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3DS y VRAY - La guía definitiva (MATERIALES) Parte 1

Advertencia: Este post no será corto ni será divertido, pero te prometo que si no entendés Vray conmigo, no lo vas a entender en tu vida.

Dada la cantidad de gente que día a día me consulta con respecto a dudas generales para la creación de materiales Vray, hago mi primer post-guía relativo a eso.
Cuando tenga más tiempo haré alguna guía con respecto a iluminación, o a parámetros de renderizado.

En esta primera guía, veremos los parámetros de DIFFUSE y de REFLECTION, para luego seguir avanzando en la segunda

Antes de empezar, les dejo el link a nuestra página de modelado 3D y renderizado, la cual les agradecerá tener su LIKE y sus comentarios para así poder crecer.

www.facebook.com/AQrendering

MATERIALES VRAY

Qué es un material Vray?
Por empezar, Vray es un motor de render externo, osea que no es un programa en sí mismo. Es un plugin para agregarle a programas como 3dsMax, SketchUp, etc.
Si bien es similar el uso de Vray en los diferentes programas, mi tutorial estará enfocado en su utilización para 3dsMax.
Lo bueno de Vray es que no solo es un motor de renderizado, sino que además utiliza sus propias iluminaciones Vray y materiales Vray, para que compatibilicen totalmente a la hora de sacar los cálculos. He aquí la creación de sus materiales, para su posterior renderización.

1. Una vez configurado Vray Adv como motor de render, abrimos el editor de materiales.
Como se puede apreciar, los materiales que aparecen por default son los standart de 3DS, por lo cual lo primero que tenemos que hacer es seleccionar cualquiera de las esferas, ir a STANDART -> Pestaña Vray -> VrayMtl (Vray Material)




2. Ahora sí, estamos de 0 con un material básico de Vray.
Por qué básico? Porque tiene un color gris exacto entre el negro perfecto y el blanco perfecto, no refleja, no transparenta, no ilumina, no nada. Está listo para empezar a laburarlo.

Con qué nos encontramos? Y acá es donde vamos a ir punto por punto, explicando para qué sirve cada parámetro del material.

DIFFUSE:
Es el color o textura que vamos a utilizar como base para nuestro material.
Si elegimos un color, se abrirá la típica paleta de colores de cualquier programa, permitiéndonos elegir con exactitud el que deseamos. Es importante decir que ni en la naturaleza ni en Vray, existe un material blanco puro ni negro puro. Por eso mismo a la hora de elegir un blanco o un negro, los valores de Red/Green/Blue deberían estar entre (2,2,2) y (245,245,245), ya que sino el material no absorberá la luz y tendremos un mal funcionamiento del mismo.



La otra opción es utilizar una textura, y acá es donde nos encontramos con un mundo de posibilidades, ya que 'textura' es una manera simple de decir que vamos a elegir un map o 'mapa' en vez de un color. Si bien sí puede ser una textura propiamente dicha (cualquier imagen que encontremos en internet, siempre buscando con la mejor calidad y cantidad de pixeles posible); tenemos la opción de elegir entre un sinfín de diferentes opciones de mapas, tanto los standart de 3DS (Maps -> Standart) como los de Vray (Maps -> V-Ray).
Por el momento nos enfocaremos a una textura común, como puede ser la siguiente que encontré en Google buscando con 'Texture floor'.



Acá el primer punto importante de las texturas. Tanto 3DS como cualquier programa de renderizado, utiliza una textura y la repite indefinidamente tanto en lo vertical como en lo horizontal.
Es por eso que a la hora de elegir una textura, tenemos que ser conciente que si la misma no está preparada para este fin, veremos una repetición poco realista en nuestro material.
Si no saben preparar una textura para mapear, siempre busquen texturas TILEABLES o SEAMLESS en Google, las cuales están preparadas para repetir sin problemas. No tienen sombras, y los bordes están listos para unirse a la misma textura en su parte contraria.
De más está decir que si queremos hacer un piso de madera, y la textura tienen 10 tablones diferentes en vez de 100, cada tablón se verá más veces en nuestro piso. Por eso es importante buscar texturas de gran tamaño.

Si bien no es la textura más hermosa que haya visto, servirá muy bien para ejemplificar claramente los parámetros de Vray.

