IL MATERIALE MENTAL RAY. USO DEGLI SHADER PRINCIPALI.

Mental Ray possiede dei materiali e delle mappe (shaders) propie.
I suoi materiali sono indicati dal pallino giallo.

Qui considereremo il materiale Mental Ray.

MATERIALE MENTAL RAY.

Il materiale Mental Ray è costituito da una serie di canali in cui poter caricare le mappe (shader) di Mental Ray.

Il materiale risulterà visibile soltanto se viene applicato uno shader al canale SURFACE.

CANALE SURFACE.

Componente per la superficie del materiale.
Ad esso può essere applicata una qualsiasi mappa classica di 3DStudio, come una Bitmap.

Nel caso delle mappe classiche di 3Dstudio, occorre mantenere attivo sempre i parametri TILE, altrimenti la distribuzione della mappa sulla superficie non appare.

Come si nota però, inserendo una Bitmap direttamente nel canale Suface la superficie appare non ombreggiata. Vediamo quali sono gli shader che danno dei risultati corretti sul canale Surface.

DIELECTRIC MATERIAL.

Questo Shader simula il vetro.

Per ottenere l'effetto di trasparenza anche sulle ombre occorre applicarlo anche al canale PHOTON e attivare le caustiche.

In questo caso l'effetto è equivalente a quello che si ottiene con il materiale GLASS.

I parametri dello Shader Dielectric Material sono questi:

LIGHT PERSISTENCE.
Funziona insieme al PERSISTENCE DISTANCE. Controlla la percentuale di luce trasmessa dal volume.
Esempio:

Light Persinstence = grigio medio (R=G=B=0.5)
Persistence Distance = 2.

...significa che tutti gli oggetti con spessore = 2 unità saranno trasparenti al 50%.

In generale, gli oggetti con maggiore spessore risultano meno trasparenti, mentre quelli più sottili lo sonomaggiormente. Il punto di riferimento per la trasparenza è definito dal Light Persistence (livello di trasparenza) e Persistence Distance (spessore corrispondente).

Il Light Persistence serve anche a impostare il colore per il vetro e a filtrare la luce che gli passa attraverso. Occorre però regolare il parametro Persistence Distance basso, altrimenti il vetro (e l'ombra) appare incolore. Inoltre il colore deve essere lo stesso per lo shader applicato sul canale Surface e quello sul canale Photon (in genere sono istanze). E' comunque possibile assegnare colori differenti.

INDEX OF REFRACTION.
Indice di rifrazione. In generale aumenta con la densità del materiale.

OUTSIDE LIGHT PERSISTENCE e INDEX OF REFRACTION (OUT). Si utilizzano nel caso si abbiano 2 superfici rifrangenti adiacenti.
Il classico caso è il bicchiere di vetro contenente il liquore. il vetro ha un IOR= 1.5, il liquore IOR=1.3. Per riprodurre una situazione fisica accurata occorre utilizzare 3 materiali ditipo vetro: uno per il bicchiere, uno per il liquore e un terzo per le superfici dove il bicchiere e il liquore si toccano. Questa zona dovrà possedere IOR "interno" =1.3 e IOR "esterno"= 1.5

PERSISTENCE DISTANCE.
Indica la distanza alla quale la trasmissione della luce è ridotta del valore specificato in Light Persistence.

IGNORE NORNALS.
Quando è attivo non si utilizzano le normali per decidere se un raggio di luce sta entrando o uscendo dall'oggetto (in genere vengono utilizzate così le noramali della superficie), ma si conta il numero di volte che il raggio di luce interseca l'oggetto. La differenza è irrilevante.

OPAQUE ALPHA.
Quando è attivo il raggi rifratti che toccano l'ambiente generano valori opachi per il canale Alpha.

PHONG COEFFICIENT.
All'aumentare del valore cresce la lucentezza della superficie.

N.B.
Il materiale di tipo GLASS equivale al materiale MENTAL RAY con impostati gli shader Dielectric Material sui canale Surface e Photon.

GLASS (Lume)

Questo shader simula il vetro.

Vediamo i suoi parametri.

SURFACE MATERIAL.
Colore del vetro relativo all'effetto riflettente (per capire meglio vedi il comando Reflectivity)

DIFFUSE.
Colore del vetro.

REFLECTIVITY.
Moltiplicatore usato per mixare il colore del Surface Material con quello degli oggetti riflessi.
1= si vedono solo gli oggetti riflessi sul colore Diffuse.
0= si vede solo il colore del Surface Material.

Esempio:
Surface Material = blu.
Diffuse = verde.

