Spesso negli scenari esterni si ha la necessità di creare degli specchi d’acqua, ad esempio per simulare l’aspetto del manto stradale dopo la pioggia. In questo tutorial vedremo alcuni metodi basati sull’occlusione ambientale e sulla creazione di materiali complessi.

Di seguito alcune delle immagini presenti nell’articolo.

Metodo basato sull’Occlusione Ambientale – Con Cinema 4D

Il primo metodo del quale voglio parlare è basato sull’occlusione ambientale. Il test viene eseguito usando solo Cinema 4D. Per impostare la nostra scena non facciamo altro che disegnare un piano al quale si applicherà poi una mappa per il manto stradale. Successivamente dovremo disporre delle sfere dove pensiamo di creare degli specchi di acqua.

↑| Modulo base | Si parte da una sfera alla quale si aggiunge un modificatore wind |

↑| Modulo base | Successivamente si applica un deformatore “displacer” utilizzando lo shader procedurale “disturbo” |

↑| Modulo base | Si applica un secondo deformatore “displacer” utilizzando lo stesso shader procedurale “disturbo”. Saranno utili degli esperimenti per valutare la “Scala Globale” da applicare allo shader |

I modificatori ci sono di grande aiuto per variare in modo procedurale la geometria della sfera.

Questo metodo è basato sull’Occlusione Ambientale. A noi interessa la sagoma di intersezione tra le sfere (deformate) e il piano del manto stradale.

↑| Gocce di pioggia | Utilizzando lo stesso sistema visto in precedenza si possono creare delle gocce d’acqua sfruttando “Cloner” abbinato ad un effettuatore “Random” |

Possiamo ipotizzare più serie di sfere, di dimensioni differenti, che serviranno a rendere più credibile l’effetto del bagnato dopo la pioggia. Mograph e gli effettuatori sono di grandissimo aiuto.

↑| Settaggi di Rendering | All’interno dei parametri di rendering va attivata l’Occlusione Ambientale |

Prima di avviare il test abbiamo bisogno di due cose fondamentali:

1) Attivare l’Occlusione Ambientale all’interno dei Settaggi di Rendering;

2) Inserire un Tag Compositing per tutte le sfere.

Il Tag Compositing consentirà di nascondere la geoemtrie delle sfere deformate e di lasciare in evidenza solo l’Occlusione Ambientale.

↑| Tag Compositing | Alle sfere deformate che dovranno simulare gli specchi d’acqua bisognerà applicare un “Tag Compositing” lasciando attive solo le opzioni “Visibile dai Raggi” e “Visto da OA” |

Abbiamo infine bisogno di sostituire il rosso applicato inizialmente alle sfere. Occorre un materiale riflettente in grado di simulare l’acqua. Per il nostro test abbiamo utilizzato uno dei preset di Cinema 4D. All’interno del Canale Riflettanza, nella scheda “Layer Fresnel”, dobbiamo impostare “Dielectric” e poi “Water” come “Preset”.

↑| Canale Riflettanza| Una volta cancellati i layers già presenti andiamo a crearne uno nuovo e impostiamo il preset “Dielectric-Water” all’interno del Layer Fresnel |

Inoltre dobbiamo attivare il canale Alpha e impostare come mappa “Occlusione Ambientale”. I settaggi del colore possono essere sperimentati con dei test. Nel nostro caso abbiamo aggiunto dei nodi di bianco e ridotto molto la transizione verso il nero. Gli altri parametri sono stati lasciati come proposti di default.

↑| Canale Alpha | Come texture dobbiamo usare l’effetto “Occlusione Ambientale” |

Ecco i test finali (con e senza canale Rilievo attivo).

↑| Render Test 1 | Per il materiale che dovrà simulare lo specchio d’acqua andrà attivato il canale “Riflettanza”. In questo test non attiviamo il canale “Rilievo” |

↑| Render Test 2 | Attivando il canale “Rilievo” avremo la possibilità di simulare il movimento della superficie dell’acqua (causata ad esempio da un leggero vento) e quindi anche le riflessioni saranno deformate. Per il nostro test abbiamo applicato uno shader procedurale “Disturbo” con i parametri di default |

Metodo basato su due piani distinti per il manto stradale e per gli specchi d’acqua – Con V-Ray

↑| Piano del manto stradale | Abbiamo semplicemente applicato una mappa all’interno del Diffuse Layer del materiale di V-Ray |

Uno dei limiti del metodo basato sull’Occlusione Ambientale è che sfrutta su un solo piano geometrico. Non abbiamo la possibilità di vedere attraverso l’acqua e questo limite, in alcune casi, potrebbe essere un problema. Di seguito proponiamo quindi un altro metodo molto semplice che consiste nella duplicazione del piano geometrico utilizzato per il manto stradale.