1. Colocar la textura.
Al hacer click en el cuadradito negro que tenemos de costado del color, elegimos qué tipo de mapa queremos utilizar. En este caso al ser una imagen, elegiremos BITMAP que es simplemente un mapa de bits.



Nos abrirá el explorador de archivos de Windows, haremos doble click en la imagen que bajamos de internet y la textura ya estará cargada. Acá es donde aparece éste panel:



Acá es donde el novato de 3DS se empieza a perder porque de golpe se le empieza a cambiar todo. Qué ocurre? Ocurre que al agregar la textura, nos aparecen los parámetros del mapa que acabamos de insertar. Es por eso que encuadré 3 botones importantes.

El primer botón que es como una pipeta, es el que nos da la posibilidad de ver la textura aplicada en la esfera de los materiales, o la textura en plano. Hasta acá no hay ningún problema.
El segundo botón es el que nos permite 'subir' o 'volver' a los parámetros generales del material, y el tercer botón es el que nos permite desplazarnos a otros parámetros o modificadores, en el caso de que le apliquemos.
Acá dejo un simple esquema de ésto que digo, que funciona cual árbol genealógico de primaria.



Volviendo al tema del panel que aparece, si bien hay decenas de parámetros a modificar, me quiero dedicar a los más importantes en éste momento.



Blur: Este parámetro nos permite regular el nivel de detalle que tendrá nuestra textura cuando se la vea desde un ángulo. Si el parámetro está por defecto en 1.0, significa que cuando la textura (por ejemplo en el piso) se aleje, cuando tome perspectiva, se hará más difusa y menos exacta, como si fuera desenfocada. Generalmente 0.4 - 0.6 es un buen valor para colocarle a las texturas, ya que es un intermedio entre una pérdida de detalle importante, y un detalle irreal.

Filtering: Es el filtro que manejará también el detalle de la textura con respecto al ángulo de la cámara. Por defecto viene Pyramidal que es el básico de 3DS, aunque el preferible es el Summed Area. El problema de éste último es que tarda un 400% más de renderizar al utilizarlo.

View Image: Si bien sirve para ver la textura en gran tamaño, éste botón sirve bastante ya que con hacerle click derecho en la imagen, nos aparece la proporción y cantidad de píxeles de la misma, lo cual nos evita tener que ir a las propiedades del archivo en Windows y nos permite rápidamente conocer la proporción de la imagen a la hora de mapear.

El resto de los parámetros son en su mayoría los que definen la rotación y repetición de la textura en la escena. No soy de utilizar demasiado ésto, ya que lo hago con el mapeo luego, aunque cabe aclarar que los parámetros Angle U V y W nos permiten rápidamente rotar la textura del material (Caso machimbre horizontal o vertical, etc) con un simple 45º o 90º.

Por ahora no tocamos más nada de la textura, simplemente ponemos 0.4 en el blur y volvemos a los parámetros generales del material con el botón que les expliqué antes 'Go To Parent'.
Para éste tutorial voy a utilizar la escena de pruebas de materiales que nos proporciona la página Vray-materiales.de a la cual simplemente le bajo la calidad, le cambio un par de parámetros y le coloco un box en vez de la esfera que viene standart. A ese box de 0.15cm x 0.15cm x 0.25cm lo mapeo normalmente con UVW Mapping 1.0m x 1.0m x 1.0m (No me voy a explayar con nada de esto en este tutorial, ya que es específicamente de materiales.


Acá es donde aparecen dos nuevos botones. El 1ro es para asignar el material al objeto seleccionado, y el 2do es para que el material aparezca colocado en el objeto.



Quedaría algo así:



Hasta ahora no hicimos nada raro, creamos un material Vray, le cargamos un Bitmap como textura (para el que nunca entendió el porqué de la M en el recuadro, es cuando le cargamos un MAP), le modificamos a 0.4 el blur para que tenga más detalle en los bordes, y la aplicamos a la caja. Ahora sí, vamos a lo realmente importante del post.

ROUGHNESS:
Este parámetro si bien traducido vendría a ser 'rugosidad', lo que hace es similar alguna especie de polvo o microgranulado, por decirlo de alguna manera, al material. Realmente no es muy utilizado ya que se llega a mejores resultados de otras formas, pero es importante que lo conozcan.
Generalmente se combina con el REFLECT para lograr reflejos menos nítidos, emulando por ejemplo un metal sucio o con polvo.

