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Tutoriais - 3ds max básico

Opacity e Cut-out

Como vimos no tutorial anterior, aqui no site 3D1, o canal Opacity do material é muito útil para \"recortar\" a malha 3D com imagens, simulando que o objeto é mais complexo.

Antigamente era muito usado para aplicar vegetação na cena, pois não podíamos nem sonhar em colocar árvores e plantas em 3D igual hoje em dia, portanto, era comum criar Planes e aplicar imagens de árvores e plantas com o mapa de opacidade para recortar. Mas mesmo atualmente ainda é útil para fechar o horizonte com vegetação, pois não há necessidade de ser realmente 3D e vai economizar tempo de render, também é melhor para uma planta em primeiro plano, já que pode usar uma foto real e criar o mapa de opacidade no PhotoShop, conseguindo mais realismo do que a planta 3D com menos esforço.

Mas as aplicações são muitas, mesmo em uma árvore 3D, muitas vezes as folhas são feitas com um Plane e mapa de opacidade dar a forma sem gastar faces. Uma planta 3D muitas vezes terá pétalas e outros detalhes criados com mapas de opacidades. Em arquitetura é empregado em diversas situações como alambrados, redes de quadras esportivas, qualquer tipo de tela e principalmente para aplicar pessoas na cena, pois pessoas em 3D ainda são muito pesadas e as que são leves também são muito feias, certamente ficará mais realista aplicando pessoas em Planes com mapa de opacidade.

O material Standard pode ser usado normalmente com o Mental Ray, mas o material Arch&Design é mais indicado por ser fisicamente correto e permitir a criação de materiais mais realistas com facilidade, além de oferecer recursos que o material Standard não possui. No Arch&Design o canal Opacity tem outro nome, é chamado de Cut-Out e tem algumas diferenças em relação ao Opacity do material Standard, portanto, vamos estudar os dois mais a fundo neste tutorial.

Para usar como exemplo vamos criar uma cerca de alambrado, que seria trabalhoso de modelar e ainda ficaria muito pesado, gastando memória e tempo de render sem necessidade. É um caso típico onde o Opacity ou o Cut-Out resolvem facilmente.
Na cena eu criei um plane como piso, outro plane na vertical para ser a cerca e 2 boxes finos e altos para serem os apoios, chamados de mourões em São Paulo.
Como viu acima, a geometria 3D da cena é muito simples, pois o mais importante nesta situação são as imagens aplicadas no material. Eu vou usar as duas imagens mostradas abaixo, a primeira com a cor do alambrado para aplicar no Diffuse e a segunda com o local do alambrado totalmente branco e o fundo preto para fazer o recorte.

Também vale lembrar que eu trabalho com a correção de Gamma habilitada para ver as cores reais no Material Editor, portanto, pode parecer mais claro do que o seu Material Editor. Para configurar igual ao meu, basta acessar o Customize > Preferences > Gamma And Lut, habilitar e colocar o valor 2.2 no Gamma, no Input Gamma e no Output Gamma, além de marcar as opções Affect Color Selectors e Affect Material Editor.
Primeiro vamos criar o material usando o Standard para renderizar com o Scanline e também com o Mental Ray se desejar.

Como será um material transparente a primeira providência é habilitar o 2-Sided, caso contrário não aparecerá o lado oposto, como já vimos nos tutoriais anteriores.
Em seguida, basta aplicar o mapa Bitmap no canal Diffuse e escolher a imagem colorida, depois aplicar outro Bitmap no canal Opacity e carregar a imagem do recorte.
Neste ponto você verá o material recortado na esfera de amostra, pode até ligar o fundo do Slot para perceber melhor os detalhes.

Mas ainda não está tão realista quanto poderia ser, pois não configuramos o brilho e com os valores padrões do material Standard certamente aparecerá pontos de brilho em algum lugar, dando a impressão que tem vidro no lugar do recorte. Uma opção fácil e rápida é zerar os valores do Specular Level e Glossiness, mas neste caso o material ficará completamente sem brilho e também perde realismo.

