На этом уроке мы начнем знакомиться с материалами в 3d max. Для начала не много изучим редактор материалов (Material Editor), узнаем основные его инструменты и функции. Особо заострим внимание на понятии текстура и механизме применения текстуры. Ну и закончим созданием простых материалов для некоторых созданных на прошлых уроках объектов. Возможно, этот урок покажется скучным, так как это будет больше теоретический урок, но он крайне важен для освоения последующего материала.

Итак, что такое материалы и для чего они нужны? Материалы это совокупность различных визуальных свойств объекта, таких как цвет, прозрачность, фактура, свойства отражения и преломления света, и др. Как наверно понятно из описания материалы необходимы для придания большей реалистичности объектами. Для работы с материалами в 3ds max существует специальный модуль, который называется Material Editor (Редактор материалов).

Запустите 3ds max, если вы этого еще не сделали. Теперь надо открыть редактор материалов. Самый простой способ это сделать нажать клавишу «M» на клавиатуре, но можно и из главного меню – Rendering → Material Editor… Должно открыться вот такое окно:

В верхней части редактора вы можете увидеть шесть серых шарика. Это образцы материалов, по умолчанию они имеют серый цвет. Чтобы изменить материал надо выделить ячейку с этим материалом, для этого надо кликнуть левой кнопкой мыши на эту ячейку. Выделенная ячейка имеет белый контур, на рисунке вверху выделана верхняя левая ячейка.

Если щелкнуть правой клавишей мыши по выбранному материалу откроется контекстное меню:

Здесь имеются следующие возможности:
Drag/Copy – копирование материала в другую ячейку;
Drag/Rotation – вращение материала в ячейке;
Reset Rotation – отмена произведенного вращения;
Render Map – позволяет визуализировать карту текстур на которой основан материал;
Options – вызывает окно Material Editor Options, в котором можно назначить различные настройки редактора материалов;
Magnify – открывает выделенный материал в отдельном окне, при растяжении этого окна материал тоже растягивается, таким образом этот инструмент можно рассматривать как инструмент увеличения образца материала;
Select by Material – позволяет выделить все объекты в сцене использующий текущий активный материал (дублирует один из инструментов описанных ниже).
3 X 2 / 5 X 3 / 6 X 4 Sample Windows – меняет количество видимых материалов. По умолчанию в окне редактора материалов видно 6 образцов (2 строки по 3 столбца), это можно поменять на 15 образцов (5 X 3) или на 24 (6 X 4).

Под ячейками и справа от них располагаются инструменты для работы с материалами. Далее приводиться описание этих инструментов, некоторые из них могут показаться не понятным, не расстраивайтесь, многие из этих инструментов станут понятнее в процессе изучения следующих уроков.

Sample Type – позволяет изменить тип образца материала. Т.е. вместо шарика в ячейке можно поставить цилиндр или кубик. Но все же обычно удобнее использовать шарик.

Backlight – позволяет включать и выключать источник света сзади материала. По умолчанию свет включен

Background – меняет фон ячейки. По умолчанию фоновый цвет ячейки темно серый, но если нажать на эту кнопку фон превратиться в клетчатый черно-белый фон. Этот инструмент часто применяют при создании прозрачных материалов.

Make Preview – позволяет просмотреть эскиз анимации материала.

Options – открывает окно Material Editor Options, где можно настроить параметры редактора материалов.

Select by Material – позволяет выделить все объекты в сцене использующий текущий активный материал.

Material/ Map Navigator – открывает окно Material/ Map Navigator, показывающие какие материалы и карты текстур применены в сцене.

Get Material – позволяет открыть готовый материал из библиотеки материалов или создать новый

Put Material to Scene – позволяет внести изменения в материалы объектов сцены, к которым применен данный материал.

Assign Material to Selection – позволяет применить текущий материал ко всем выделенным объектам сцены.

Reset Map/ Mtl to Default Settings – сбрасывает все настройки материала, ставя все значения по умолчанию.

Make Material Copy – после нажатия на эту кнопку изменение параметров текущего материала не вызывает изменений материалов объектов сцены. Чтобы применить изменения следует нажать на кнопку Put Material to Scene.

Put to Library – помещает материал в библиотеку материалов.

Material Effects Channel – позволяет связать материал с одним из 16 каналов графических эффектов, используемых в видеомонтаже.

Show Map in Viewport – позволяет увидеть как будет выгледят объекты с текстурой в окне проекции.

Show End Result – показывает конечный вид комбинированного материала.

Go to Parent – позволяет перейти с уровня изменения параметров подобъекта на более высокий уровень к редактированию родительского объекта.

