Materiales: material Physical, parte 4 (atributos Reflections y Anisotropy)

Un material es la suma de un conjunto de parámetros y mapas (que pueden ser imágenes o vídeos) que pueden ser asignados a la superficie de un modelo 3D para describir como este refleja y/o absorbe a luz. La mezcla de todas estas propiedades nos permitirá emular los materiales del mundo real tales como mármol, ladrillo, plásticos, metales, etc. En este tutorial veremos el material denominado Physical el cual viene incorporado en 3DSMAX y actualmente es el material por defecto, y nos servirá para representar de manera realista los materiales más utilizados en Arquitectura y diseño, ya que se basa precisamente en el material Arch & Design de Mental Ray.

Este apunte utiliza un archivo de base, el cual puede ser descargado desde el siguiente vínculo (en formato MAX 2021):

Atributos de material Physical

Categoría Reflections (Disponible en modo Advanced)

En este caso, al seleccionar el modo Advanced la categoría Color Base and reflections se reorganiza y por ello, se crea l anueva categoría llamada Reflections. Los parámetros Metalness e IOR son los mismos que se han estudiado antes pero, se agrega un nuevo Roughness el que se relaciona directamente con Anisotropy ya que en este caso, Roughness define la rugosidad del brillo y por ende, dependiendo de este valor los brillos podrán ser editados mediante la persiana Anisotropy. En esta nueva categoría se agregan parámetros nuevos los cuales son:

  • Reflectivity Weight: define la medida relativa de los reflejos o reflexiones. Generalmente, basta con el valor 1 para obtener resultados realistas y además no tiene ningún efecto sobre los metales, ya que por definición estos se reflejan.

Render de elementos 3D con valores de reflectivity Weight en 0.0, 0.25, 0.5 y 1 respectivamente.

El mismo render anterior pero con una textura cargada en Base Color Map.

Un aspecto interesante de Reflectivity Weight es que al igual que en el caso de Base Color, se le puede cargar una textura en el cuadro del lado del valor o bien enlazando el mapa de la textura en el nodo del canal Reflectivity Map. Esta se relacionará con el valor asignado en Luminance.

El mismo render anterior pero con una textura cargada en Reflectivity Map.

  • Reflectivity Color: define el color de los reflejos. Este parámetro generalmente se deja en blanco para obtener resultados realistas. Para el caso de los metales, solo se ve afectado el color de la reflexión en los ángulos de observación.

Render de elementos 3D con colores cargados en Reflectivity Color. Los colores cargados, de izquierda a derecha, son: verde, amarillo, rojo y azul.

El mismo render anterior pero con una textura cargada en Base Color Map.

Un aspecto interesante de Reflectivity Color es que al igual que en el caso de Base Color, se le puede cargar una textura en el cuadro del lado del valor o bien enlazando el mapa de la textura en el nodo del canal Refl Color Map.

Persiana Anisotropy

La anisotropía es un efecto que se observa en materiales como el metal pulido, donde una dirección de grano particular da el efecto visual de tener una rugosidad superficial diferente en diferentes direcciones. Las luces y los reflejos aparecen “estirados” en una dirección particular. Por esto mismo, el parámetro Anisotropy define qué tan “elástico” es el efecto. En principio, es la relación entre los valores de la rugosidad horizontal y vertical. Esto significa que un valor de 1.0, no se estira. Esta está relacionada con el parámetro Roughness de la categoría Reflections, ya que en este caso el valor de este definirá la forma de los brillos las cuales podremos controlar mediante Anisotropy. Por ello, los parámetros son los siguientes:

  • Anisotropy: mediante esta opción podremos crear reflejos y refracciones de tipo anisotrópico ya que este controla la forma de los reflejos. Con el valor 1, el reflejo es redondo y se desactiva el efecto. Por ende, esto implica que no existe ninguna anisotropía. Con el valor 0.01, el reflejo es de forma alargada. Los valores mayores o menores a 1 influirán en la forma final de los reflejos.

Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Anisotropy con valores menores que 1 y el valor de Reflectivity Roughness es 0,5. Los valores de Anisotropy, de izquierda a derecha, son: 0.01, 0.25, 0.5 y 1.

Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Anisotropy con valores menores que 1 y el valor de Reflectivity Roughness es 0,5. Los valores de Anisotropy, de izquierda a derecha, son: 1, 8, 16 y 32.

Un aspecto interesante de Anisotropy es que al igual que en el caso de Base Color, se le puede cargar una textura en el cuadro del lado de la opción o bien enlazando el mapa de la textura en el nodo del canal Anisotropy Map. Esta reemplazará el valor que hayamos especificado.

Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Anisotropy con valores menores que 1 (0.01, 0.5 y 1). Sin embargo, esta vez se les ha aplicado una textura en Anisotropy Map.

Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Anisotropy con valores mayores que 1 (1, 8 y 16). Sin embargo, esta vez se les ha aplicado una textura en Anisotropy Map.

  • Rotation: esta opción nos permite cambiar la orientación de los reflejos. Este valor puede variar de 0 a 1 con el valor 1 = 360°. Así, por ejemplo, el valor 0,125 equivaldrá al ángulo de 45°, el valor 0.25 equivaldrá al ángulo de 90° y el valor 0.5 equivaldrá al ángulo de 180°.

Aplicación de Rotation en el material, con valores de 0,0 y 0,25. El valor de Anisotropy es de 8.

Un aspecto interesante de Rotation es que al igual que en el caso de Base Color, se le puede cargar una textura en el cuadro del lado de la opción o bien enlazando el mapa de la textura en el nodo del canal Anisotropy Angle Map. Esta predominará por sobre los valores establecidos en Rotation.

Podemos ver un ejemplo de la aplicación de Rotation en el render siguiente:

Ejemplo de modelos 3D en los cuales se ha aplicado Anisotropy con valor 8 y diferentes valores en Rotation. De izquierda a derecha: 0, 0.25, 0.85 y en la últi,ma pieza se ha aplicado una textura en Anisotropy Angle Map.

Tip: cuando se utiliza una textura para Anisotropy Angle Map, debemos asegurarnos que esta no tenga filtros antialiasing. Esto se puede hacer mediante el establecimiento de parámetros de Blur de la textura en 0,01. De lo contrario, los píxeles con antialiasing causarán vórtices locales en la anisotropía que aparecerán como errores en el texturizado.

  • Automatic/Map channel: en valores de 0 o superiores, este parámetro nos permite aplicar opcionalmente anisotropía a un canal de mapa específico. Cuando se establece en Automatic, la rotación utiliza las coordenadas locales del objeto. Si elegimos Map Channel y establecemos un número de canal en Channel number, la rotación utiliza el espacio de cooordenadas del canal de mapeo especificado.

Persiana Special Maps

En esta persiana podremos agregar mapas complementarios al material que nos permitirán realizar diferentes tipos de efectos en este. Al igual que en el caso del material Standard de Scanline Renderer, podremos agregar el ya conocido mapa de relieve o Bump (de forma normal o por Coating), el mapa de desplazamiento o Displacement y un mapa llamado Cutout que funciona de igual forma que el mapa Cutouts de AutoCAD, es decir, que insertando este mapa podremos transparentar fondos para dejar visibles los contornos de una imagen. demás está decir que podremos editar el porcentaje de influencia de cada mapa si modificamos los valores por defecto, y además podremos cargar los mapas o texturas si presionamos el botón No Map. En el caso del editor Slate, podemos enlazar las texturas a los nodos respectivos los cuales se denominan Bump Map, Coating Bump Map, Displacement Map y Cutout Map.

Configuración de texturas y render de modelos 3D donde se aplican, de izquierda a derecha: mapa Bump, Coating Bump, Displacement y Cutout. En todos los casos, a excepción de Displacement, se ha utilizado la misma textura de Color Base.

Bibliografía utilizada:

– Base de conocimientos de Autodesk: https://knowledge.autodesk.com/.

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