Как сделать карту displacement
Repetitor3d.ru
3d графика и дизайн
Displacement в 3ds max: как пользоваться картой и модификатором
Displacement — инструмент, помогающий создать эффект смещения полигонов и точек на сетке, то есть рельеф объекта, без прямой работы с его геометрией. Как и Bump, он работает с черно-белыми картами, определяющими координаты выдавливания, но отличается от него тем, что на выходе дает реальное искажение геометрии, а не его имитацию.
Модель, созданная с помощью Displacement, выглядит гораздо реалистичнее, особенно если использовать карты высокого разрешения. Но и длительность просчета рендера значительно увеличивается.
Изучаем основы
Displacement удобно применять там, где при моделировании вручную теряется много времени из-за сложной работы с сеткой. С помощью Displacement можно создавать сложные фактуры пола, элементы декора, а также модели экстерьера: траву, горный рельеф, протекторы шин.
В 3d max, при использовании визуализатора VRay, существует три способа работы с Displacement:
Все три способа действуют по одному принципу, но отличаются шириной функционала. Давайте поговорим о каждом отдельно.
Использование карты Displace
Использование карты Displace (англ. — заменять) при создании текстуры объекта — самый простой способ получить объемный рельеф без работы с сеткой. Таким методом можно смоделировать швы на плитке или кирпичную кладку без выдавливания полигонов и вообще без какой-либо работы с ними. Давайте на примере разберем, как это сделать.
Запускаем 3ds max и создаем плоскость (Create – Standard Primitives – Plane).
Теперь подберем для нее текстуру: понадобится изображение для Diffuse и черно-белая карта к ней (чем светлее участок карты Diffuse, тем «выше» будет точка рельефа и наоборот). Вот как они выглядят:
Как видно, при владении базовыми знаниями Photoshop, карту смещения вполне можно сделать самому. Открываем редактор материалов Materialeditor (горячая клавиша M). Выбираем новый слот и назначаем ему материал VrayMtl.
Добавляем текстуру: жмем на пустой квадратик около Diffuse, выбираем тип карты Bitmap и находим изображение кирпичной кладки на компьютере.
Теперь листаем свиток в самый низ до раздела Maps. Жмем на кнопочку None рядом и Displace. Снова выбираем Bitmap и назначаем нашу черно-белую карту.
Выходим к основным настройкам, жмем кнопочку Go to Parent.
Напротив названия карты меняем значение воздействия. Тут нужно поэкспериментировать и подобрать число, которое подойдет под ваши запросы — у меня это 30. Шарик слота на превью значительно измялся.
Применяем нашу объемную текстуру к плоскости, не забываем нажать кнопочку Show Shaded Material in Viewport, чтобы увидеть, как она легла.
Закрываем редактор материалов, накидываем модификатор UVWMap и настраиваем размеры текстуры и ее расположения (мне пришлось еще повернуть ее на 90 градусов).
Вот результат после рендера:
Получились красивые выпуклые кирпичики, на которых есть рельеф. В целом того же можно было бы достичь и при применении этой карты на Bump. Но это только в случае с плоской стеной или полом, где края и тени от объекта не просматриваются. Чтобы понять, чем результат применения карты Displacement отличается от применения Bump, прилагаю наглядный пример:
Bump даже при максимальном своем значении не дал такого выпуклого рельефа, как Displace. Кроме того, тень от объекта осталась абсолютно гладкой, скругленной. Зато рендер с применением Bump посчитался в два раза быстрее.
Displacement mapping – самый простой метод получения рельефа, но и самый узкий по функционалу. Все настройки карты, касаются только самой текстуры. Больше возможностей можно получить, используя модификатор Displace.
Модификатор Displace
Возвращаемся к нашей кладке из кирпича. Открываем редактор материалов и отключаем карту, сняв галочку.
Открываем меню модификаторов и выбираем Displace.
Перетягиваем карту из редактора материалов в слот Map с опцией Instance.
Стало заметно, что плоскость уже немного исказилась, то есть при использовании модификатора мы сразу видим, что происходит с геометрией объекта. Это и плюс и минус: такая наглядность может здорово затормозить работу во вьюпорте.
Сейчас результат совсем непохож на то, что нам нужно получить, потому что работа модификатора напрямую зависит от плотности сетки объекта. Возвращаемся на уровень Plane и повышаем количество горизонтальных и вертикальных сегментов до 400.
Возвращаемся на уровень Displace и разбираем доступные настройки:
Благодаря настройке этих параметров можно добиться вот такого, вполне реалистичного результата:
Модификатор VRay Displacement
VRayDisplacementMod не имеет интерактивного отображения в окне 3dsmax, в отличие от стандартного модификатора Displace. Зато также обладает массой полезных настроек для самой детальной проработки рельефа.