Acá un buen ejemplo de Viscorbel:



Adjunto la primera de las muchas tablas ejemplo que nos proveen los de Vray, donde se puede apreciar el efecto de Roughness combinado con el Fresnel IOR. No voy a hablar mucho al respecto ya que como dije, es poco utilizado.



IMPORTANTE: Tanto el roughness como muchísimos de los parámetros en Vray, se alteran desde un valor mínimo a un valor máximo con valores del 0.0 al 1.0, o en su defecto con escala de grises con valores del blanco total (1,1,1) al negro total (255,255,255).
Sería ir del 0% al 100% pero de forma numérica o gráfica. Esto lo utilizaremos en casi todo el tutorial.


REFLECT:
Acá es donde empieza el baile.
El reflect es el parámetro que le dice al Vray qué cantidad de luz va a reflejar el material.
Como dije antes, en este caso se maneja con escala de grises, siendo el BLANCO totalmente reflexivo, y el negro totalmente opaco. Si utilizamos un color en vez de escala de grises, el reflejo se tornará para ese color, en vez de ser exactamente el color de la luz que está reflejando.



Nuevo ejemplo (Utilizo los de Viscorbel para no estar modificando mi textura constantemente) donde se ve un VrayMtl básico, con diferentes valores de reflect.



Lo importante de este tutorial, es que se entienda el porqué y el cómo de cada parámetro. Es por eso que me interesa decir algunas cosas no menos importantes y no tan obvias. Cuando uno carga una textura como la que cargamos nosotros, el programa no tiene manera de saber que una cosa es la baldosa y otra cosa es la junta. Tampoco tiene forma de saber si la baldosa refleja más o menos en un lugar o otro, si es porosa o no es porosa.
Cuando uno solamente modifica el valor de Reflect, lo que hace es decirle al programa que TODO EL MATERIAL, cual si fuera un color, refleja más o menos. Al mismo tiempo, el color o la textura que tenga el Diffuse, altera el reflejo en sí. Acá dejo un buen ejemplo del mismo VrayMtl básico (sin la textura) donde con solo cambiar el color a blanco, o a negro, y manteniendo el valor de Reflect en blanco total (máximo reflejo) no refleja lo mismo.



Acá nuestro material con la textura, y el Reflect en blanco total.



Tablita de reflejo aproximada:

Metales
Aluminio pulido, 80 - 87%
Aluminio mate, 80 - 87%
Aluminio anodizado, 65 - 75%
Mate de aluminio, 55 - 75%
Pintura de aluminio, 55 - 65%
Cromo pulido, 60 - 70%
Acero, 25 - 30%
Alto contenido de cobre pulido, 60 - 70%
Latón muy pulido, 70 - 75%
Compuestos
Roble claro (pulido), 25 - 35%
Roble oscuro (pulido), 10 - 15%
Aglomerado de madera, 25 - 40%
Papel blanco, 70 - 80%
Cerámica

Granito, 20 - 25%
Piedra caliza, 35 - 55%
Mármol pulido (dependiendo del color), 30 - 70%
Estuco claro, 40 - 45%
Estuco oscuro (en bruto), 15 - 25%
Concreto (en bruto), 20 - 30%
Ladrillos nuevos, 10 - 15%
Azulejos blancos, 75 - 80%
De vidrio, 5 - 10%
Acabados
Esmalte blanco, 65 - 75%
Lacado en blanco, 80 - 85%
Plata espejo, 80 - 88%
Espejo muy pulido, 92 - 95%
Color diffuse también afecta a la intensidad de la reflexión. El blanco refleja todo el espectro de color visible, mientras que el negro absorbe todos los colores.
Blanca, 75 - 85%
De color gris claro, 40 - 60%
Gris medio, 25 - 35%
Gris oscuro, 10 - 15%
Azul claro, 40 - 50%
Azul oscuro, 15 - 20%
Luz verde, 45 - 55%
Verde oscuro, 15 - 20%
De color amarillo claro, 60 - 70%
Café, 20 - 30%
La luz roja, 45 - 55%
De color rojo oscuro, 15 - 20%
Negro, 2 - 5%


Algunos se preguntarán, por qué refleja mucho más de costado que de frente?
Ahí es donde entra el Fresnel Reflection que por defecto viene tildado.



