Как создать реалистичные процедурные трещины 3ds Max, V-Ray

В результате этого урока у вас должны получиться процедурные (т.е. созданные без использования текстур) трещины, как на заглавной картинке (она кликабельная).

Я использовал 3ds Max 2016 Ext.1 + SP1 и V-Ray 3.20.03.

Поскольку это процедурные трещины, то они совсем не зависят от UV-координат, а значит их можно добавлять на 3D объект, который не имеет нормальной UV развёртки.

Но есть и обратная сторона медали - такие трещины зависят от размеров объекта. Поэтому, чтобы у вас получились в точности такие трещины как у меня, вы должны использовать те же самые системные единицы, что и у меня, а также создать сферы такого же радиуса.

Поэтому заходим в Customize -> Units Setup -> Жмём большую кнопку вверху System Unit Setup -> Выставляем, чтобы 1 unit был равен 1 сантиметру. Всё, больше ничего не трогаем здесь.

Дальше создаёте GeoSphere радиусом 42 см.

Приступаем к созданию самой трещины.

Логика тут простая:

1. Берём стандартную процедурную карту Noise (или намного продвинутую Bercon Noise, о которой я писал тут).
2. Проделываем с ней манипуляции, чтобы остались только края, а не чёрно-белые пятна.
3. Используем эту карту для выдавливания трещин с помощью дисплейсмента.
4. Используем слегка модифицированную версию карты из п.2, чтобы сделать материал внутри трещин отличающимся от основного материала.

1. Логика создания карты трещины.

Вот такая сеть нод (дальше я будут карты (maps) называеть нодами, поскольку они соединяются в цепь нод) позволяет создать процедурную текстуру трещины в 3ds Max. Это я привёл скриншот из редактора материалов в режиме нод (Slate Material Editor). Если вы еще не перешли на нодовое отображение, то очень рекомендую. Это во много раз улучшает восприятие логики работы сложных материалов, а также убыстряется процесс работы с материалом.

Чтобы переключится в этот режим вам нужно -> открыть редактор материалов (клавиша M) -> в верхнем меню выбрать пункт Modes (режимы) -> переключиться с Compact Material Editor на Slate.

Теперь собственно объясняю логику. Читаем сеть нод слева направо.

За основу я взял карту BerconNoise (обозвал её JustNoise). Потом эту карту смешал саму с собой с помощью ноды Composite (обозвал её Difference, поскольку режим смешивания нужен Difference). Только на один вход ноды Composite я подал оригинал, а в другой слот - инвертированную версию (инвертировал с помощью стандартной ноды Color Correction, которую назвал Invert). И в конце, с помощью ноды ColorCorrect (это отдельный бесплатный плагин, который можно скачать отсюда) я обрезал величины цвета так, чтобы только трещина осталась чёрной, а всё вокруг неё стало белым.

2. Теперь о том, что делает каждая нода (карта).

2.1. BerconNoise.

Самая первая карта BerconNoise под названием JustNoise создаёт шум, на основе которого мы и будет делать трещину. От настроек этой карты зависит размер трещины, их плотность и детализированность. Мои настройки таковы:

Тут самое главное - это размер Size = 60. Размер влияет на размер трещин.

Также важна настройка Fractal с детализацией (Levels) = 15 (но думаю тут и 7 должно было хватить). Levels влияет на то насколько детализированной будет трещина.

2.2. Color Correction

Дальше карта Color Correction. Тут нужно поставить лишь одну галочку - Invert:

2.3. Composite.

Следующая карта Composite:

Здесь главное создать два слоя и верхний слой установить в режим смешивания Difference. В итоге мы получим чёрные края/линии и серые пятна между ними.

2.4. ColorCorrect.

Последняя карта - ColorCorrect, которую я назвал ClampNormalize:

Здесь важно поставить галочку Clamp для "обрезания" цвета в пределах от 0 до 0.05. Таким образом мы указываем 3ds Max'у, что нам нужно превратить весь светлый цвет в тёмно серый (0 - это чёрный, а 0.05 - это очень близко с чёрному). А отметив галочку Normalize, мы заставляем НОВЫЙ УРЕЗАННЫЙ диапазон цветов (от чёрного до тёмно серого) растянуть снова на ВЕСЬ
диапазон оттенков (от чёрного до белого).

