2015/12/24

V-Ray標準材質參數範圍指南

原文 / V-Ray Materials 
作者 / Austris Čingulis

調材質時常常有些參數範圍的潛規則,若留意這些規則讓您的材質更加寫實。這篇是閱讀PixelSquid的V-Ray Material的教學文後的略譯、筆記。詳細內容與圖片,建議閱讀原文。

===以下為筆記===

絕大部分的材質都可以用VRay Material標準材質球做出來。用貼圖表現會比單色更寫實,因為真實世界裡面物體不會只有單色,一定會有顏色的變化。

散射Diffuse
當使用貼圖作為diffuse時,要注意貼圖的亮度色階最好在10~230範圍,這樣會比較寫實。大部分我們認為純白的東西實際上只有~75%-90%純白,也就是RGB數值應在190~230範圍。就算是最白的雪也只有90%反照率(albedo)。黑色物體也一樣,就算是最黑的煤炭,也有~4%的反照率 。使用過亮的顏色不僅會讓算圖看起來不寫實,亦會增加算圖時間,因為光線需要彈跳更多次。

貼圖的10~230範圍可用Photoshop的level Output Rage來修正之。

當使用貼圖時建議減少或是關閉blur的強度,這樣算圖結果才不會糊糊的。

Diffuse與反射折射顏色的關係:極端的的反射折射材質,使用幾乎純黑的diffuse顏色(1;1;1;)   如果材質有點舊化,才把數值調高。玻璃的話可能要帶點顏色,但基本上diffuse還是要幾乎全黑。

想下一下,你可以將反射視為疊在diffuse上的一層圖層,當反射為100% strength (255;255;255) 將會完全反射環境與燈光。當反射強度減弱,就開始顯示底下diffuse圖層。實際上的光學並不是這樣運作的,但基本上這就是diffuse 與Reflection的關係。建議將反射的強度設定在1~230範圍,材質才會寫實。

所有的材質都要啟用Fresnel
反射金屬球與水泥材質的差別就在於Fresnel IOR的差別,這個數值會控制反射的衰減。取消勾選L按鈕後,可以手動輸入數值 預設值為1.6是適合用在玻璃與塑膠。以下為常用材質的建議範圍:
  • 水1.33
  • 塑膠  1.4-2.4
  • 玻璃 1.5-1.8
  • 鑽石2.4
  • 複合材質如木頭 石頭 水泥3-6
  • 金屬 18-100 (一般來說不要超過 40)
反射光澤度Reflection Glossiness
完美光亮的表面光澤度為1,因為世上沒有物件是完美的,建議不要高於0.99,但這個數值越低,反射就越模糊,算圖時間越長。這個數值的效果很類似於你拿砂紙在磨物體的表面,代價是物體反射越模糊,V-Ray就越難計算之,導致算圖結果越多雜訊,算圖時間增長。對於非常粗糙的表面,建議不要低於0.35。常用的範圍為0.35~0.99。建議閱讀前篇『V-Ray材質製作流程 光澤度數值變換要點

打斷高光(Specular)與反射光澤度(Reflection Glossiness)之間的鏈結
預設定反射光澤度與高光的光澤度是連動的。但是,有時候打斷這兩者之間的鏈結,降低高光的光澤度一點點還蠻有用的。這樣你可以有銳利的反射,周圍帶有一點模糊高光,真實世界常見到這種現象。這個小技巧並不會增加算圖時間,一般來說你可以降低高光的光澤度1.0-1.5左右以達到想要的效果。

反射貼圖與反射光澤度貼圖可用同一張bitmap
但是建議反射光澤度的那張要亮一點 模糊一點,這件事你可以在3dsMax裡面做

反射光澤度的細分值Subdivs
團隊合作,你不知道別人的算圖設定為何,建議你使用預設值8 subdivs ,要不然接到你檔案的人可能要煩惱你某個物件材質設定非常高的細分,例如subdivs = 256。(譯者註:V-Ray 3.3使用新的技術大幅減少這種困擾,因為V-Ray會忽略個別材質的subdivs,改用整體調整)

一般來說會使用Adaptive DMC sampler作為細分採樣。何時該採用哪種採樣器,建議您參考這篇『VRay 3如何選擇適當的Image Sampler

反射深度Reflection Depth 
反射深度控制光線在場景該物件上的反射次數, 越高越寫實(但也往往會有過多細節或增加算圖時間的問題)。如果物件有反射模糊 則反射深度就不需要這麼高 仍可維持相同的算圖品質,以下為關係表:

Glossiness 0.9-0.99 = max depth 5
Glossiness 0.8-0.89 = max depth 4
Glossiness 0.7-0.79 = max depth 3
Glossiness 0.6-0.69 = max depth 2
Glossiness 0.35-0.59 = max depth 1

VRay提供三種BRDF計算模型
這三個shader類型最大的不同在於處理高光的方式不同。Phong的高光最銳利,Blinn有點糊,Ward的高光比較柔化。何時該使用哪種shader沒有什麼規則 一般來說Ward用在金屬與anisotropic類型的材質,其餘材質使用Blinn 或Phong (隨便你要用哪個都行) 。唯一例外是不建議在鏡面反射的金屬 ,例如鉻金屬球或是黃金珠寶上使用Ward。(譯者注: V-Ray 3.x提供第四種shader -- GGX,建議閱讀『VRay GGX材質實例:更寫實的高光』)

計算背面反射 Reflect on back side
預設是關閉的,對於大部分材質ok 因為關掉可增加算圖時間,但是對於玻璃或其他透明物體 建議開啟,算圖才會寫實。

折射
如果你沒有使用焦散 (大部分狀況不會使用) 建議您勾選“Affect Shadows”選項 這樣才能產生寫實,透明樣的陰影,否則影子會過黑。

打破常規
真實世界「反射」與「折射」的IOR數值應該是一樣的,但有時提高反射的IOR可以讓高光效果更明顯,當你覺得你的玻璃材質反射不夠強時,便可利用這個小技巧


[延伸閱讀]
VRay之父vlado談V-Ray 3.0參數設定(影片逐字稿)

Materialism材質主義

如何讓算圖有相片寫實感( photographic)
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