La mayoría de los materiales en la realidad excepto los metales, tienen Fresnel Reflection. En criollo significa que los materiales reflejan más en sus ángulos y menos en el frente. Esto lo pueden apreciar simplemente mirando a su alrededor, o recordando los antiguos monitores de PC donde si lo mirábamos de costado parecía un espejo, y de frente se veía perfecto.

Acá una gráfica de como funciona más o menos ésto:



Ejemplo:



Por defecto el Vray tiene activado el Fresnel, y el valor de Fresnel IOR viene bloqueado en 1.6. Este valor lo que hace al desbloquearlo con la 'L' es que nosotros modifiquemos la incidencia de las luces con respecto a los ángulos del material. Es un poco confuso explicarlo, y es por eso que no hace falta entender el porqué de todo, sino simplemente saber como funciona.
Lo importante es saber que existen varias tablas-guía donde aparecen los valores de Fresnel IOR para muchos materiales en la realidad.



Acá dejo algunos de los famosos ejemplos:

Agua 1.33
Plástico 1.45
Vidrio 1.5-1.8
Diamante 2.4
Materiales compuestos como hormigón, madera, etc 3-6
Metales 20-100


Hasta ahora sabemos cómo modificar la incidencia de la luz en un material, haciéndolo más o menos reflexivo; y al mismo tiempo aprendimos como modificar el reflejo con respecto a su forma.
Pero qué pasa cuando el material (reflejando más o menos) no refleja perfecto tipo espejo, sino que el reflejo se difumina en la superficie?

Con ustedes, REFLECTION GLOSSINESS



Este parámetro lo que hace es justamente, difuminar el reflejo en la superficie. Con solo apreciar una baldosa, una madera barnizada o cualquiera elemento de nuestro hogar, podemos ver que la luz no se refleja cual espejo, sino que se refleja de diferentes maneras, esparciéndose más o menos en la superficie, siendo más o menos difusa.
Dependiendo del valor entre 0.0 (totalmente difusa) y 1.0 (totalmente perfecto) modificamos la incidencia del reflejo.

Nuestro cubito, con valor 0.65:



Viscorbel siendo mejor ejemplo:



Combinación Glossiness - Fresnel IOR



Lo importante de ésto es saber que si bien hay tablas bastante genéricas que nos dan valores aproximados para cada material, ésto es prueba y error. Acá es donde ustedes ven mi cajita y dicen a bueno, se te pixeló todo. Ese granulado que ven, inexacto, es que nuestro material tiene 8 subdivisiones en el Reflect Glossiness. Eso significa que tiene muy poca calidad, pero se renderiza rápido. A mayores subdivisiones, mejor calidad de Reflect Glossiness y mayor tiempo de render.
No me pregunten porqué, porque no quieren saberlo, pero los valores son generalmente múltiplos de 8. (8, 16, 24, 32, 64, 128) tanto para las subdivisiones de los materiales, como de las luces. Esto tiene que ver con la forma de calcular éstos parámetros nuestra computadora.

Acá les dejo la diferencia del cubito con valor 0.65 de Glossiness, pero con 8 subdivisiones a la izquierda y 64 subdivisiones a la derecha. Más que evidente la calidad, y el tiempo de render fué más del doble.



HIGHLIGHT GLOSSINESS

Complicado para explicar como él solo, así que voy a pegar textual las palabras de Vray y no me voy a gastar mucho en ejemplificar el tema ya que es más complejo de lo que ésta guía apunta.

Dentro de lo que son los reflejos, tenemos lo que son los reflejos de las fuentes de luz, y los objetos circundantes.
Por defecto el highlight glossiness está bloqueado al brillo de reflexión, porque en el mundo real son la misma cosa. Highlight glossiness es mejor conocido como Specular. Este toma el reflejo de una luz directa y lo agrega a la superficie del material, ya que la luz directa esta generalmente alrededor de la iluminación specular.
El motor de render Scanline propio del 3ds Max calcula la reflexión de esta manera, y aunque poco realista sigue siendo favorecido por algunas razones artísticas. Si el highlight glossiness está desbloqueado se puede controlar su forma de separar el brillo de reflexión. Esto se ha convertido en parte del método para lograr materiales de pintura para coches.


