L’ossidazione aggiunge fotorrealismo ai metalli. Le maschere del Corona Layered Material consentono di raggiungere ottimi risultati con pochi materiali.

Corona Layered Material

Costruire le maschere di livello

L’ossidazione e la corrosione sono variabili importanti per raggiungere un fotorealismo convincente. In questo tutorial vedremo un approccio molto semplice per creare metalli ossidati con Corona Renderer. Alcuni dei concetti esposti sono già stati affrontati all’interno di un altro tutorial al quale rimandiamo per chi avesse voglia di approfondire ulteriormente (Simulare i Metalli con Corona Renderer).

In genere è molto difficile arrivare alla simulazione di un materiale complesso facendo uso di un unico materiale. Il mio cconsiglio è quello di costruire più materiali da unire insieme con il Corona Layered Material. Si tratta di un materiale multilivello di Corona Renderer che consente l’unione di differenti materiali sfruttando le maschere di livello. Esattamente come avviene in Photoshop, le maschere sono fondamentali per effettuare correzioni selettive sul modello. Se si è in grado di costruire le maschere giuste si può dire che la maggioranza del lavoro risulta già fatto.

↑| Corona Layered Material | Ogni colore è associato a un materiale. e ogni materiale risulta a sua volta filtrato da una maschera di livello |

↑| Corona Layered Material | Scheda del materiale impiegato per il primo test. Il materiale “Layered_01” è composto a sua volta da 8 materiali oltre il materiale di base |

Nella prima parte del lavoro ho creato dei materiali standard variando solo il Diffuse Color. Per ogni materiale è stata costruita una maschera. Le maschere sono state costruite prima dei materiali veri e propri. In questa fase è importante avere chiaro in mente il risultato da raggiungere. Consiglio quindi di avvalersi di un immagine di riferimento. Il riferimento è sempre importante; tutti i più grandi artisti 3D sfruttano immagini di riferimento. Non bisogna avere paura di copiare, lo spazio che ci circonda deve essere la prima fonte di ispirazione.

Per il mio tutorial ho sfruttato le immagini dell’artista Leonardo Lucchi.

Tra tutte le maschere utilizzate, alcune sono particolarmente importanti come quella del Fresnel e dell’Ambient Occlusion. Per ogni maschera di livello, nelle immagini che seguono, mostrerò il contributo specifico.

↑| Maschere di Livello del Corona Layered Material | Per la costruzione del materiale multilivello “Layered_01” sono state impiegate 8 maschere. Come è naturale, per la maschera di AO non è possibile avere l’anteprima |

Le mappe usate per le maschere di livello sono raggruppate in cinque categorie:

Mask 01/02 – Mappatura delle irregolarità della superficie;

Mask 03 – Mappatura del Fresnel;

Mask 04 – Mappatura delle insenature (attraverso l’Occlusione Ambientale);

Mask 05/06/07 – Mappatura delle irregolarità di piccola scala;

Mask 08 – Mappatura delle aree esposte agli agenti atmosferici;

↑| Contributo delle singole maschere | Ogni immagine mostra il contributo della singola maschera di livello. In questo caso abbiamo raccolto le maschere “Mask 01/02/03/04” |

Tutte le maschere sono state create con texture procedurali. Principalmente ho impiegato lo shader Noise (variando la tipologia a seconda della maschera – Noise/Stupl/Fire e Luka), il Gradient (al quale ho variato – a seconda dei casi – i parametri Turbolence, Seed e Scale) e lo shader Fusion. Tra gli effetti, ho impiegato invece il Proximal e il Distorter. Gli Shader messi a disposizione da Cinema 4D sono molto potenti, e non posso che raccomandarne la sperimentazione. In molti casi gli Shader Procedurali consentono di fare a meno delle texture.