Para controlar o Specular Level e o Glossiness apenas onde tiver o metal do alambrado você precisa copiar a mesma imagem aplicada no Opacity para estes dois canais, o problema é que a imagem é completamente preto e branco e assim o brilho ficará muito forte, como vimos no tutorial passado, pois onde é branco ficará com Specular Level e Glossiness igual a 100, enquanto que, na área preta ficará com zero como queremos. Portanto, precisa ser algum tom de cinza no lugar do branco para ficar correto.

Com o mapa Checker que usamos nos testes do tutorial anterior foi fácil, pois era um mapa procedural que permitia trocar a cor facilmente, agora é uma imagem.
Abrir a imagem no PhotoShop para alterar e depois carregar no 3ds max para ver como fica é uma opção, mas também é chato e trabalhoso.
Você pode ajustar a imagem no 3ds max de várias formas e a mais robusta é o mapa Color Correction, que oferece brilho e contraste igual o PhotoShop, mas não há necessidade de aplicar outro mapa, tornando o material mais complexo e mais pesado, pois o menu Output oferece ótimas ferramentas para isso, como expliquei no tutorial Bitmap e UVW Map aqui no site 3D1.
Portanto, basta acessar o Output e diminuir o valor do RGB Level ou do Output Amount, ainda poderia ligar o Color Map no canal Mono e diminuir o ponto do lado direito, que descreve a cor branca. Usando qualquer uma destas formas é muito mais prático e você verá o resultado direto na esfera de amostra como se fosse um mapa procedural. Por exemplo, 1 no Output Amount ou RGB Level será igual a 100 no Glossiness ou no Specular Level, se quiser diminuir o Specular Level para 50, coloque 0.5 no Output Amount ou no RGB Level da imagem aplicada neste canal, o mesmo vale para o Glossiness.

Você pode clicar duas vezes sobre a esfera de amostra do material para abrí-la num quadrinho que permite ser aumentado para ver melhor os detalhes.
Agora vamos ver a configuração do material usando o Arch&Design do Mental Ray.

Você encontra o Arch&Design no Material/Map Browser clicando no ícone Get Material do Material Editor, mas é necessário estar com o Mental Ray habilitado. Você pode fazer isso teclando F10, acessando o menu Assign Render, clicando no botão com 3 pontinhos em frente ao item Production e escolhendo o Mental Ray.

A vantagem do Arch&Design é visível, pois basta configurar as propriedades do material e aplicar as imagens, já que o mapa Cut-Out leva em conta o material completo recortando brilhos e reflexos.

Veja que seus parâmetros são bem parecidos com os do material Standard e você já conhece a maioria, o Diffuse Level é exatamente igual ao dos Shaders do Material Standard, tirando intensidade da cor até ficar preto, a cor do material está do lado direito e tem o mesmo quadradinho cinza para aplicar textura.
Abaixo tem o Roughness, com a mesma função do Standard, para simular a porosidade do material.
No grupo Reflection tem o Reflectivity com a mesma função do mapa Raytrace no material Standard, é como se o mapa já estivesse aplicado e você precisa apenas configurar o valor da reflexão que vai de zero até 1.
Também tem o Glossiness, mas aqui ele é interligado com o reflexo e impede que você crie um material irreal, pois quando diminui o Glossiness para reduzir o polimento do material, automaticamente borra o reflexo, como acontece em qualquer material real, já que somente materiais muito polidos que refletem perfeitamente, se o material não é tão polido o reflexo também não é tão nítido, o que não acontece no material Standard.
Porém, reflexo borrado consome memória e tempo de render, pois o programa precisa calcular várias vezes o reflexo do mesmo lugar, portanto, abaixo tem a opção Glossy Samples para você controlar a qualidade do reflexo, quanto maior o valor, mais suave será o reflexo e mais tempo de render exigirá.
Mas você também pode desligar o reflexo borrado e ficar parecido com o Standard para economizar tempo de render, é ideal quando o material tem pouco reflexo e Glossiness bem baixo, pois o reflexo quase não aparecerá, apenas o brilho. Isso é feito habilitando a opção Hightlights+FG Only.
Ainda pode habilitar o Fast Interpolate para manter o reflexo borrado mas interpolando o resultado para suavizar com menos samples e poupar tempo de render.