Aumento di Reflectivity:

TRANSPARENCY.
Al diminuire del valore il materiale diventa opaco con il colore del Surface Material. All'aumentare diventa trasparente con il colore Diffuse.

LIGHTS.
Qui vengono inserite le luci che contribuiranno a creare l'effetto. Se l'opzione è disattiva tutte quelle presenti nella scena contribuiscono.

Prima di proseguire, impostiamo sul canale Photon lo shader Dielectric Material, in modo da potere ottenere l'effetto caustiche.

Con questi parametri si regola la colorazione del vetro.

ON.
Se è disattivo il colore Diffuse non si vede, e il vetro appare senza colore.

USE DIFFUSE.
Il colore Diffuse è usato come colore del vetro.

USE COLOR.
Permette di personalizzare il colore del vetro.

Come si nota, il colore della luce che cade sugli oggetti dietro al vetro viene modificato in base al colore di questo. Quindi in questa tendina non si regola propiamente il colore del vetro, bensì il colore che assume la luce quando passa attraverso queste.

Queste sezioni vengon utilizzate per sfocare i raggi mentre passano attraverso il vetro (sfocatura degli oggetti visti attraverso) oppure mentre vengono riflessi da questo (sfocatura degli oggetti riflessi sulla superficie)
Usati insieme danno l'effetto del vetro rugoso.

SPREAD.
Sparpagliamento dei raggi. All'aumentare del valore l'effetto diventa più diffuso.

SAMPLES.
Qualità del blur.

Applichiamo il Blur sulla trasparenza.

Con questi parametri si controlla il cambiamento della trasparenza in base alla variazione dell'angolo secondo cui viene visualizzato l'oggetto.

NONE.
Trasparenza costante.

FRESNEL.

CUSTOM.
Permette di personalizzare la variazione di trasparenza.

Qui si varia l'aspetto delle ombre proiettate dall'oggetto.

NONE.
Mantiene la trasparenza costante attraverso l'intera ombra, rendendo il centro più luminoso rispetto ai bordi.

CUSTOM.
Permette di pesonalizzare le ombre proiettate......ma non funziona. Comuqnue in teoria i parametri servono a questo:
Middle: trasparenza della zona centrale.
Edge: trasparenza dei bordi.
Shift: regola la dimensione della zona Middle. L'area aumenta al diminuire del valore Shift.

Questi parametri rendono la superficie translucida, ovvero illuminata in modo diffuso da dietro.

FIXED.
Valore costante di translucentezza impostato al valore VALUE.

SCALE.
Applica una variazione della translucentezza sulla superficie linkandola alla trasparenza, e scalandola della quantità indicata in Scale Amount.

MATERIAL TO SHADER.

Permette di utilizzare un materiale classico di 3Dstudio come shader per un phenomena di Mental Ray.

Applichiamoil Material To Shader al canale Surface. Questi sono i suoi parametri:

Su uno slot vuoto del Material Editor definiamo un materiale Standard e poi copiamolo come istanza nel canale Material di questo shader. Ad esempio definiamo un materiale Standard con una bitmap applicata sul canale Diffuse Color e un Noise sul canale Bump.

Se ci facciamo caso però il Bump non viene riprodotto. Questo accade perchè esiste un canale del materiale Mental Ray predisposto per riceverlo.

Applichiamo su questo canale uno shader Bump. Questi sono i suoi parametri:

Carichiamo una mappa Noise sul canale Map di questo shader, o qualsiasi altra mappa e otterremo il Bump.

METAL (LUME).

Con questo shader si simula il metallo.

Questi sono i suoi parametri:

SURFACE MATERIAL.
Colore del metallo.

REFLECTIVITY.
Grado di rifelttività del metallo. Al diminuire del valore si vede maggiormente il Surface Material.

REFLECTIVITY COLOR.
Colorazione della luce riflessa dal metallo.

BLUR REFLECTION.
Sfocatura delle riflessioni. La qualità dell'effetot si regola con i parametri Spread e Angle.

Per rendere possibile il calcolo delle caustiche e della luce diffusa emesse dal metallo, occorre inserire uno shader nel canale Photon. Si può utilizzare il PHOTON BASIC (BASE). Ricordiamoci però di attivare le caustiche fra i parametro globali.

Questi sono i suoi parametri:

DIFFUSE.
Colore dei fotoni. Impostiamo ad esempio un rosa chiaro.

SPECULAR.
Intensità dei fotoni.

TRANSPARENCY.
Genera fotoni come se passassero attraverso un materiale trasparente, e quindi deviati in base all' Index Of Refraction. Ovviamente occorre impostare sul canale Surface del materiale uno shader opportuno, altrimenti l'effetto che otterremo andrà contro le leggi della fisica!