Go to Sibling – позволяет перейти к изменению следующего подобъекта, не подымаясь на уровень родительского объекта.

Далее идет инструмент Pick Material from Object (в простонародье пипетка):

Он позволяет загрузить в текущею ячейку образец материала взятого с объекта сцены. Для этого следует после выбора этого инструмента кликнуть по нужному объекту сцены.

Рядом с пипеткой находится выпадающий список с именами материалов:

в этом же списке можно  поменять имя текущего, для этого просто щелкните по нему и наберите новое имя.

Ну и наконец правее пипетки и имени материала находиться кнопка с типом материала, по умолчанию установлен тип материала Standard:

При нажатии на эту кнопку открывается окно Material/Map Browser:

В котором можно выбрать тип нового материала (в этом окне можно сделать не только это, но в данном случае нас интересует новый тип материала). Все новые типы материалов отмечены на рисунке синими шариками, описание каждого отдельного типа займет слишком много времени и скорее всего потребует отдельного урока. Поэтому описывать их пока не буду, и остановлюсь на самом часто применяемом типе Standard.

Ниже под кнопкой типов материалов находиться свиток:

Здесь наибольшего внимания заслуживает способ затенения, его можно выбрать в выпадающем списке, например способ затенения Metal сделает поверхность объекта больше похожей на металлическую.

В зависимости от того какой способ затенения выбран измениться свиток расположенной ниже, вот так он будет выглядеть для способа затенения Phong:

Здесь есть следующие параметры:

Ambient – определяет цвет подсветки или как еще говорят окружающий свет.
Diffuse – определяет диффузный или рассеянный свет исходящий от материала. По умолчанию изменение одного из этих двух цветов ведет изменение второго, чтобы этого избежать надо нажать на кнопку рядом с названиями цветов:

Specular – определяет цвет отраженного света, с помощью него можно задавать цвет блика.
Specular Level – определяет «силу» блика, т.е. на сколько сильно поверхность отражает свет.
Glossiness – определят «глянцевость» объекта, или размер бликов, обычно чем более гладкий должен быть материал, тем сильнее и меньше по размеру блики на нем.
Soften – определяет размытость материала.
Self-Illumination – определяет уровень самосвечения материала, если поставить галочку Color, то можно будет определить цвет излучаемого света.
Opacity – определяет уровень прозрачности материала, от 100 (непрозрачный) до 0 (полностью прозрачный).

В самом простом варианте каждый из параметров регулируется только каким то одним цветом, но этого часто оказывается мало. Иногда требуется использовать более сложный закон изменения параметра, для этого рядом с многими параметрами стоят вот такие кнопки-квадратики:

После нажатия на эти квадраты открывается окно Material/Map Browser, где можно задать процедурную карту, которая будет определять некий закон отображения этого параметра. Вот, например что получиться, если задать для диффузного цвета процедурную карту Gradient:

После такого назначения на квадратике рядом с параметром Diffuse появилась буква «M»:

При нажатии на которую можно настроить параметры процедурной карты (в данном случае градиента).

Рассмотрим так же свиток Maps:

Здесь описаны все карты которые могут быть использованы в данном материале. Как вы можете заметь тут повторяются многие из параметров описанных выше. По сути это просто дублирование тех кнопок-квадратиков, если бы не дополнительные параметры, таких как Bump, Reflection, Refraction и т.д, которых в свитке Basic Parameters нет. Для этих параметров тоже можно назначить свои процедурные карты.

Существует много видов процедурных карт:

Все их расписывать особого смысла не имеет, многие из них можно понять по названию, или просто применив к материалу и изменить некоторые параметры. Некоторые из этих карт будут подробнее рассмотрены в следующих уроках. Сейчас же рассмотрим самую важную на мой взгляд карту, которая используется так или иначе если не во всех, то в очень многих материалах. Это Bitmap. Она позволяет загрузить и использовать в качестве карты какой-либо графический файл в любом поддерживаемом 3d max формате (например, png, jpg, gif и др.).

Если применить такую карту к диффузному цвету получиться частный вид этой карты, который получил название текстура. Т.е. после применения текстуры объект как бы раскрашивается картинкой этой самой текстуры

Для примера приведу пианино без текстуры дерева:

И с наложенной текстурой дерева:

Как вы можете убедиться, текстура может сильно изменить восприятие объекта, вот почему она так важна.

Но тут возникает одна маленькая проблема, как плоское изображение наложить на объемный объект? Для этого придумали так называемые текстурные координаты. Сейчас попробую объяснить принцип их действия.