Mappare le irregolarità della superficie

Le maschere Mask 01 e Mask 02 sono importanti per aggiungere macchie e irregolarità al metallo. Grazie a queste maschere possiamo gestire non solo la variazione del colore ma anche la variazione del Glossiness e dello IOR (e di ogni altro parametro che dovessimo ritenere importante al fine di raggiungere il risultato desiderato).

↑| Shader Gradiente | Questo shader può produrre effetti molto interessanti a seguito della variazione del parametro “Turbolence”. Per le maschere Mask 01 (a sx) e Mask 02 (a dx) il valore è stato portato al 100%. Inoltre sono stati variati i parametri di scala e “seed” (nascita) |

Mappare il Fresnel

La maschera Mask 03 è ottenuta attraverso lo shader Fresnel. Come sappiamo il Fresnel tiene conto dell’angolo di incidenza dei raggi luminosi rispetto alle normali di una superficie. Tanto più i raggi luminosi e le normali alla superficie tenderanno al parallelismo, e tanto più l’effetto Fresnel diverrà meno evidente. Il Fresnel non è utile solo quando si ha a che fare con il canale speculare di un materiale; può tornare notevolmente di aiuto anche quando si vuole costruire una maschera da utilizzare su un materiale con più livelli come nel caso del Corona Layered Material.

↑| Shader Fresnel | Il gradiente del Fresnel (con le impostazioni di default) è stato utilizzato per la maschera Mask 03 |

Mappare le insenature

La maschera Mask 04 è stata costruita attraverso l’Ambient Occlusion. L’effetto di AO va attivato con un apposito shader di Corona Renderer. Questo shader consente di mappare le aree di contatto e/o di prossimità tra due oggetti, oltre ai bordi degli oggetti medesimi. La mappatura definita dall’Occlusione Ambientale comprende anche tutte quelle aree dove – in genere – si depositano polvere e sporco. Spesso questo shader viene usato per accentuare il contrasto e di conseguenza l’effetto di tridimensionalità. In molti ritengono quindi che si tratti di una forzatura.

Nel nostro caso tuttavia le finalità sono differenti; noi abbiamo bisogno di definire le aree di sporco in quanto in quelle aree la superficie reale è meno riflettente e quindi sarà possibile usare un materiale con un indice IOR inferiore, e anche impostare un diverso colore speculare.

↑| Occlusione Ambientale | Lo shader di AO è stato inserito in un sistema di livelli. Il Clip è stato utilizzato per invertire l’effetto |

Mappare le piccole irregolarità della superficie

Con le machere Mask 05/06/07 sono state mappate le alterazioni cromatiche e speculari della superficie, ma di scala inferiore rispetto a quelle già mappate con le maschere Mask 01/02.

↑| Proximal Shader e Fusion | Per la maschera Mask 05 è stato utilizzato lo Shader Prossimale (Proximal Shader). Per le maschere Mask 06/07 è stato impiegato lo Shader Fusion che a sua volta permette di usare un canale base e un canale maschera |

La maschera Mask 05 – a differenza delle maschere Mask 06/07 – agisce a livello localizzato grazie al Proximal Shader di Cinema 4D.

↑| Proximal Shader | Lo shader prossimale può avere svariati impieghi. Come suggerisce la parola, consente di “localizzare” il campo di azione in corrispondenza di qualcosa come ad esempio un oggetto nullo |

Per le maschere Mask 06/07 è stato impiegato lo Shader Fusion. Tra le due maschere varia solo la scala utilizzata per il canale di base. Il canale base, a sua volta, è ottenuto con il “Distorter” (Distorsore) dove la texture di base è una mappa procedurale noise Luka mentre la texture impiegata per il distorsore è un altra mappa procedurale noise Fuoco.

Per chi non lo avesse mai impiegato prima, il Distorsore è uno shader di Cinema 4D posizionato all’interno della sottoscheda “Effetti”, la stessa sottoscheda dove risulta posizionato lo Shader Prossimale. Il Distorsore consente di deformare una mappa (texture) a partire da un altra mappa (distorsore). Anche in questo caso non posso che consigliarne l’impiego la sperimentazione.

