decoración.

Glazed Ceramic Tiles: es similar a Glazed Ceramic pero es ideal para emular pisos ya que además de poseer las cualidades propias de este, disponemos de todas las opciones que nos da el ya conocido mapa Tiles.

Glossy Plastic: corresponde al plástico brillante, y es perfecto para emular elementos de decoración y artefactos de cocina.

Matte Plastic: es un plástico pero con mucho menos brillo que en el caso de Glossy Plastic, y se utiliza para definir la mayoría de los objetos que están hechos de este material.

Masonry: corresponde a la albañilería mediante bloques de ladrillo. En este caso, este template trae sus propias texturas que nos permiten emular los ladrillos de forma más o menos convincente, ya que además de la textura propia de Diffusse incorpora relieve o Bump.

Rubber: corresponde al material de caucho, y es utilizado preferentemente utilizado para emular elementos como neumáticos o gomas.

Leather: corresponde al material de cuero, y es utilizado para emular elementos como ropa y tapicería hechas de este material. En este caso el template incorpora una textura para emular el relieve o Bump.

Categoría Transparent Materials

Glass (Thin Geometry): corresponde al vidrio pero en este caso sólo tomará en cuenta las dos dimensiones principales y no el espesor del vidrio, por lo tanto se recomienda colocar este template solamente en elementos planos o bidimensionales como marcos.

Glass (Solid Geometry): corresponde al vidrio emulado de forma realista ya que a diferencia del anterior este sí toma en cuenta el espesor o grosor, por lo tanto es perfecto para emular elementos de cristal como ventanas u adornos.

Glass (Physical): este vidrio es el más completo de todos ya que además de tomar en cuenta las tres dimensiones, también incorpora la densidad del cristal haciendo que la emulación sea muy realista.

Frosted Glass (Physical): es una variante del anterior pero en este caso es un cristal poroso o escarchado, que emula el cristal al ácido.

Translucent Plastic Film (Thin): corresponde a la película de plástico traslúcido o también llamado acetato. En este caso, funciona de manera similar a Glass Thin Geometry ya que toma en cuenta las superficies bidimensionales.

Translucent Plastic Film (Opaque): es una variante del anterior pero en este caso esta película toma en cuenta la geometría sólida del objeto.

Water Reflective Surface: este template simula aguas poco profundas o a una distancia corta de cámara ya que no es transparente, pero es un buen material a la hora de realizar un render ya que ahorra bastante tiempo.

Categoría Metals

Chrome: simula el cromado de un metal. El cromo se define como un metal 100% reflectante, y se utiliza sobre todo en superficies metálicas muy pulidas como algunos adornos o elementos decorativos.

Brushed Metal: corresponde al metal pulido el cual es básicamente un cromado pero con reflexiones borrosas. Es útil para la mayoría de las superficies metálicas.

Satined Metal: corresponde al metal satinado el cual es parecido al metal pulido pero con mayor opacidad, y es adecuado para superficies de aluminio o también para emular el acero inoxidable.

Copper: este material emula el cobre, y si le realizamos algunos ajustes al template también puede emular otros metales de brillo intenso como el oro o la plata.

Patterned Copper: es una variante del anterior pero en este caso se agrega un patrón o trama, y es un poco más oscuro que Copper aunque se añade algo más de brillo, especularidad y sombreado de reflexión.

Atributos del material Arch & Design

Si bien el material Arch & Design posee templates ya predefinidos, cada uno de estos pueden ser editados ya que, al igual que en el caso de los materiales Standard, tenemos diversos parámetros de edición de propiedades como por ejemplo  Diffuse, Reflection, Refraction y Self Illumination. También tenemos parámetros propios de los shaders como por ejemplo, Anisotropy.