Карта размещается под надписью Texmap, а регулировать смещение можно с помощью параметра Amount.
Чтобы все изменения, созданные с помощью этого модификатора, отображались на рендере, нужно поставить галочку Displacement в меню Render – Render Setup – V-Ray – Global Switches.
Как сделать карту displacement
Эта техника пригодится, когда вы накладываете одно изображение на другое и хотите чтобы первое имело текстуру второго.
Итак, как работать в фотошопе с Displacement Maps и для чего это вообще нужно?
Предположим, вам нужно наложить одно изображение на другое, но не просто так, а чтобы в итоге у накладываемого изображения была текстура фонового. В этом нам очень поможет использование Displacement Maps. Давайте рассмотрим приём на небольшом примере.
Нажмите Ctrl/Cmd + T для того чтобы масштабировать изображение, после чего кликните на нём правой кнопкой мыши и в выпадающем меню выберите опцию Warp:
. после этого попытайтесь придать накладываемому изображению такую форму, чтобы оно органически вписывалось в композицию и не выглядело «инородным» телом:
Нам нужно выбрать тот канал, в котором изображение будет наиболее контрастным. Покликайте по всем и убедитесь что вы выбрали тот канал, в котором чёрный и белый цвет наиболее контрастны. В нашем случае это Синий (blue) канал:
После того как вы определились с наиболее контрастным каналом, кликните на нём правой кнопкой мыши и выберите Duplicate Channel. Совершенно неважно как вы его назовёте, но создайте для канала отдельный документ:
Таким образом вы получите новый файлик с альфа каналом в новом окне, которые нужно будет сохранить (Save As) через меню File или попросту нажать Ctrl + Shift +S. Сохранили? Давайте вернемся к оригинальному изображению. Вернитесь во вкладку Channels и снова активируйте все три канала, а после этого перейдите на вкладку Layers.
Как мы видим, края накладываемого изображения не очень то повторяют текстуру волокна. Давайте попытаемся что-нибудь сделать.
Вы увидите следующее окно, на котором Horizontal Scale и Vertical Scale нужно будет снизить до 10. Остальные параметры оставьте как показано на картинке:
Жмите Ок, после чего во всплывающем окне выберите ранее сохранённый psd файлик с альфа каналом и откройте его. Вуаля, края картинки начали повторять текстуру бэкграунда. До того как вся картинка тоже будет повторять текстуру ткани осталось всего пару шагов.
Теперь нам предстоит немного поработать с режимами наложения. Выбирайте на свой вкус и немного поэкспериментируйте. Разные комбинации дают разный эффект, но в нашем случае особенно хорошо смотрится Overlay со 100%-ным Opacity:
И вот что мы получим после манипуляций с режимами наложения:
Готово! Техника поразительно проста в применении и в принципе её можно применять где угодно, когда перед вами стоят похожие на данный случай задачи.
Autodesk 3ds Max 9 – Работа с картами Displacement в Mental Ray (Часть 2)
Здравствуйте, дорогие читатели!
По прошествии 1,5 месяцев, я написал вторую часть урока по работе с displacement в mental ray для Autodesk 3ds Max.
Вторая часть, основана на всех дополнениях к первой части урока, которые, я описывал на форуме render.ru в посвященной этому уроку теме.
Для начала, хочется заметить, что я писал данный урок, основываясь на полученных мною знаниях и опыте в ходе работы над изучением настроек и применения displacement в mental ray. Так же дополнительно здесь даны сведения о том, как создать карты смещений в ZBrush и применить их в последствии в 3ds Max. ZBrush я только изучаю, и поэтому прошу меня сильно не «бить» за возможные ошибки, и даже прошу помочь в исправлении появившихся ошибок.
И на последок, в самом низу данного урока находится ссылка на файл в формате pdf. В Данном файле находятся обе части урока, как первая, так и вторая, которую вы сейчас видите. Это сделано для удобства, что бы можно было просто иметь обе части под рукой.
На этой ноте мы переходим ко второй части урока по displacement в mental ray для Autodesk 3ds Max 9.
Управление смещением при использовании разных шейдеров.
При работе с displacement вы можете применить настройки из Render Scene только ко всем объектам сцены сразу.
Но если у вас используются разные шейдеры, например на одном объекте вы используете 3D Displacement (3ds Max), а на другом объекте применен шейдер смещения Height Map Displacement (3ds Max). То обойти проблемы визуализации, которые могут возникнуть, вам позволят настройки в свойствах объекта.
Рис. 1. Квадратичное меню 3ds Max с выбранным пунктом Object Properties. Модель монстра создана Антоном Чеченевым (aka Cafe hypAnimatico).