Além destas facilidades o Arch&Design oferece uma lista de Presets no início do menu com configurações básicas dos principais materiais.
Como vamos criar metal de alambrado, que é um material com certo reflexo e pouco Glossiness, podemos iniciar selecionando o Preset Pearl Finish.
Em seguida, configure com os valores mostrados na imagem ao lado, aplique a textura colorida no Color, coloque 0.5 no Roughness para ter um pouco de porosidade, 0.7 no Reflectivity para ter um bom reflexo, mas em baixo coloque 0.2 no Glossiness para borrar bastante o reflexo e criar um brilho bem difuso. Ainda coloque 18 no Glossy Samples para suavizar o reflexo borrado. Este valor é muito baixo para usar com 0.2 no Glossiness, teria que ser por volta de 32 ou mais, mas não quereos desperdiçar tempo de render e neste caso poucas partes da suprfície que aparecem com o brilho, portanto, vamos usar valor baixo no Glossy Samples e habilitar o Fast Interpolate.

Mais abaixo você encontra o menu Special Purpose Maps, onde estão alguns dos canais do Arch&Design, como o Bump, o Displacement e também o Cut-Out.
Basta aplicar a imagem do recorte no Cut-Out da mesma forma que faria no Opacity do material Standard, agora não precisamos mais se preocupar em copiar para os canais de brilho e configurar a intensidade, o Cut-Out faz tudo sozinho.

Para refinar o material você pode copiar a imagem para o canal Bump logo acima, assim, criará uma pequena saliência no local dos arames no alambrado em vez de ficar completamente plano, isso ajudará no realismo do brilho que configuramos com o Reflectivity e o Glossiness.
Agora você pode aplicar o material no objeto, arrastando para cima dele ou clicando no ícone Assign Material to Selection no Material Editor.
Também habilite o ícone Show Map in Viewport para ver a textura na Viewport, como expliquei no tutorial Material Editor Básico aqui no site 3D1.
Você pode habilitar o Show Map in Viewport na raiz do material, ou seja, na janela principal dele, assim, todas as texturas aplicadas no material serão levadas em consideração e o Plane aparecerá recortado na Viewport, como mostra a imagem abaixo do lado direito.
Porém, as vezes isso pode atrapalhar no ajuste do mapeamento, neste caso você pode entrar no mapa que quiser, clicando no nome dele no menu Maps ou no quadradinho cinza com a letra M, e habilitar o Show Map in Viewport apenas quando estiver dentro do mapa, assim, apenas este mapa será exibido na Viewport, como mostra a imagem abaixo do lado esquerdo, onde habilitei apenas o mapa aplicado no canal Cut-Out (Opacity).
Para ajustar a textura corretamente no Plane precisamos aplicar o modificador UVW Map, como expliquei no tutorial Bitmap e UVW Map aqui no site 3D1.
Basta selecionar o Plane que recebeu o material de alambrado, acessar o painel Modify e selecionar o modificador UVW Map na lista.

Por padrão já estará com a opção Planar habilitada, provavelmente não será necessário ajustar o eixo, se não aparecer corretamente você pode trocar o eixo abaixo no grupo Alignment e clicar no botão Fit.

O ajuste da textura é feito mesmo nos parâmetros U e V Tile, onde pode ladrilhar a textura para controlar o tamanho do alambrado. No meu exemplo usei 4 e 2, este valor vai variar conforme o tamanho do plane que criou, por exemplo, uma cerca mais comprida poderia manter o 2 no V, mas usaria muito mais no U para cobrir todo o comprimento.
Agora vamos criar o material de concreto para aplicar nos mourões que dão suporte ao alambrado.
Usando o Mental Ray e o material Arch&Design é muito simples, pois você já tem um material deste tipo pré configurado na lista de Presets.

Portanto, basta selecionar um material Arch&Design e escolher o Preset Rough Concrete, como mostra a imagem ao lado.

