Blender材质制作中的5个小技巧

在整个 CG 制作的过程中,着色实际上是最为重要的一步,我通常要经过大量的不断调试,才能获得一个基本符合预期的材质效果,然后才是后面的贴图,而这也不过是为了让效果更接近预期一点而已。

Blender材质制作中的5个小技巧

当然了,建模、贴图和灯光也是非常重要的,但是着色这一个环节确是决定了你的画面主角呈现效果,能让人在看到这个作品时,可以感知那种摸上去的感觉,是柔软还是坚硬,材质的这些设置将决定加上光照并开启渲染后的最终效果如何。
Blender材质制作中的5个小技巧

着色可以理解为一种包含各种混合、数学计算和规则设计的结合,但在这篇文章中我不会讲太多这些理论,而是以一些实例来做演示。

1. 了解材质

你可以观察一些类似的材质,了解它们的特质,不过如果我们希望在材质设计上更进一步,那么也许还要再深入一些,去试着理解这个材质为什么看起来是这个样子的。

举个简单的栗子。

Blender材质制作中的5个小技巧

好吧,它看上去是不是特别像一个漫反射表面加上一些高光效果的材质?


Blender材质制作中的5个小技巧
Blender材质制作中的5个小技巧

是不是很简单,但是如果你希望更进一步让你的材质看上去真实,我们还需要对这样的设计做一些优化...

陶瓷是一种很泛的材质类型,很多物体都可以称之为陶瓷,例如餐具、瓷砖、杯子甚至是外太空飞船上的吸热遮罩!不过我们还是控制一下脑洞,先看看这个茶壶吧。

瓷器实际上是一种用水将特殊的粉末材质混合起来,并由艺术家雕刻出各种造型,再放置在大约1000度的环境中烧制,最后烘干抛光完成。

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上图中,你也许会觉得这仅仅是一个简单的漫反射材质,但是如果再仔细观察一下,你可能会注意到一部分位置的材质是半透明的。这是因为用于制作陶器的主要成分虽然是高岭土,但是还会有一些石英等材质被混杂了进去。

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石英是一种几乎和玻璃一样透明的材质(实际上,石英也是一种用于制作玻璃的材料),那么当陶瓷混入了这样的成分之后,成品上自然会产生一些透明的效果。

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那么在第一次烧制的时候,炙热的温度会首先去除掉材料中的水分,然后会取出并上釉,以便在第二次烧制的时候可以保护表面,并形成一种光亮的表面高光效果。

所以,在了解了材质的制作工序后,我们再回到 Blender 中看看如何重现...

我通常喜欢以漫反射为起始步骤,由于陶瓷可以被看做是一种高密度的粉末型物体,所以除掉具有高光平滑效果的釉面,其表面应该很粗糙,那么这里就需要增加物体的粗糙度,结点如下:

Blender材质制作中的5个小技巧
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接下来是半透明的部分,我们可以使用一个次表面反射的着色结点,因为这样的效果比起纯透明会更准确。事实上,我用上了两个次表面反射结点,其中一个的半透明效果会比另外一个强,这样可以产生一种衰减的渐变效果。

Blender材质制作中的5个小技巧
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现在,这个茶壶看上去光滑多了,不过表面很平淡。

如果你感觉不出来,可以看看这个对比动画,我同意其实这样的区别是恨细微的,但这也正是材质最难把握的地方,下面的每一步都是在为微小的细节做改进。

现在添加一些反射:

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(注意:所有的混合结点参数都设置为0.35只是一个调试中的巧合啦,并没有什么特殊的含义)

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同时你还可以看到,我用了一个层权重结点来混合高光的反射部分,这点很重要,确保了两者的效果可以完美匹配...

2. 菲涅尔反射

你可能找不到那本讲材质的书不讲菲涅尔的,至少在我心里这是一种相当重要的材质选项,仅次于光能守恒定律

那么什么是菲涅尔呢?你可以简单地理解为一个用来展示低角度表面的反射效果,在渲染中如果你漏掉了菲涅尔,那么你的物体表面看上去就会稍显不那么真实。

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其计算的部分其实是这样的:

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那么在结点联接中,将菲涅尔的输出作为混合的输入即可:

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菲涅尔结点相比较层权重结点,可以让你更准确地选择IOR(折射率)参数,如果你知道一些真实物体折射率,那么直接填进去就行了,而层权重结点则需要让你由肉眼来判断,并调节出一个0到1之间的经验参数。

3. 确保有正确的反射效果

我经常看到很多人为了追求真实渲染,花了大量的时间去琢磨材质,可是环境设置上却只是使用了一盏普通的面光源,以及一个纯色背景,这种方式显然是错误的。

对于金属来说,反射对于反应其表面质感起着相当重要的作用,所以无论如何,都要给材质一个可反射的环境效果。

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而实际上,大部分材质都需要一个反射效果,所以在场景的设计上,一定要考虑给出一个合理完整的环境设计。

最简单的方式,当然是使用 HDR 环境贴图,我甚至通常会直接用它来照明(如果是使用照片采样来制作的贴图),其给出的反射效果十分合理而且复核真实世界中得光线表现。

4. 多观察你的制作对象

做的太久,不如停下脚步,再回过头仔细观察一下你正在制作的参考物体,你确定你的观察足够仔细了吗?我相信一定还不够。

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我在结点插件 Node Wrangler 中增加的一个结点,专门用于查看材质效果的 Emission Viewer,和默认的 Viewer 很像,不过仅用于结点。

如果你在一个结点上单击  Ctrl+Shift+Click ,系统将默认联接至一个 Viewer 结点,同时你可以在视图中查看到当前结点的效果,包含结点图中每一个步骤的输出预览。

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5. 尝试多种灯光的设置

我经常在为物体添加完材质后,一旦将其放进场景后才发现,在光照下的效果和我的期望效果完全不同!这是因为我在场景中使用的灯光,和我在设计材质时使用的灯光环境是不一样的。

如果你在制作一幅静帧作品,那么从头至尾使用同一个灯光设置就可以了,但是如果你是在制作一个动画,或者是游戏,那么你得需要考虑一下你刚做好的材质将会出现在不同的灯光环境下,那么效果自然会有所变化。

为了解决这种问题,我会在同一个物体上使用多种 HDRI 照明,然后在制作材质的过程中不断切换光照环境,然后测试我的材质设计是否合理正确,直到达到我满意的程度。

Blender材质制作中的5个小技巧

PS:如果你希望在制作中可以更方便地切换 HDRI,请随时关注我们的更新,我们大约会在6月发布一个 HDR 的库管理插件 ;)


讲了这么多偏理论的东西,希望还是能为你的材质设计提供一些思路,如果你希望了解更多材质设计的相关内容,我推荐两篇 Marmoset 的文章

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