Таким образом, изменяя в будущем верхний предел параметра Clamp, мы сможем контролировать ширину трещин. Чем больше этот параметр, тем больше ширина.

Конкретно в моём примере, значение 0.05 означает узкие трещины (как на заглавной картинке). А если поставить там 0.1, то я получу широкие трещины (картинка ниже кликабельна):

3. Теперь разберёмся с настройкой дисплейсмента.

Вот эту текстуру, что мы получили в конце цепи нод можно запихивать в слот Texmap модификатор VRayDisplacementMod, который мы накинем на нашу Геосферу. Его настройки будут следующими:

Тип дисплейсмента Type - 3D mapping. Величина дисплейсмента Amount - 1 см. Поправка Shift -1см (минус один см). Галочка, что это статическая геометрия Static - включена. Она ускорит рендер дисплейсмента, но если геометрия будет как-то изменятся во времени (не будет статичной), то появятся артефакты.

4. Настроим материал.

Материал может быть каким угодно. Я выбрал, что верхний - это будет блестящий толстый слой якобы белой краски, а сами трещины шероховатые и тёмные.

Подробно на настройках V-Ray материалов я останавливаться не буду, ведь я об этом написал замечательную серию статей.

Вот мои настройки блестящего белого материала:

Единственный новый параметр - это новый тип BRDF: Microfacet GTR (GGX). Я стараюсь его использовать везде, где только можно, ведь он прибавляет реалистичности материалу.

В результате, если мы отрендерим наши полученные трещины с таким материалом, то получим следующий результат (кликабельно):

Теперь нужно настроить материал для трещин:

Ну и самое главное, нужно теперь смешать эти два материала так, чтобы шероховатый был только внутри трещин, а блестящий везде вокруг.

Для этой цели используем материал VRayBlendMtl со следующими настройками:

Тут также всё просто. Базовый материал - это мой шершавый материал. Материал покрытия (Coat material) - это мой блестящий материал.

А вот моя карта NarrowClampNormalize в слоте Blend amount, по которой эти два материала будут смешиваться немножко хитрая.

За основу я взял карту ClampNormalize из пункта 2.4, но в ней я так подправил верхний и нижний лимиты параметра Clamp, чтобы они были почти одинаковыми:

При этом я сделал верхний лимит НОВОЙ карты слегка ниже верхнего лимита СТАРОЙ карты (которую я использовал для дисплейсмента). Для дисплейсмента я использовал значение 0.05, а для смешивания материалов (как видно со скриншота выше) - 0.045. Эта малюсенькая разница позволила закрасить не ВСЮ трещину тёмным шершавым материалом, а оставить на самом верху трещины узкую полоску из белого блестящего материала. Таким образом, я сымитировал толщину краски.

Ну а подняв нижний лимит почти до верхнего (было значение 0.0, а стало 0.04) я закрасил ВСЮ трещину шершавым материалом на 100%. Если бы я оставил там 0.0, то трещина была бы на 100% закрашена в шершавый материал ТОЛЬКО в самых глубоких её местах. А там где трещина не глубокая, там было бы смешение двух материалов (блестящего белого и шершавого тёмного) в какой-то пропорции. Это бы давало совсем нереалистичный результат.

5. Нюансы.

Если посмотреть на рендер из пункта 4, то видно, что верхний блестящий материал выглядит совершенно стерильно гладким и поэтому нереалистичным.

Чтобы это хоть как-то быстренько исправить, я добавил карту Normal Bump в слот Bump блестящего белого материала. В слот Normal я положил текстуру микроцарапин, а в дополнительный слот Additional Bump я положил карту Noise с мелким шумом в режиме Turbulence (цепь нодов смотрите на скриншоте ниже). Более подробно о том, как сделать текстуру микроцарапин и как правильно настроить карту Normal Bump я рассказывал здесь.