↑| Shader Fusion | Questo shader permette di combinare due mappe anche attraverso l’impiego di una maschera, come è stato il nostro caso. basta semplicemente spuntare l’opzione “Usa Maschera” |

Mappatura delle aree esposte agli agenti atmosferici

L’ultima maschera impiegata Mask 08 ha la funzione di isolare l’area superiore del soggetto. In corrispondenza di queste aree si userà un materiale con minore riflettività e con colore speculare leggermente più scuro. Come è naturale, si suppone che l’effetto degli agenti atmosferici sia più accentuato nelle aree più esposte come il capo e le spalle.

↑| Shader Gradiente | Il gradiente è stato usato con le impostazioni di default e con il parametro Turbolence impostato al 20% |

Corona Layered Material

La costruzione del materiale di base

Una volta costruite tutte le maschere di livello, non resta altro che procedere con la costruzione del materiale finale. Sono stati impiegati nove materiali, tanti quanti sono le maschere, ma tutti sono stati ottenuti da un unico materiale di base.

Per il materiale di base abbiamo sfrutatto il gradiente Fresnel ottenuto con il Plugin gratuito Refrective Index for Cinema 4D. L’argomento è gia stato illustrato in un altro tutorial al quale rimandiamo. Questo Plugin, come abbiamo già visto, consente la definizione del Fresnel a partire da valori numerici reperibili sul portale Refrective Index Database. Il punto di partenza è stato uno dei preset a disposizione (Metal Type Copper), poi modificato agendo sul valore di Gamma. Per rendere modificabile questo valore basta assegnare un filtro al Fresnel.

↑| Costruzione dei materiali | Partendo dallo stesso materiale di base, a seguito della variazione dei parametri di Gamma/Mappa di Glossiness e Indice IOR, sono stati costruiti tutti gli altri materiali. I nove materiali seviranno per definire il materiale multilivello Corona Layered Material |

L’utilizzo del Plugin Refrective Index for Cinema 4D non è assolutamente obbligatorio. Il vantaggio derivante dall’uso del Plugin è relativo alla precisione del risultato, molto importante se si ha la necessità di simulare con estrema cura un certo tipo di metallo. In alternativa, si può utilizzare il gradiente proposto dallo Shader Fresnel di Cinema 4D e procedere con l’inserimento manuale dei nodi. Un ulteriore alternativa è quella di impostare l’opzione “custom” e inserire manualmente il valore IOR. A seguito dell’inserimento del valore numerico, il gradiente verrà creato automaticamente.

↑| Shader Fresnel | Il gradiente associato al Fresnel può essere costruito anche con lo Shader Fresnel di Cinema 4D. Inoltre esiste la possibilità di settare il Preset su “Custom” e inserire un indice IOR. Il gradiente sarà poi definito in automatico |

Per i metalli il contribuito del Canale Diffuse è molto basso, e noi lo abbiamo impostato all’1%. Inoltre è necessario assegnare una mappa per il Glossiness e impostare lo IOR.

↑| Costruzione del materiale di base | Per la definizione del metallo non dimentichiamo di abbassare all’1% il contributo del Diffuse. Gli altri parametri essenziali sono il Fresnel IOR, la mappa di Glossiness e il valore di Gamma |

Quelle che abbiamo appena visto sono le caratteristiche del materiale usato come base. Tutti gli altri materiali sono stati generati da questo primo materiale. Volta per volta sono stati modificati i valori di Gamma/IOR/Mappa Glossiness e Colore Speculare.

Per il Glossiness sono state impiegate in tutto tre mappe.