↑| Piano dell’acqua | Si procede duplicando il piano del manto stradale. Successivamente, al piano del manto stradale verrà applicato un modificatore “Displacer” utilizzando una mappa personalizzata (nel nostro caso uno shader procedurale “Disturbo” con una scala molto ampia) |

↑| Il piano dell’acqua | A seconda dell’intensità definita all’interno del modificatore “Displacer” si produrranno effetti differenti |

I due piani ottenuti avranno compiti diversi: il primo servirà per la strada e il secondo servirà per l’acqua. Per far funzionare il tutto è essenziale l’utilizzo del modificatore “Displacer” in quanto servirà a deformare il piano del manto stradale e per formare delle aree di intersezione con il piano dell’acqua. A seconda della mappa che useremo nella scheda “Shading” all’interno del modificatore “Displacer” si produrranno effetti differenti.

↑| Modificatore Displacer | All’interno della scheda Shading è possibile personalizzare la mappa da usare per la deformazione della geometria |

↑| Specular Layer Parameters | In questo test abbiamo usato la stessa mappa del “Diffuse Layer” alla quale risulta applicata una correzione colore (al fine di eliminare la saturazione e ridefinire il contrasto) |

Lo Specular Color viene spesso lasciato da parte. La mappa per il Glossiness non è tutto. Un buon punto di inizio è quello di copiare la mappa usata per il Glossiness anche all’interno dello Specular Color. Successivamente si può applicare un filtro per modificare contrasto e esposizione. Consiglio di fare dei test per prendere confidenza con lo Specular color.

↑| Speculare Color | Applichiamo la stessa mappa usata per il Glossiness |

Di seguito varieremo alcuni parametri per mostrare le possibilità di personalizzazione offerte da questo metodo. A chi non lo conoscesse consiglio di prendere confidenza con l’effetto “Distorter” che offre inifnite possibilità di variazione di una mappa. Abbiamo usato questo effetto per variare il risultato del modificatore Displacer.

↑| Modificatore Displacer | In questo caso abbiamo applicato un effetto “Distorter” impostando lo shader procedurale Disturbo (Noise) per la texture e per il distorter e fornendo due valori di scala globale differenti (20% per la texture e 1% per il distorter) |

Adesso attiviamo anche il volume all’interno del “Volume Fog Parameters” del Refraction Layer di V-Ray e impostiamo anche una mappa all’interno del canale Bump.

↑| V-Ray Advanced Material | Abbiamo personalizzato l’effetto dell’acqua attivando il Bump e poi  il Volume all’interno del Refraction Layer |

Il risultato può cambiare radicalmente.

↑| Render Test 01 | In questo test abbiamo semplicemente variato la mappa usata all’interno della scheda Shading del modificatore Displacer |

Naturalmente possiamo anche pensare di creare una mappa da zero con Photoshop e usarla poi nel Displacer.

Metodo basato su un unico materiale e su una sola mappa

Infine vorrei suggerire un metodo estremamente veloce basato su un unica superficie e su un unico materiale. Il punto di partenza è la mappa per il Diffuse Layer. Noi sappiamo che ogni mappa può essere opportunamente variata sfruttando gli strumenti di ritocco come ad esempio il filtro di Cinema 4D oppure la Correzione Colore (attivabile tramite il V-Ray Adv Bitmap) di V-Ray. Grazie a questi strumenti possiamo utilizzare la stessa mappa (con le dovute personalizzazioni) per diversi canali come il Bump, il Glossiness, o anche lo Specular Color.

↑| Mappa del manto stradale | Questa mappa verrà usata all’interno del Diffuse Layer. Fonte https://www.poliigon.com |

↑| Diffuse Layer | La mappa viene caricata all’interno del V-Ray AdvBitmap. Lasciamo i parametri di default |

Il V-Ray TexLayeredMax offre dei sistemi molto avanzati per il controllo delle mappe e delle maschere. Questo strumento offre molte più opzioni dello strumento “Livelli” di Cinema 4D. Inoltre al suo interno possiamo caricare le texture come V-Ray Adv Bitmap, cosa non fattibile con i livelli di Cinema 4D.

↑| Diffuse Layer | Per creare delle aree di variazione sulla mappa abbiamo usato il “V-Ray TexLayeredMax”. La mappa iniziale (Texture 0) è stata duplicata ed è stata applicata una correzione colore modificando esposizione e contrasto (Texture 1). Le due mappe sono miscelate assieme attraverso uno shader usato come maschera (Mask 0) |

Quando devo modificare una mappa per usarla all’interno dello Specular Layer uso molto spesso gli strumenti “Clip” e “Gamma”. Il tutto, ovviamente, deve essere combinato in un sistema a più livelli.

↑| Specular Layer | La stessa mappa usata per il Diffuse Layer viene caricata nello “Specular Layer Transparency”. Vengono applicate delle correzioni sul valore di gamma oltre alla ridefinizione dei valori di Clip |

↑| Render Test 1 | Per l’illuminazione della scena è stata usata una mappa HDRI già presente all’interno di Cinema 4D |

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