Por esto mismo, en esta primera parte del tutorial comenzaremos estudiando los parámetros básicos del color base del material y reflexión para, en la segunda parte de este, continuar los restantes. Los parámetros que tenemos disponibles en Arch & Design son los siguientes:

Categoría Diffuse

– Diffuse Level: permite controlar el nivel de brillo del componente del color difuso o Diffuse Color, ya sea este una textura cargada o el color del material. Si el valor de Diffuse level es menor que 1, se irá oscureciendo hasta llegar a negro en el valor 0.

Ejemplo de modelos 3D de color rojo, con valores de Diffuse Level en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente.

Podemos cargar una textura en Diffuse Level enlazando el mapa de la textura en el nodo Diffuse Color Map del material (1) o bien, haciendo clic en el cuadro del lado de la opción Color en las propiedades del material (2). Esto es válido para cualquier mapa que insertemos en cada canal del material.

Ejemplo de modelos 3D con una textura cargada y valores de Diffuse Level en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente.

– Color: corresponde al color propio del canal Diffuse y por ende, del material cuando está afecto a la luz. Si una textura es cargada, esta prevalece por sobre el color del material.

Ejemplo de modelos 3D con color modificado.

Ejemplo de modelos 3D con diferentes texturas aplicadas.

– Roughness: controla la aspereza con la que el canal Diffuse se mezcla con el componente de ambiente. Mientras mayor sea el valor de Roughness, el elemento tendrá más “polvo” y por ende será más áspero. Por defecto, su valor es 0,2.

Ejemplo de modelos 3D con valores de Roughness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (color).

Ejemplo de modelos 3D con valores de Roughness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (textura cargada en Diffuse Color).

Un aspecto interesante de Roughness es que al igual que en el caso de Diffuse, se le puede cargar una textura en el cuadro del lado de la opción o bien enlazando el mapa de la textura en el nodo del canal Roughness Map.

Ejemplo de modelos 3D con Roughness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente, pero esta vez con un mapa de textura aplicado en Roughness.

Categoría Reflection

– Reflectivity: controla el nivel de reflectividad o reflexión del material. En este caso, los valores establecidos de reflectividad y el color o textura del material se combinan para definir el nivel de reflexión así como la intensidad del resaltado, también conocido como el reflejo especular (Specular). Por defecto, su valor es 0 lo cual implica que no hay reflexión en el material.

Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (color).

Ejemplo de modelos 3D con Reflectivity en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente (textura aplicada en Diffuse Color).

– Color (Reflectivity Color): corresponde al color general de la luz reflejada por la reflexión, y por ello podemos cambiarlo fácilmente cliqueando en el color por defecto, el cual es blanco.

Ejemplo de modelos 3D con color Diffuse, Reflectivity en 1 y Reflectivity Color aplicado. Colores de Izquierda a derecha: verde, azul y amarillo.

Un aspecto interesante de Color es que al igual que en el caso de Diffuse, se le puede cargar una textura en el cuadro del lado de la opción o bien enlazando el mapa de la textura en el nodo del canal Reflection Color Map.

Ejemplo de modelos 3D con color Diffusse, Reflectivity en 1 y Reflectivity color aplicado, pero esta vez se han colocado tres texturas diferentes.

Ejemplo de modelos 3D con una textura en Diffusse, Reflectivity en 1 y Reflectivity color aplicado, pero esta vez se han colocado las mismas tres texturas anteriores.

– Glossiness: este parámetro funciona con Reflectivity activado, y define el tamaño de la superficie que tendrá el “brillo” de la reflexión, y su valor máximo es 1 el cual indica la máxima concentración de brillo en menor superficie. Mientras más bajo sea el valor de esta, el brillo de la superficie será más difuso.

Ejemplo de modelos 3D con valores de Reflectivity en 1, con niveles de Glossiness en 0.1, 0.5 y 1 respectivamente.