Bien, ya sabemos como hacer que el material refleje más o refleje menos, como definir el reflejo con respecto a sus ángulos y como modificar la perfección del reflejo en su superficie. Pero qué pasa cuando el material tiene diferencias de reflejo entre un lugar y otro? Nuestro material de baldosa claramente no refleja lo mismo en la baldosa que en las juntas, no? Una madera no refleja lo mismo en las partes más pulidas o mejor conservadas, que en las grietas. Hasta ahora sabemos como modificar el Reflect pero de forma general, en todo el material.

Cómo hacemos ésto? Fácil, si sabemos que negro es totalmente opaco, y blanco es totalmente reflexivo, agarramos la textura y la ponemos en escala de grises... diciéndole al programa donde va a reflejar más (parte pulida de la madera, baldosa) y donde menos (grieta de la madera, junta de la baldosa).

Para eso abrimos la textura con Photoshop.
1. Vamos al circulito de modificadores, y elegimos Tono y Saturación (hue..) y le bajamos la saturación a 0. Con eso ya tenemos la textura en escala de grises.



2 Otra vez a los modificadores, y elegimos Niveles (levels) y tocamos los triangulitos extremos y el del medio, hasta lograr que la textura refleje en los lugares que queremos.



3. Cuando terminamos, guardamos la textura como .JGP. En este caso mi textura se llama TexturaMarmol.jpg, por lo cual a mi mapa de Reflect que acabo de crear, le pongo TexturaMarmol_R.jpg. Hay que ser ordenado.
Más o menos lo dejé así:



4. Perfecto. Lo único que hay que hacer es cargar el mapa de Reflect tal cual hicimos con el mapa de Diffuse. Tocamos el cuadradito negro que está a la derecha del color de Reflect, vamos a BITMAP, buscamos la TexturaMarmol_R.jpg que acabamos de crear, le bajamos el Blur a 0.4 y volvemos con el botón para arriba, a los parámetros generales de la textura.

Quedaría algo así:



Fijense que modifiqué el Glossiness de nuevo a 1.0, por lo cual las subdivisiones dejan de tener importancia ya que no hay Glossiness que subdividir. Aún así las bajé a 8, solo por placer.
Vuelvo a hacer render:



Si bien no se llega a apreciar el efecto muy bien, lo que logramos es que la junta (de color negro, modificada en Photoshop) no refleja casi nada, y la baldosa que está en una gama de blancos y grises, refleja de poco a bastante según el sector que le asignamos. Si hubiéramos pintado de blanco totalmente las baldosas y negras las juntas, toda la baldosa reflejaría igual, en éste caso tenemos más o menos reflejo en diferentes sectores de la misma baldosa.

Lo mismo ocurriría con el MAP del Glossiness. Si bien generalmente se utiliza el mismo mapa para Reflect que para Reflect Glossiness (cuando pregunta si copiar normal o como instancia, le ponen como instancia así al modificar uno se modifica el otro), pueden crear un mapa por separado siguiendo los mismos pasos.

Recuerden que con el resto de las texturas funcionaría similar, en una madera lo negro sería la grieta, y tirando a blanco los sectores más pulidos. En el caso de que carguen la textura a Photoshop y el resultado de blancos/negros no sea el esperado, prueben con IMAGEN -> AJUSTES -> INVERTIR en su textura para que cambien de negro a blanco o de blanco a negro la totalidad de la textura.

Acá lo que sucede en los materiales cuando aplicamos un color de reflect VERDE en vez de escala de grises, cuando es un BITMAP como hicimos ahora y cuando es un mapa como SMOKE (lo veremos más adelante)



IMPORTANTE:
Cada vez que carguen un mapa en su material Vray, dentro de la pestaña MAPS que se encuentra más abajo de los parámetros que vimos hasta ahora, aparecen todos los mapas cargados hasta el momento dentro de cada modificador.



