Arnold for C4D 07【材质(一)】Standard Surface shader 标准曲面着色器

从这篇开始,我们来讨论Arnold材质,这是Arnold渲染器中最最最重要的部分,很炫很酷。内容很多。会分成好几章节来讲解。
首先出场的是Standard_shader,它在Arnold中最为强大,可以模拟多种材质,例如塑料、玻璃、金属等等。

新版Arnold中对应Standard_surface着色器。


下面就具体来看一下。

1、首先创建一个场景,场景中包括一个物理天空,三盏灯,一个球体,一个抽象对象以及一个隐藏的对象(高脚杯):

2、新建一个Arnold标准材质:创建→Arnold→Surface→standard_shader

3、将材质赋予场景中的两个可见模型,双击材质,打开材质编辑器,默认可以看到如下图:

材质编辑器

P.S.Arnold新旧版本的材质编辑器变化还是挺大的,新版内置了很多材质可以直接选择。举个栗子:新版中新建材质默认情况下是塑料材质,如果我想要一个玻璃材质,在以前版本中需要调节很多参数才可以做到,新版中可以直接在Material中选择玻璃材质,在IPR窗口中便可以看到改变,Duang~的一下你就得到了一个比较完美的玻璃材质:

玻璃材质

4、启用Metalness(金属性),还会有很多种Metalpresets(金属预设)可以选择:

金属预设
标准着色器属性新旧版本Arnold对比:

新版本更加“节能”,并且增加了很多预设,合并了很多功能,如果打开的C4D文件中存在老版本的材质,就会显示下图中黄色字段,提示用户:不能保证所有情况下都保留一样的外观...

材质编辑器新旧版本对比

材质编辑器中【各向异性】:控制镜面反射(即高光)方向,当该值为0.5时,镜面反射不具有方向性;提高该值会使镜面反射沿水平方向拉伸;降低该值会使镜面反射沿垂直方向拉伸。各向异性的方向也可以由贴图来控制。

可以在Base选项中定义材质曲面的基础颜色,例如上图中我选择了一个淡紫色,IPR中可以看到对象变成了紫色。
对象的整体色彩也可以用贴图进行控制,下面来简单演示一下:打开网络编辑器→添加image节点→选择需要的图片→将image节点连接到standard_shader节点,松开鼠标左键,会自动跳出下图中菜单,选择Base中的color属性:

添加image节点

完成image节点链接后,该图片颜色会自动覆盖原来设置的颜色,对象的整体颜色便由你选择的这张图片控制了:

成功添加image节点后效果

如果材质预览(下图中标出的那些小小窗口)是黑色或者没有呈现你最新设置的样子,是因为开启了 IPR Window的实时预览,Arnold一次只能渲染一个窗口,所以开启 IPR Window的实时预览时,其他预览窗口就会保持不变。关闭后即可看到最新设置的材质预览:

材质预览

新版Arnold在很多属性中都提供了预设,具体效果就不一一演示了,大家可以自己多试一下,看一下具体是什么效果。

贴图不仅可以控制对象的颜色,也可以控制权重(Weight)、粗糙度(Roughness)等。贴图中色彩越重的区域影响越大,色彩越淡,影响越小。

举个栗子,使用棋盘贴图来控制对象的镜面反射粗糙度,白色区域粗糙度为1,黑色区域为0:

贴图控制粗糙度

可以在网络编辑器中设置贴图的相关属性:

贴图属性

Mip映射(Mip-mapping):Mip-mapping的核心特征是当物体的景深方向位置发生变化时,Mip映射根据不同的远近来贴上不同大小的材质贴图,比如近处贴512x512的大材质,而在远端物体贴上64x64的贴图。这样不仅可以产生更好的视觉效果,同时也节约了系统资源。

接下来讲一下透明材质需要注意的地方:
新建一个玻璃材质,并赋予高脚杯,可以看到,高脚杯在默认情况下渲染出来的图像有很多黑色:

玻璃材质示例

这是因为光线深度的透射不够,提高Transmission(透射)数值,并且给该对象加一个Arnold标签,关闭Opaque,这样玻璃高脚杯的阴影就正确了:

玻璃高脚杯正确阴影示例

这种情况还适用于,当一个透明对象包裹另一个对象时,如果不添加Arnold标签并关闭Opaque,两个对象的交集就会呈现黑色,关闭后就会得到正确的结果:

是否关闭不透明对比图

总结一下

  • 凡是有关透明度的对象,都务必要禁用Opaque选项;
  • 可以调整透明材质折射、透射颜色,阴影颜色也会继承该颜色,不过不推荐使用这种方法模拟有色玻璃,因为真实的玻璃会根据其厚度呈现不同的颜色,较薄的地方颜色浅,较厚的地方颜色深,如果用这种方式模拟有色玻璃,所有的颜色都是一样的,不会考虑到厚度的问题。当然你也可以用贴图来控制透明对象的各项参数;
  • 在透明对象的材质设置中,有一项IOR(折射率)参数,控制光线的弯曲程度,例如玻璃的折射率是1.51,水的折射率是1.33,钻石的折射率是2.41...1.0就是没有折射。可以参考常见折射率表设定参数,模拟需要的透明材质;
  • Roughness(粗糙度)定义折射的清晰或者模糊,可以用来模拟毛玻璃等;
  • Transmission(透射)会根据光线行进的距离进行过滤,折射光线行进的越长,越会呈现出透射的颜色,就像玻璃越厚的地方越会呈现出更深的颜色;
  • 一旦涉及到贴图就要注意UV和透射模式。

Subsurface(次表面)

下面讲一下【Sub-sursfce scattering(次表面散射)】人称3S,在新版Arnold中,去掉了这一单独选项,对应选项是【Subsurface(次表面)】

Subsurface属性

3S是指当光线进入对象时,在内部发生散射,后面讲到皮肤(skin)着色器时,我们再来深入讨论次表面。现在先简单讲解一下。
提高次表面权重,光线就会在对象内部发生散射;权重控制次表面效果的强度,例如,当我们提高权重值时,颜色会变得更深:

权重值不同效果

Radius(半径)指没个采样影响的范围,提高该值,可以使次表面效果更平滑;三个值分别代表RGB,可以设置不同的值,比如R的值越高,色彩就越偏向红色;提高半径值可以使光线“钻”的更深,得到更强烈的效果:

次表面不同半径值对比

Emission(自发光)

允许对象产生照明效果;不建议使用自发光来照明,这种照明方式会产生较多的噪点、渲染速度慢、无间接照明;建议使用mesh_light。之前在讲灯光的时候讲过这一点,在此不多赘述,需要的童鞋可以再看一下灯光详解
同样你也可以修改自发光的各项参数:折射、散射、透射等,也可以使用贴图来控制这些参数。

有关各项参数详解请移步:Standard Surface参数详解


以上就是标准材质的相关内容,最强大也最实用。希望大家多多练习,实际操作一下,看一下各项参数在不同设置下所呈现的不同效果。
下次见~~
(具体时间不详)

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