Você pode fazer o Material Editor abrir com materiais Arch&Design em vez dos materiais Standard, para isso, acesse o menu Customize > Custom UI and Defaults Switcher. Assim aparecerá uma janela com dois quadros na parte superior, selecione a opção Max.mentalray no quadro do lado esquerdo e escolha a interface do Max que mais gosta ou a que está acostumado do lado direito, na parte de baixo aparece uma imagem da interface que escolher. Depois tecle OK, feche o 3ds max e abra novamente. A partir deste momento o 3ds max estará habilitado para trabalhar com o Mental Ray, ele ficará configurado como render padrão, o Material Editor será populado por materiais Arch&Design, as luzes serão criadas com sombra Raytrace como é adequado para o Mental Ray, quando criar o sistema Daylight ele já virá com as luzes MR Sun e MR Sky, entre várias outras facilidades.
Depois que selecionar o Preset Rough Concrete no Arch&Design, altere as configurações padrões como mostra a imagem ao lado.
Estamos usando 1 no Roughness para aumentar a porosidade do material, 0.4 no Reflectivity, pois concreto reflete muito pouco e 0.25 no Glossiness, para o brilho ser bem difuso.
Vale lembrar que todo material reflete, mais ou menos, mas todos tem algum grau de reflexão. Nos que refletem muito pouco preferimos colocar zero para economizar tempo de render, mas quando o brilho que criam é importante, a melhor opção é habilitar o Hightlights+FG Only, assim, manterá o brilho mas não calculará os reflexos como faz o material Standard.
Para o brilho ficar correto é necessário configurar o Reflectivity e o Glossiness, exatamente igual o material Standard, mas no Arch&Design o Glossiness criaria reflexo borrado, aumentando o tempo de render. Porém, ligamos o Highlights+FG Only e o reflexo borrado não será gerado.
Aplique o material de concreto nos dois mourões e depois aplique um material cinza fosco no Plane do piso.
Para checar o efeito e as sombras precisamos pelo menos criar uma luz.
Usando o Mental Ray também será muito mais fácil neste caso, pois ele cria iluminação de cena externa com realismo de forma praticamente automática, principalmente se configurou o Max para o Mental Ray no Defaults Switcher como expliquei acima.

Acesse o menu Creat > Systems e clique no botão Daylight. Pela vista Top, clique e arraste para gerar o Daylight. Se estiver configurado para o Mental Ray aparecerá mensagens quando criar o Daylight perguntando se deseja habilitar o controle de exposição e o céu físico, clique em Yes ou OK em todas.
Se não configurou o Max para o Mental Ray, terá que escolher manualmente as luzes MR Sun e MR Sky no Daylight, mas o resultado será o mesmo.
Assim que criar o Daylight, olhe para o painel lateral e mude para a opção Manual, permitindo que mova a Daylight livremente para posicionar de forma que fique apontada para o alambrado.

E para ajudar na visualização da sombra e do efeito, crie uma esfera amarela atrás do alambrado. No meu exemplo eu apliquei um material Arch&Design com o Preset Glossy Finish e a cor amarela.

Como o Mental Ray já vem com o Final Gather habilitado por padrão, basta teclar F9 para renderizar e ver a imagem.
Se quiser mais qualidade no rebatimento da iluminação, você pode teclar F10, acessar a aba Indirect Illumination e aumentar o valor do Diffuse Bounces para 2 ou 3. Ainda tem a barrinha de Preset do Final Gather, colocando em Low ficará com mais qualidade, use no máximo o Medium, pois o High é exagerado demais.
Como disse no início, esta técnica também é muito útil para aplicar pessoas na cena em maquete eletrônica.
É muito simples, basta proceder exatamente da mesma forma que fizemos até agora, na verdade é ainda mais simples, pois não vai configurar brilho na pessoa.
Portanto, basta cricar um Plane de tamanho proporcional, criar um material sem brilho algum, ou seja, no caso do Standard com zero no Specular Level e no Glossines, e no caso do Arch&Design com zero no Reflectivity e 1 no Glossiness, depois aplicar a imagem colorida na cor e a imagem preto e branco no Cut-Out ou Opacity.

Aplique o material no Plane, ligue a textura na Viewport e ajuste o tamanho do Plane para não distorcer a imagem, posicione o pé da pessoa para encostar no chão e renderize, vai gerar sombra perfeitamente sobre os demais objetos como mostra a imagem abaixo.
A mesma coisa serve também para adicionar vegetação na cena e pode ser uma ótima opção para reproduzir o paisagismo em diversas situações.