Desde acá pueden bloquear o deshabilitar el mapa que están usando simplemente con destildarlo, y eso va a hacer que sin necesidad de borrar el mapa (botón derecho, clear) desde donde lo cargaron, deja de funcionar hasta que lo vuelvan a habilitar. Donde antes aparecía una M mayúscula, ahora va a haber una m minúscula, mostrando que está por el momento deshabilitado.
El 100 que aparece al lado de la textura, es el % que ese mapa influye en su respectivo parámetro. Es decir, si está 100% como en la imagen, significa que el Reflect está totalmente manejado por el mapa, siendo el color que elegimos al principio insignificante. Si ponemos 50%, el Reflect estará modificado por el mapa que creamos, pero al mismo tiempo ese mapa estará 'teñido' 50% por el color del Reflect. Para qué sirve ésto? Para no tener que ir a Photoshop a oscurecer o aclarecer el mapa un poquito, simplemente modificamos el % y teñimos ese mapa más para el negro o más para el blanco, para que refleje más o menos en general, aunque específicamente le seguimos diciendo en un 50% donde reflejar más y donde menos. Capische?

Por último y para terminar ésta humilde guía, un modificador importante.
Vieron que cuando cargamos una textura, les mostré que subiendo vuelven a los parámetros generales del material, pero al mismo tiempo tienen un botón para ir a la derecha? Bueno, eso es si tenemos un modificador asignado, que en este caso no utilizamos, pero ahora vamos a ver uno.

Hacemos click en la M que tenemos en el mapa Diffuse (la textura, en color) y accedemos nuevamente a los parámetros de esa textura. Hacemos click donde dice BITMAP y elegimos un poquito más abajo, donde dice COLORCORRECTION. (Nuestro modificador)




Nos aparece un cartel que nos pregunta si queremos descartar el mapa actual, o si queremos mantenerlo y modificarlo. (Se borraría el BITMAP y simplemente sería un COLORCORRECTION). Le damos abajo a Keep, para que mantenga el BITMAP y simplemente agregue el modificador.
Nos aparece algo así:



Fijense que acá tenemos lo mismo que en Photoshop. Un lugar donde desaturamos el mapa para hacerlo blanco y negro. Qué ganamos con ésto? Que sin tener que entrar a PS para crear un mapa de Reflect por ejemplo, arrastramos la M del mapa Diffuse al cuadradito negro vacío del mapa de Reflect, le ponemos COPIAR (No instance, sino al modificar uno modificaría el otro), y una vez en el mapa de Reflect y haciendo esto, creamos nuestro mapa en escala de grises muy rápidamente.

En este modificador tenemos varios parámetros, tanto la saturación, como el poder colorear la textura en el caso de querer modificar nuestra textura base, así como también algunos parámetros similares al NIVELES de Photoshop. NO TOCAR donde dice Lightness (brightness y contrast) ya que arruinan la textura, para modificarlo bien hay que cambiar de Standart a Advanced y ahí sí, con esos parámetros de Gamma/Contrast, Pivot y demás, modificar los niveles del mapa.



Recuerden que para poder apreciar bien el mapa, doble click en la esfera del material para que les agrande la imagen, y destildan el botón que lo muestra en forma de esfera para mostrarlo en forma textura plana, así lo pueden apreciar mejor. Terminan de modificarlo y con el botón de arriba vuelven al material básico.



Acá dejo nuestro material como quedó, con el mapa de Reflect como instancia en el Glossiness, generando que la junta sea opaca y las baldosas sean reflexivas en mayor o menor medida dependiendo la escala de grises que le asignamos. Al mismo tiempo al tener el mapa de Glossiness igual que el reflect, donde refleja más es más consiso, y donde refleja menos es más difuso, generando manchoncitos grises en los sectores de la baldosa más lastimados.



Acá se termina la primera parte del tutorial de VRAY - MATERIALES.
Recordemos que vimos hasta ahora:


Dentro de DIFFUSE: Diffuse / Roughness
Dentro de REFLECT: Reflect, Reflect Highlights, Reflect Glossiness, subdivisiones, Fresnel Reflections y Fresnel IOR.
Modificador ColorCorrection y esquema de mapas con sus respectivos parámetros.

En la próxima parte iremos por los parámetros de REFRACT, BUMP y DISPLACE que creo son los más utilizados y simples de entender, dentro de lo que puedo explicar por acá.

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