↑| Mappe di Glossiness | Per tutti i materiali sono state impiegate queste tre mappe di Glossiness |

La variazione del valore di Gamma, dello IOR, della mappa di Glossiness e del Colore Speculare ha permesso in modo rapido di ottenere tutti gli altri materiali necessari per costruire il materiale multi-livello di Corona. Di seguito proponiamo le anteprime di tutti i materiali impiegati all’interno del Corona Layered Material.

↑| I materiali del Corona Layered Material | Per definire il Corona Layered Material sono stati impiegati nove metalli. In questo schema vengono indicati i parametri essenziali di ogni metallo e la texture impiegata per il glossiness |

In ultimo, all’interno del Corona Layered Material, sarà sufficiente sostituire i materiali di base con quelli appena costruiti. Come è naturale, i materiali più scuri e con meno forza speculare saranno quelli più idonei per le aree nascoste come ad esempio quelle mappate con l’Occlusione Ambientale. Materiali con piccole variazioni di specularità sono invece utili per definire le irregolarità della superficie (anche per le imperfezioni più piccole). In corrispondenza delle aree mappate dal Fresnel si potrebbe invece assegnare un materiale con uno IOR un poco superiore a quello usato per il materiale di base; questo espediente, soprattutto in presenza di fondi scuri come nel nostro caso, sarà utile per staccare il soggetto dal resto della scena.

↑| Corona Layered Material | A sx sono evidenziate le maschere impiegate per la costruzione del Corona Layered Material. A dx abbiamo il materiale definitivo dove, in corrispondenza di ogni colore, viene impiegato uno dei metalli definitivi |

Test Finali

La post-produzione è stata definita tramite il post-process di Corona Renderer.

↑| Render Test | Simulazione definitiva con il Corona Layered Material composto da nove metalli differenti |

↑| Render Test | Simulazione definitiva con il Corona Layered Material composto da nove metalli differenti |

↑| Render Test | Simulazione definitiva con il Corona Layered Material composto da nove metalli differenti |

↑| Render Test | Simulazione definitiva con il Corona Layered Material composto da nove metalli differenti |

↑| Render Test | Simulazione definitiva con il Corona Layered Material composto da nove metalli differenti |

↑| Render Test | Simulazione definitiva con il Corona Layered Material composto da nove metalli differenti |

Altre risorse sugli argomenti trattati

Alcuni dei temi affrontati sono già stati approfonditi all’interno di altri tutorial presenti su questo blog.

Simulare i metalli con Corona Renderer

Per simulare i metalli in modo scientificamente corretto possiamo usare il plugin Refrective Index per Cinema 4D. Vediamo come usarlo con Corona Renderer.

Corona Layered Material

Il Corona Layered Material permette di gestire materiali complessi. Vedremo come costruire un materiale avanzato sfruttando soprattutto Shader Procedurali.

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3 Commenti

  1. Leonardo Giomarelli

    Veramente un ottimo tutorial! Se posso vorrei sapere dove è possibile reperire le maschere utilizzate nel tutorial… Grazie

    Leo

    Rispondi
    • Lorenzo Martella

      Ciao Leonardo. Per quanto riguarda le maschere, si tratta di materiali procedurali. Io uso in particolar modo gli shader Noise, Stupl e Luka. Per questo tutorial ho usato anche lo shader Fire. Inoltre raccomando di usare gli effetti che offrono una possibilità di variazione degli shader iniziali molto ampia; tra questi il proximal shader e il distorter sono davvero molto potenti. Con le mappe procedurali è possibile creare praticamente qualsiasi cosa, ti consiglio di investire del tempo per studiarle e ne potrai trarre enormi vantaggi.
      Infine per quanto riguarda le mappe usate per il canale Glossiness, ho tratto il materiale da una raccolta presente su Gumroad di Clément Feuillet. La raccolta si chiama “Overlays collection 1” (https://gumroad.com/grxz).

      Rispondi
      • Leonardo Giomarelli

        Grazie Lorenzo, inizierò sicuramente a testare…

        Leo

        Rispondi

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