Переходите на закладку mental ray.
Рис. 2. Закладка mental ray в свойствах объекта.
В группе Displacement убираете флажок Use Global Settings.
Данные параметры полностью дублируют параметры displacement’a из окна Render Scene, НО они применяются к объекту, в свойствах которого они изменены.
И еще, в отличие от Max. Subdiv, параметра в Render Scene, в свойствах объекта указывается параметр Levels, данный параметр влияет на число разбиений модели, а не на количество полигонов как в Render Scene.
Displacement в материале Arch&Design (mental ray).
И так, как же применить displacement к материалу Arch & Design? А вот не просто так.
Давайте сначала разберемся, как выглядит материал Arch & Design.
Рис. 4. Скриншот редактора материалов и материала Arch & Design.
Так выглядит материал Arch & Design, в нем как видите, масса настроек, даже на скриншот вошли не все свитки.
Так же уже тут были применены заготовки материала, в данном случае обычный бетон.
Как же работать с displacement? В материале Arch & Design есть свиток Special Purpouse Maps, он служит для добавления таких эффектов как Bump, Dispalcement (!), Coutout, Environment, Additional Color/Self Illumination.
Рис. 5. Скриншот свитков Special Purpose Maps и mental ray Connection.
Теперь давайте посмотрим на тестовые примеры. Для этой части я создал сцену с плоскостью, на ней обычный куб, и двумя источниками света.
Сначала я отвизуализировал стандартный материал, без какого либо смещения.
Рис. 6. Тестовая визуализация сцены с кубом.
Т.к. нельзя добавлять нам шейдеры 3D Dispalcement (3ds Max), Height Map Dispalcement (3ds Max) в канал displacement свитка Special Purpouse Maps, то я убрал замочек с пункта Displacmeent в свитке mental ray connection.
Затем я добавил шейдер Height map Dispalcement (3ds Max) и в канал Height Map добавил обычную карту Tiles.
Произвел настройки в параметрах шейдера, указав Minimum Height и Maximum Height, затем в окне Render Scene настроил параметры смещения, и у меня вышло следующее.
Рис. 7. Тестовая визуализация сцены с кубом, здесь я уже добавил шейдер Height Map Dispalcement.
Как видите резкие края, не обеспечивают реалистичности модели, для исправления этого в материале Arch & Design есть свиток Special Effects, в нем есть группа Round Corners, она обеспечивает сглаживание резких граней, как на геометрии созданной обычной сеткой, так и на геометрии с применением displacement.
Рис. 8. Параметры свитка Special Effects.
Для задания сглаженности углов используйте параметр Fillet radius, если же ваш объект пресекается с другим и при пресечении создается кромка, то прибегните к использованию флажка Blend with other materials.
После установки параметров в Round Corners я провел тестовую визуализацию, у меня получилось вот что:
Рис. 9. Финальная картинка, со сглаженными углами кладки, при использовании Round Corners.
При использовании материала Arch & Design можно создавать кирпичные кладки с плавными углами кирпичей и не только, что поможет создать очень реалистичную картинку.
Создание displacement maps в ZBrush 3 и использование их в 3ds Max и mental ray.
Данный микро урок я посвящаю теме ZBrush и созданию в нем displacement карт для последующего использования их в 3ds Max.
Как же использовать ZBrush я вам расскажу на примере модели монстра из первого микро урока, созданной моим другом Антоном Чеченевым (aka Cafe HypAnimatico), за что ему огромное спасибо и уважение.
Модель выглядит так.
Рис. 10. Модель монстра, скриншот окна проекции и тестовая визуализация без применения карт смещения.
Данный урок ориентирован на пользователей, которые уже знакомы с общими принципами и интерфейсом ZBrush 3, но хотят узнать, как создавать карты смещения и добавлять их в основное приложение визуализации.
Первое что я сделал – это импортировал модель монстра в ZBrush посредствам файла формата obj. И сгладил её до 6 уровней. Модель приняла вот такой вид.
Рис. 11. Модель монстра импортированная из 3ds Max в ZBrush 3.
Рекомендую вам при создании моделей персонажей для последующей их обработки в ZBrush (или MudBox) уделять особое внимание топологии, все модели должны обладать 4-х угольными полигонами! Не треугольными, пятиугольными и более, а именно 4-х угольными! В свойствах экспорта obj файла, установите параметр Polygons в группе Geometry пункт Faces (в экспортере для 3ds Max).
Далее я детализировал модель до вот такого вида.
Рис. 12. Детализированная модель монстра.
Теперь пришло время создать карту смещений.
Я воспользовался модулем Multi Displacement 3, находящимся меню ZPlugin > Multi Displacement 3.
