Materiali avanzati. Transulcenza. Informatica Grafica per le arti. Transulcenza. Transulcenza. Transulcenza. Transulcenza

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1 Informatica Grafica per le arti Materiali avanzati Marco Gribaudo La traslucenza e' quel fenomeno fisico per cui parte di un oggetto cambia colore al passaggio della luce. E' simile alla trasparenza, ma riguarda soltanto l'illuminazione e non il resto della scena. E' un fenomeno che si vede in natura quando si pone un foglio di carta, una foglia o una lastra sottile di marmo davanti ad una sorgente luminosa. La traslucenza lascia intravvedere i contorni dei corpi che si trovano dietro l'oggetto. In Blender la traslucenza si imposta attraverso il parametro Tralu della pagina relativa agli Shader. Un valore 0 indica l'effetto assente, mentre 1 si riferisce all'intensita' massima. Cosi come per le ombre nelle luci volumetriche, Blender e' in grado di calcolare correttamente la traslucienza solo se la luce proviene da sorgenti Spot con ombre calcolate mediante Shadow Map. Come si vede, la luce proveniente dal faretto Spot, filtra attraverso l'oggetto, ed illumina anche il lato posteriore della superfice translucida.

2 Gli oggetti trasparenti, tendono a creare ombre meno definite e colorate come il materiale che attraversano. In Blender i normali materiali trasparenti (con rifrazione in Raytracing), creano la stessa ombra di oggetti opachi. Per far variare l'ombra in funzione della trasparenza dell'oggetto occorre selezionare l'opzione TraShadow nel materiale dell'oggetto che riceve le ombre. In questo caso colore e trasparenza dell'ombra sono derivati in funzione del materiale dell'oggetto considerato. Al contrario della traslucenza, questo effetto funziona solo con le ombre in Raytracing. Attenzione a non confondere la colorazione dell'ombra con la focalizzazione della luce: quest'ultimo fenomeno prende il nome di Caustiche e non e' supportato dal motore interno di rendering di Blender.

3 In tutti i materiali considerati fin'ora, abbiamo sempre supposto che la luce rimbalzasse (in modi diversi a secondo dello Shader) sulla superfice dell'oggetto. In alcuni materiali invece, la luce penetra all'interno della superfice dell'oggetto, per poi fuoriuscire da un punto distinto. Questo fenomeno fisico prende il nome di Subsurface Scattering (diffusione sotto la superfice). In Blender si puo' aggiungere il Subsurface scattering premendo il pulsante corrispondente nella pagina SSS. Sebbene questo effetto sia molto difficile da simulare, esso risulta molto importante dal momento che esso e' presente in quasi tutti i materiali organici, a cominciare dalla pelle. Blender simula il fenomeno fisico, e richiede quindi di specificare un'unita' di misura per l'oggetto nel parametro Scale. Il parametro scala specifica a quanti millimetri corrisoponde un'unita' di Blender (un quadratino della griglia). Ad esempio, un valore di 1 indica che ogni quadrato della griglia corrisponde ad un millimetro, mentre invece 0,001 indica che ogni unita' di Blender equivale ad un metro.

4 Il sub-surface scattering e' un effetto che risulta piu' evidente in oggetti piu' sottili. L'effetto di subsurface scattering e' contraddistinto da un colore. Di conseguenza, per enfatizzare l'effetto, occorre impostore valori piu' elevati al parametro di scala. Tale colore puo' essere miscelato con le restanti caratteristiche dell'oggetto attraverso il parametro Col. Il valore 1 indica che il colore e' interamente determinato dal SSS, 0 invece che l'effetto e' assente. Col = 0.7 Col = 0.4 Col = 1.0 La luce si diffonde sulla superfice su un'area caratterizzata da un determinato raggio. Blender consente di specificare un raggio diverso per le tre componenti RGB della luce. Piu' il raggio e' grande, maggiore e' la diffusione della luce, e meno netti sono i contorni delimitati dalle ombre sull'oggetto. Radius = 10 Radius = 20 Radius = 1

5 Infine e' possibile stabilire quanto la luce proveniente da davanti e quanto quella da dietro influiscano sul colore dell'oggetto attraverso i parametri Front e Back. Blender mette a disposizione alcune impostazioni standard richiamabil da un apposito menu' a tendina. In questo caso occore specificare solamente piu' la scala e la miscelazione col colore base. Attraverso il parametro Error e' possibile bilanciare la qualita' (valori bassi), con i tempi di rendering (valori alti). Spesso il SSS viene combinato con la translucenza per ottenere effetti ancora piu' realistici. In molte circostanze, il materiale che si vuole riprodurre non rientra nella categoria esatta modellata da uno specifico Shader, ma presenta caratteristiche distinte catturate da Shader differenti. In questo caso si possono combinare piu' Shader insieme, creando quello che tecnicamente viene chiamato uno Shading network.

6 Uno Shading Network e' un insieme di entita', in Blender chiamate Nodi, che cooperano per creare il colore finale dell'oggetto. In Blender, si possono utilizzare gli Shading Networks per definire il materiale di un oggetto premendo il pulsante Node nella pagina di selezione materiale. Qualunque colore (o parametro di un materiale), puo' essere sostituito da un colore (variabile sulla superficie di un oggetto) proveniente da un altro shader. In piu' esistono nodi specifici per combinare gli effetti prodotti da Shader distinti, applicandogli le tecniche di sovrapposizione tipiche dei programmi di elaborazione delle immagini. Gli Shading Network si vedono quindi in un'apposita finestra chiamata appunto Node Editor. Il nodo Out rappresenta il materiale finale dell'oggetto, mentre invece il nodo Material la casalla dove inserire un materiale base. I nodi si selezionano facendo click con LMB nella parte superiore. Si possono quindi spostare trascinandoli col mouse. Selezionando un materiale preesistente dal menu' a tendinda, o premendo il pulsante Add New, si puo' associare un materiale al nodo Material.

7 Il materiale associato puo' quindi essere modificato nella finestra dei pulsanti. L'hotbox presenta menu per gestire gli Shading Netowork. In particolare il pulsante Add permette di aggiungere nuovi nodi alla rete. Un secondo materiale puo' essere aggiunto con Add -> Input -> Material. Un nodo che permette la miscela di materiali differenti si inserisce con Add -> Color -> Mix. Premendo il LMB su uno dei cerchi rappresentanti il risultato dell'operazione...

8 E trascinandolo su uno che rappresenta i parametri di ingresso di un altro nodo, si possono ricollegare i nodi tra loro. I collegamenti non desideriati si possono eliminare includendoli nel rettangolo di selezione che si ottiene premendo LMB e spostando il mouse. Collegando i due output Color agli input Color1 e Color2 di un nodo Mix, ed agganciando l'output Color del nodo Mix all'input Color del nodo Out, si puo' creare un materiale multistrato. In questo caso, agendo sul parametro Fac del nodo Mix, si puo' definire la quantita' del materiale agganciato a Color2 verra' fatta filtrare attraverso il materiale collegato a Color1.