O processo é exatamente o mesmo que usamos para a pessoa, mas neste caso pode ser interessante copiar a imagem colorida para o canal Bump, assim, o programa vai interpretar os tons de cinza na imagem para criar saliências e aumentar os detalhes da planta, porém, não deve usar valores altos no Bump que ficará feio e irreal, precisa ser valores baixos apenas para realçar os detalhes.

Da mesma forma que fizemos com a pessoa, não é adequado configurar brilho neste caso, pois na verdade a planta não é plana e o brilho pode quebrar o efeito.
No alambrado não teve este problema porque a superfície da malha 3D é parecida com a do alambrado, ambas são planas, enquanto que a pessoa e a planta possuem protuberâncias.
Este recurso oferece muitas possibilidades e pode facilitar bastante em diversas situações, o limite é a criatividade.

Veja o exemplo desta bota na imagem ao lado, onde apliquei um ID na parte inferior, que recebeu material completamente preto, e outro ID na parte do cano, que receber o mesmo material preto reflexivo aplicado em baixo, porém, no material do cano eu adicionei o mapa de opacidade mostrado no quadro e fiz uma cópia para o Bump.

Mapeando essa imagem corretamente no cano para encaixar com a parte inferior, na renderização o cano da bota parece feito de tiras entrelaçadas, quando na verdade é um cilindro recortado com o mapa de opacidade.
Outra possibilidade interessante é o uso da opacidade em conjunto com o Displacement, pois o Displacement premite criar detalhes incríveis a partir de imagens, enquanto que, a opacidade pode recortar o que não desejamos e assim simular objetos bastante complexos usando malhas simples.

Veja o exemplo mostrado ao lado, onde uso apenas um Plane curvado com o modificador Bend.
Seria difícil modelar esta forma, ainda mais com essa curvatura, pois não seria possível usando linhas e Extrude.
Mas com o Displacement e Cut-Out (Opacity) foi muito fácil fazer.

O material é Arch&Design com o Preset Pearl Finish, aplique uma textura de metal enferrujado no Color, a imagem do desenho no Displacement e fiz uma cópia para o Cut-Out, pois a mesma imagem serve para os dois. Em seguida renderizei.
E para encerrar este assunto, quero mostrar outro exemplo interessante, que é a criação de efeitos com opacidade.
Você pode simular desde a chama de uma vela ou o pavio de uma bomba até fumaça, fogo, poeira, entre outros.

No exemplo ao lado eu usei um material com Self-Illumination num Plane e apliquei um mapa de opacidade para fazer o recorte da chama.
No Mental Ray com o Self-Illumination do Arch&Design ou mesmo com o material Standard, vai emitir luz e iluminar ao redor, aumentando o realismo do efeito.

Como disse, na maioria dos casos o material Arch&Design é mais indicado para usar com o Mental Ray, devido a sua facilidade, seus recursos e realismo.
Mas em certos casos é melhor usar o Standard para ganhar tempo de render e as vezes para conseguir o efeito desejado. Por exemplo, este recurso de opacidade pode ser usado para simular fumaça com partículas, pois você pode aplicar um mapa Smoke no Diffuse e depois um Gradient Ramp radial no Opacity com Noise para criar um floquinho de fumaça. Este floquinho aplicado em milhares de faces emitidas por partículas cria efeitos convincentes, porém, para ficar correto você deve habilitar o Face Map, assim, cada floquinho ficará em uma face das partículas, mas o material Arch&Design não possui esta opção.
Claro que você pode criar aplicando outros Shaders no Arch&Design, mas ficará mais pesado, pois o Arch&Design é exige mais do que o Standard para calcular a opacidade. Sendo assim, você pode preferir usar o Standard quando a quantidade de opacidade for muito grande como neste exemplo da fumaça, mas também no caso de uma árvore com muitas folhas, simulação de poeira com partículas, entre outros.


André Vieira

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JoaoFreitas Comentou em 24/09/2011 17:57 Ver comentário
Andre Vieira Comentou em 25/06/2011 15:39 Ver comentário

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