Рис. 13. Меню ZPlugin с выбранным пунктом Multi Displacement 3.
Указав размер текстуры в 2048х2048 pix, я перешел к настройкам параметров экспорта.
Щелкнув на кнопке Export Options, откроется окно с настройками экспорта карт смещения, и нормалей.
Рис. 14. Окно параметров экспортера Multi Displacement 3.
Для экспорта своих карт, я выбрал пункты: D32 и D16 это означает что данный экспортер будет экспортировать карты смещений двух видов – изображения с 32 битами на канал, и карты с 16 битами на канал. Когда вы выбираете новый тип или меняете его на другой тип, то нужно отключить или включить его посредствам нажатия кнопки Status.
При помощи ползунка, находящегося в правом нижнем углу с сэмплом изображения, вы можете настроить яркость и контрастность будущей карты.
После того как вы указали все настройки, и закрыли окно настроек экспортера, начинайте экспорт текстур. Для этого нажмите кнопку Create All. Но хочется сразу вас предупредить, что создаваемая карта, зависит от разрешения вашей модели, например я не смог экспортировать модель при 7-ми уровнях сглаживания, но смог спокойно экспортировать её при 6-ти, будьте внимательны.
Рис. 15. Процесс экспорта карт смещения.
После экспорта я открыл полученные карты текстур в Adobe Photoshop.
И сравнил их карта в 32 бита на канал, предает больше деталей, чем карта на 16 бит, НО есть небольшое НО. 3ds Max не поддерживает 32 битный формат tiff. Как же этого избежать? А просто, в Photoshop выберите меню Image > Mode > 16 bits/channel. Затем, если у вас карта текстур оказалась развернутой на 180 градусов, то разверните её в соответствии с разверткой вашей модели, используя команду Image > Rotate Canvas > 180 град.
Рис. 16. Редактирование карты текстуры в Adobe Photoshop.
Для сравнения вида 32 битной карты и 16 битной вы можете посмотреть на этот скриншот.
Рис. 17. Вид карты созданной в 32 bit формате (слева) и в 16 bit формате (справа).
Затем, в 3ds Max я воспользовался стандартным материалом и свитком mental ray Connection, для того, что бы создать простой материал с применением шейдера смещения. В свитке mental ray Connection я снял «замочек» с пункта displacement в группе Extended Shaders, и добавил шейдер 3D Displacement (3ds Max).
Рис. 18. Создание материала с шейдером смещения 3D Displacement (3ds Max).
Рис. 19. Установка параметров карты текстуры для параметра Extrusion Map в шейдере 3D Displacement.
В самом шейдере 3D Displacement (3ds Max), я указал следующие значения в параметрах Displacement Length и Extrusion Strength – 10,0 mm и 65,0 соответственно.
Рис. 20. Настройка шейдера 3D Displacement (3ds Max)
В окне Render Scene я выполнил следующие настройки: указав Edge Lentght = 1,0 pix., Max. Displace = 1500,0 mm, Max. Subdiv. = 64K. Флажки View & Smooth я оставил нетронутыми, т.е. включенными.
Рис. 21. Параметры в окне Render Scene.
Произведя визуализацию, я получил вот такой вот результат.
Рис. 22. Результат визуализации карты смещения примененной к модели в 3ds Max.
И не забывайте про совет, старайтесь создавать не только карту смещения (displacement), но и карту рельефности (bump) т.к. карта смещения может не передать всех мелких деталей на модели и при этом, если вы накрутите очень серьезные настройки. Вы можете не дождаться пока компьютер, обработает вашу модель, или чего хуже просто не хватит ОЗУ и 3ds Max сообщит вам об ошибке.
PDF версия урока.
В данном pdf файле на 39 страниц, Вы найдете все две части урока по displacement в mental ray и сможете его распечатать на листах формата А4. Так же в данном документе дано содержание на все пункты урока, с ссылками на них, это позволит вам быстро переместиться на интересующий вас раздел.
Скачать файл, вы можете, щелкнув ЗДЕСЬ. (Объем 10 Мб.)
Внимание! Убедитесь, что у вас есть Adobe Acrobat Reader (загрузить) версии не ниже 7.0, или аналогичная программа, поддерживающая формат pdf.
На этом, рассказ о возможностях displacement в mental ray для Autodesk 3ds Max 9, завершается. Все дополнительные вопросы вы сможете задать мне «постучавшись» в ICQ или написав мне письмо на адрес dimson3d@mail.ru.
Если у вас есть что добавить к данному уроку или вы хотите поделиться опытом по созданию displacement, то пишите в теме форума, посвященной дополнениям к данному уроку.
С уважением, Дмитрий Чехлов (aka dimson3d).