Un aspecto interesante de Glossiness es que al igual que en el caso de Diffuse, se le puede cargar una textura en el cuadro del lado de la opción o bien enlazando el mapa de la textura en el nodo del canal Reflection Glossiness Map. Este mapa siempre será constante, independiente del valor que hayamos colocado a Glossiness.

Ejemplo de modelos 3D con valores de Reflectivity en 1 y los mismos valores anteriores, pero esta vez se ha cargado una textura en Glossiness.

– Glossy Samples: corresponde a las Muestras de brillo, y su valor por defecto es 8. El número máximo de muestras o rayos que genera Mental Ray para crear reflejos brillantes. Los valores más altos implicarán que el render sea más lento, pero sin embargo crean un resultado más suave. Los valores más bajos generan el render más rápido, pero crearán un resultado más granulado. Glossy Samples sólo está disponible cuando el valor de Glossiness no es igual a 1.

Ejemplo de modelos 3D con valores de Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente.

Nota: si el valor de Glossy Samples es igual a 0, las reflexiones tomarán la forma de un “espejo perfecto” y solamente un rayo es generado, independientemente del valor real de Glossiness. Se puede usar esto para aumentar el rendimiento de las superficies con reflejos muy débiles. Lo más destacado sigue respetando el valor de Glossiness. Las reflexiones más brillantes necesitan generar múltiples rayos para producir un resultado uniforme, y esto puede afectar al rendimiento. Por esto mismo, el material incluye dos características especiales que son:

a) Fast (inteprolate): cuando está activado, un algoritmo de suavizado permite que los rayos se vuelvan a utilizar y suavizar. El resultado son reflexiones brilantes más rápidas y suaves pero sacrifica un poco de precisión. Nota: Este método funciona mejor en superficies planas.

Ejemplo de modelos 3D con valores de Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente. En todas se ha aplicado Fast (interpolate).

b) Hightlights+FG only: cuando está activado, Mental ray no genera los rayos de reflexión reales. En su lugar, sólo se muestran los reflejos más destacados, así como reflexiones suaves emulados con la ayuda de Final Gather. El modo Hightlights+FG only no ocupa tiempo de render adicional en comparación con una superficie no brillante (diffuse), sin embargo, puede producir resultados bastante convincentes. A pesar de que podría no ser completamente convincente para los objetos destacados en una escena, puede trabajar muy bien para elementos menos esenciales. Este modo tiende a funcionar mejor en materiales con reflejos débiles o reflejos muy brillantes.

Ejemplo de modelos 3D con valores de Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente. En todas se ha aplicado Highlights+FG only.

c) Metal Material: los objetos metálicos realmente influyen en el color de su propia reflexión, mientras que otros materiales no lo hacen. Por ejemplo, una barra de oro tendrá reflejos de color dorado, pero una esfera de cristal de color rojo no tiene reflejos “rojos”. Este efecto en el metal es apoyado a través de la opción Metal Material. Cuando Metal Material está apagado, el parámetro de color de reflexión define el color, y el parámetro Reflectivity junto con la configuración de la BRDF define la intensidad y los colores de las reflexiones. Cuando está activado, el parámetro Diffuse Color define el color de reflejos, y el parámetro Reflectivity establece el “peso” entre las reflexiones difusas y las reflexiones brillantes (metálicas).

Ejemplo de modelos 3D con valores de Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples de 1, 16 y 32 respectivamente. En todas se ha aplicado Metal material.

Un aspecto interesante de estos modos es que se pueden combinar (o incluso aplicarse todos al mismo tiempo), para obtener diversos efectos en el render.

Ejemplo de modelos 3D con valores de Reflectivity en 1 y Glossiness en 0,75, con niveles de Glossy Samples en 8. En este caso se han combinado los modos en cada una de ellas. La primera copa está con Fast (interpolate) y highlights+FG only, la segunda con Highlights+FG only y Metal material, y la tercera posee todos los modos aplicados.

Este es el fin de este tutorial. Puede ir a la parte 2 del mismo mediante este enlace.

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