Se applichiamo uno shader Bump sul canale Bump, otteniamo un metallo rovinato.

OPACITY (BASE)

Questo shader genera un grado di trasparenza uniforme sulla superficie.

Questi sono i suoi parametri:

Lo stesso risultato si ottiene con lo shader TRANSPARENCY (BASE).

REFLECT (BASE).
Questo shader genera una riflessione uniforme sulla superficie.

Questi sono i suoi parametri.

TRANSLUCENCY (LUME).

Questo effetto simula la diffusione della luce sulla parte frontale dell'oggetto quando la sorgente luminosa si trova dietro di esso.

Questi sono i suoi parametri:

SURFACE MATERIAL.
Colore della superficie.

DIFFUSE.
Colore della luce diffusa sopra la superficie.

TRANPARENCY.
Mix tra Surface Materiale e Diffuse.

2-SIDED.

E' il classico materiale 2-Sided. Questi sono i suoi parametri:

CANALE SHADOW.

Qui si assegnano gli shader per definire l'aspetto delle ombre.

Questi sono gli shader applicabili.

EDGE SHADOW.

Questo shader produce ombre dai contorni irregolari. In genere si usa per simulare l'effetto della mappa Bump applicata la materiale come se fosse una deformazione geometrica.

Questi sono i suoi parametri:

SURFACE MATERIAL.
Colore ombra.

TRANSPARENCY.
Non cambia nulla.

AMOUNT.
Intensità dell'effetto.

BLUR.
Sfocatura dei bordi.

RELATIVE TO OBJECT/WORLD.
L'effetto è relativo al sistema di coordinate World oppure a quelo locale del'oggetto. La differenza non si nota.

NOISE INFLUENCE.
Si attiva il Noise sui bordi.

INFLUENCE.
Imposta l'influenza del Noise rispetto a quello calcolato tramite il colore diffuso (i parametri di questo si trovano più sotto). Quello che conta non sono i valori assoluti delle influenze dei due tipi di Noise, ma il loro rapporto.

ROUGHNESS.
Ruosità del Noise.

SCALE.
Scala del Noise.

I restanti parametri servono a definire il Noise per i bordi in base al colore Diffuse applicato, ma il funzionamento non è ancora chiaro.

Questo effetto è utile quando applichiamo uno shader sul canale Surface di tipo EDGE(LUME). I suoi parametri sono uguali a quello dell' Edge Shadow (lume). La sua funzione è quella di creare dei bordi sull'oggetto frastagliati in base a una funzione Noise (per realizzare questo utilizza una funzione di trasparenza interna).

Ovviamente, con questa superficie uniforme sul canale Surface non ci facciamo nulla, perciò all'interno dello shader Edge che abbiamo appnea caricato, andiamo a impostare all'interno del suio canale Surface Material uno shader più adatto, ad esempio il metallo che avevamo prima.

Questo è il materiale finale.

Tocco di grazia: aggiungiamo una mappa Noise sul canale Bump.

Questo è un metodo alternativo all'applicazione di una mappa Displacement sul materiale, che avrebbe richiesto un maggiore tempo di rendering. L'unico inconveniente è che le ombre considerano anche la parte di superficie nascosta per essere proiettate, quindi come nel caso qui sopra possono apparire staccate dalla superficie.
Inoltre parti della superficie possono staccarsi (notare il manico della brocca che, malauguratamente, si stacca dal resto).

SHADOW TRANSPARENCY (BASE).

Questi sono i suoi parametri. Dicono tutto.

CANALE PHOTON

Gli Shader inseriti in questo canale si occupano di modificare il flusso di fotoni generati e ricevuti dal materiale per quanto riguarda l'illuminazione globale e le caustiche.
Gli shader applicabili a questo canale sono i seguenti:

Quelli che per il momento vale la pena vedere li abbiamo già incontrati: il Dielectric Material Photon e il Photon Basic.

CANALE PHOTON VOLUME.

Influenza illuminazione globale e caustiche riguardante però non i fotoni che collidono con la superficie, come nel caso del canale PHOTON, bensì si occupa di quelli che viaggiano all'interno del volume dell'oggetto.

Questi sono gli shader applicabili:

CANALE BUMP

Questi sono gli shader applicabili:

Abbiamo già visto come funziona lo shader Bump. Esso permettei di caricare una mappa per il Bump del materiale.

Prendiamo questo materiale:

Aggiungiamo uno shader Bump e carichiamo in esso una mappa. In genere se la scena utilizza scale piccole applicando la classica mappa Noise questa risulta troppo grossa, anche se impostiamo il parametro Size al minimo. Cinviene allora caricare una mappa Bitmap ed eventualmente utilizzare iltiling per ridurla.

