C4D完全自学指南(7)——材质基础知识

学习了灯光,还必须掌握如何赋予模型不同的材质,像木头、水、塑料等材料的观感都可以通过调节材质的不同通道进行模拟。

这篇文章讲解了C4D中材质的基本原理,以下是如何进行材质模拟的一些具体操作流程。

上一篇文章(C4D完全自学指南——全局光照)中讲解了全局光照的设置方法,这里不多赘述,直接设置好,并添加地面、天空、灯和一个球:

下图中方框框出的区域就是材质管理区,双击这块区域就能新建材质,材质都是以材质球的形式展现,你想要的材质覆盖在一个球上进行预览,想要把材质赋予给某个模型,用鼠标将材质拖到模型物体上即可。

双击材质球,进入材质编辑器,默认的材质开启了颜色和反射通道,也就是说,默认的材质具有颜色和反射两种性质:

各个通道的显示顺序如下图(图片来源:CINEMA 4D入门 (83):C4D渲染基础1 – 材质和通道的优先级,材质的各个层之间的相互影响问题)。比如说透明通道和颜色通道,如果同时打开,会先计算颜色通道,再计算透明通道,因为透明通道是后计算的,所以其结果会覆盖颜色通道,如果透明通道开到最大,整个物体就变成透明,看不到颜色通道的结果了(颜色通道被覆盖了):

颜色通道

色调(Hue,简写H),饱和度(Saturation,简写S),明度(Value,简写V),亮度(Brightness)能控制材质的颜色:

反射通道

有光泽的物体除了颜色,还需要打开反射通道进行设置。反射通道还可以分层,比如一层很粗糙,再加一层很光滑就能形成内部粗糙,但表面光滑的材质效果。默认的一个层只有高光(specular),高光能给物体表面添加亮斑,但模拟的效果比较假:

点击remove删除该层,自主进行设置(以后最好每次都删掉这个)。点击add添加层GGX层(所谓GGX,是一种表面反射光照模型,可参考这篇文章了解),GGX能较真实地模拟表面反射情况。

在GGX层中,如果要做非金属材质,需要将层菲涅尔(layer fresnel)选为绝缘体,若做金属材质,则选择导体。所谓菲涅尔,是一种反射性质,在水面上,离你越远的水面反射越强(水面离你远时更亮,水底也看不清),这就是菲涅尔反射。绝缘体的菲涅尔反射效应很强,导体很弱,因此两者的观感有很大的差异:

我们尝试做金属材质时,需要关闭颜色通道。这里利用预设制作钢铁材质(需要给一些粗糙度,现实世界不存在完全光滑的物体):

为了能实时看到每次修改导致的渲染结果,可以添加一个即时渲染区,做出任何改变,这个区域都会立刻重新渲染:

白银材质渲染后发现区域光反射的高光由很多小点组成,而不是一块长方形亮斑,这是因为灯光是由一个个小亮点模拟的,如果想要增加光斑集中度,可以在光线的detail设置中提高采样数值:

制作塑料材质时则应该打开颜色通道,通过调节H、S、V得到想要的颜色:

在reflectance中删除默认层,添加GGX,开启菲涅尔为绝缘体(Dielectric),预设改为PET(一种聚酯塑料)或者珍珠等和塑料表面类似的材质,适当调节粗糙度和反射率,即可得到塑料材质(这里没有调反射率):

透明通道

制作玻璃等透明材质时,打开透明(Transparency)和反射(Reflectance)通道,因为透明物体表面也有明显的反射。默认的折射率为1,也就是光线直线穿过物体,看不到,所以需要提高折射率(光线经过两种物质表面时发生偏转),这样我们才能看到,可以直接选一个预设,例如水:

渲染的结果太透明,需要增加一点模糊效果。由于透明物体内部是看得到的,所以不仅需要调节反射的粗糙度,还需要调节内部的粗糙度,内部粗糙度由Blurriness(模糊度或朦胧度)来调节,在透明通道中可找到,这里调节到10%看看效果:

可以看出已经有一点毛玻璃的效果了,根据需要调节模糊度即可。

凹凸通道

凹凸通道(bump)用来给表面添加凹凸不平的效果,但这种效果是通过光影实现的,在表面加一个贴图,让它看起来凹凸不平,但实际上是平的,例如这里载入一张砖块贴图,渲染结果出现砖块光影,但实际表面依然光滑,这些砖形图案都是“画”上去的:

如果想让表面真的变成凹凸不平,需要使用Displacement通道,之后有机会再讲。

最后,还能利用凹凸通道(bump)结合反射通道实现多层效果。以两层效果为例,内层为粗糙颗粒效果,外层为光滑效果:

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