Как вы наверно помните все объекты в 3d max состоят из треугольников, у каждого треугольника есть 3 вершины, у каждой вершины есть свои трехмерные координаты - X, Y, Z и еще текстурные координаты – U, V (иногда используют еще и W). Таким образом любой треугольник можно с помощью этих двух координат можно перенести из трехмерной системы координат в двухмерную систему координат.

Каждая загружаемая карта помещается вот в такую систему координат

В этой же системе координат размещаются треугольники объекта, так как каждой вершине тоже назначены эти координаты:

В результате каждый треугольник имеет возможность разместить внутри себя некоторый кусок изображения, определяемый текстурными координатами его вершин:

Чаще всего текстурные координаты вершин лежат в промежутке между 0 и 1, но иногда их делают больше единицы. В этом случае текстура на таких треугольниках начинает повторяться или как еще говорят «талиться».

Вот, пожалуй все что я хотел рассказать про материалы. Наверно понятно, что здесь представлена лишь общая информация о материалах, более глубоко мы будем рассматривать эту тему в следующих уроках. А сейчас попробуем на практике кое-что из полученных знаний, и создать материал дерева для стола созданного на втором уроке. Откройте файл с созданным столом, если по каким то причинам у вас нет этого файла, его можно скачать в конце второго урока.

Нажав клавишу «М» откройте Material Editor.

Выделите одну из ячеек, оставьте тип материала Standard, способ затенения Blinn и назначьте значения параметров как на рисунке:

Теперь нажмите на кнопку-квадратик рядом с параметром Diffuse и в появившемся окне Material/Map Browser выберите пункт Bitmap. Дальше 3d max предложить выбрать картинку, нам нужно изображение фактуры дерева, я выберу стандартную текстуру 3d max BUBING_2.GIF, которая находиться в папке C:\Program Files\Autodesk\3ds Max 2009\maps\Wood (если вы поставили 3d max в папку по умолчанию).

В появившемся окне найдите параметр Tiling и поставьте там вот такие значения:

Это позволит не много растянуть текстуру (за счет ее двукратного повторения по координате V) по столу, что сделает ее не много более естественной, если вы используете другую текстуру, то возможно у вас будут другие значения, можно конечно вообще не менять этот параметр и оставить там единицы.

Теперь нажмите на кнопку Go to Parent:

чтобы вернуться к родительскому материалу. Выделите все объекты из которых состоит стол и нажмите на кнопку Assign Material to Selection:

чтобы применить созданный материал к нашему столу.

Чтобы увидеть изменения в окне проекции надо нажать на кнопку Show Map in Viewport:

Следует иметь в виду, что в окне проекции все материалы представлены в очень упрощенном виде чтобы увидеть как они будут выглядеть на самом деле сцену надо «отрендерить», для этого выберите подходящий ракурс на стол и нажмите кнопку F9, после этого сцена будет «отрендерена» с настройками по умолчанию. Полученное изображение можно сохранить на жесткий диск и использовать по своему усмотрению. По умолчанию цвет фона при рендере черный, я обычно ставлю белый цвет (мне почему-то так больше нравиться, и использовать изображение легче). Цвет фона можно поменять, нажав кнопку «8» на клавиатуре или выбрав пункт главного меню Rendering → Environment. В появившемся окне изменить параметр Background.

В результате получился «покрашенный» стол:

У некоторых из вас может возникнуть вопрос – как 3d max наложил текстуру, ведь мы не назначали текстурных координат для вершин стола? Ответ на этот вопрос довольно прост.

Дело в том, что стол состоит из стандартных примитивов, а у всех стандартных примитивов текстурные координаты назначены по умолчанию, для этого достаточно поставить галочку Generate Mapping Coords (она всегда установлена по умолчанию) при создании такого объекта:

Ну и на последок создадим материал металла для сделанной на прошлом уроке вилки.

Аналогично откройте файл с вилкой (его также можно скачать в конце предыдущего урока). Откройте Material Editor. Создайте материал типа Standard с типом затенения Metal. Проставтье значения параметров как на рисунке:

Обратите внимание, что диффузный цвет светло серый, но с не большим синеватым отливом, это сделает металлический блеск более естественным.

Далее пройдите в свиток Maps и нажмите на кнопку рядом с параметром Reflection (отражение), в появившемся окне выберите карту Reflect/Refract, значение рядом с параметром поставьте 60 (это значит, что этот параметр будет действовать на 60%),

Назначьте получившийся материал вилке, получилась вилка с металлическим блеском:

Ну вот пожалуй и все. Все объекты с использованными материалами и текстурами можно скачать в конце урока.