Aumentiamo il valore Transaprency dello shader Photon Basic (sul canale Photon Shader) per rendere più evidente l'effetto delle caustiche rifratte.

CANALE DISPLACEMENT.

In questo canale possono essere caricati i seguenti shader:

Vediamo i parametri del 3D Displacement.

Le impostazioni globali del displacement si trovano nella tabella Renderer della finestra di rendering, alla sezione Shadows and Displacement.

OBJECT INDEPENDENT.
Quando è attivo l'effetto displacement è indipendente dalla dimensione dell'oggetto. Se è attivo invece viene scalato in base a questa.

DISPLACEMENT LENGHT.
Lunghezza del displacement quanto è attivo Object Independent. Se è disattivo il valore è trascurato.

EXTRUSION STRENGHT.
Moltiplicatore di Extrusion Lenght.

EXTRUSION MAP.
Mappa usata per il displacement.

DIRECTION STRENGHT.
Il suo funzionamento resta un mistero.

DIRECTION MAP.
Il suo funzionamento resta un mistero.

CANALE VOLUME.

Questo canale serve ad applicare effetti volumetrici. Questi sono gli shader applicabili:

Creiamo una scena con una luce Omni visibile nella vista.

BEAM.

Applichiamo lo shader BEAM.
Questi sono i suoi parametri:

L'effetto è quello di raggi colorati che illuminano il materiale.

Tuttavia questo shader non è utile applicato direttamente sui materiali ma.....applicato alle cineprese. E come si fa? Non possiamo certo assegnare un materiale a una cinepresa! La soluzione sta nell'assegnare alla cinepresa solo lo shader. Per farlo vai al pannello Renderer della finestra di rendering e apri la tendina CAMERA EFFECTS.

In corrispondenza del canale VOLUME applica lo shader BEAM. Per visualizzare i suoi parametri e regolarli trascinalo in uno slot del Material Editor come istanza.

MIST.

Questo effetto genera nebbia, ed è nato per essere applicato a una cinepresa, quindi carichiamolo nel canale Volume della tendina Camera Effects.
I suoi parametri sono questi:

TRANSPARENCY.
Trasparenza della nebbia. Al diminuire del valore la nebbia diventa maggiormente opaca.

AFFECT ALPHA.
La nebbia influenza il canale alpha dell'immagine finale.

SOLID COLOR.
Colore della nebbia.

USE MAP.
Il colore della nebbia cambia a seconda di una mappa applicata.

LAYERING.
La nebbia appare stratificata. Il suo spessore varia con l'altezza. Accertati di avere attivato il Linear Falloff con Start=0.

PLANE NORMAL.
Orientamento del piano di base su cui la nebbia giace, espreso tramite vettori, rispetto agli assi del sistema World.

PLANE DISTANCE.
Distanza del piano base dall'origine del sistema World. Indica l'altezza della nebbia.

TRANSITION HEIGHT.
Altezza della zona di transizione opaco-trasparente.

LINEAR FALLOFF.
Decadenza lineare dell'opacità della nebbia.
Linear Start: nebbia trasparente.
Linear Stop: nebbia opaca.
Tra questi due valori la nebbia viene interpolata linearmente. I puinti Start e End sono presi lungo la direzione in cui guarda la cinepresa.

Start=3.5, End=4, Transparency=0.5

REALISTIC FALLOFF.
Usa una caduta esponenziale della densità della nebbia, come avviene nella realtà. La densità della nebbia cono è più controllabile con i parametri Start/End, ma con il parametro Density.

CUSTOM FALLOFF.
Qui si definisce la curva di caduta della densità della nebbia. La curva si regola tramite i 3 valori Start/Middle/End, che indicano valori di opacità.

CANALE ENVIRONMENT.

Su questo canale vengono applicati shader che simulano l'ambiente circostante.
Questi sono gli shader applicabili:

SHADER ENVIRONMENT.

Questi sono i suoi parametri:

MAP.
Caricando una immagine qui l'oggetto la assumerà come quella dell'ambiente circostante, regolando di conseguenza le sue riflessioni.

Consideriamo la sezione Advanced Shader del materiale Mental Ray.

Il canale Contour ha lo scopo di evidenziare i controni degli oggetti. Per questo canale sono disponibili i seguenti shaders:

Ricordiamoci di attivare la modalità Contour nella tabella Renderer della finestra di rendering, altrimenti anche applicando uno shader questo non verrà considerato.

Qui di seguito sono illustrati i principali shader.

CURVATURE.
SIMPLE

WIDTH FROM COLOR.
WIDTH FROM LIGHT.