Blender 3D/ Tutorials/ Material/ Solide und hohle Glasgegenstände

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Um realistisch aussehendes Glas zu erzeugen, was die Umgebung spiegelt und die Lichtbrechung berücksichtigt, setzen Sie am besten Raytracing ein. Das hat allerdings den Nachteil, dass der Rendervorgang unter Umständen sehr lange dauert. Wenn Sie zusätzlich Kaustiken berücksichtigen wollen, müssen Sie Yafray als Renderer benutzen (Abbildung 1), oder die Kaustiken simulieren.

Abbildung 1: Glas mit Yafray gerendert. Diese Kaustiken können Sie so nur mit Yafray erzielen.

Eine Alternative zum Raytracing ist das geschickte Anwenden von fortgeschrittenen Texturtechniken, insbesondere des Environment Mapping. Damit kann der Rendervorgang sehr beschleunigt werden.

In einer einfachen Szene werden wir einmal mit Raytracing arbeiten, dann eine solide und eine hohle Glaskugel mit Hilfe von Environment Maps gestalten. Bei der soliden Glaskugel müssen wir es so aussehen lassen, als würde das Licht gebrochen, so wie beim Blick durch eine Linse. Bei der hohlen Glaskugel sollte das Zentrum beinahe vollkommen transparent erscheinen, die Seiten sollten das Licht beugen und reflektieren.

Glaskörper mit RaytracingBearbeiten

In den Abschnitten Raytracing-Spiegelungen und Raytracing-Transparenz wurden bereits die wesentlichen Einstellungen für die Erzeugung von Glas besprochen. Daher hier nur noch eine kurze Zusammenfassung:

  1. Sie müssen ihr Modell ausmodellieren. Wenn Sie z.B. ein Trinkglas erzeugen wollen, müssen Sie Innen- und Außenwand modellieren. Die Normals müssen nach außen zeigen.
  2. Die Sichtbarkeit von Glas wird zum Großteil von den Spiegelungen der Umgebung bestimmt. Ohne Umgebung können Sie das schönste Glas erzeugen, es wird nur wenig sichtbar sein.
 
Abbildung 2: Solide Glaskugel, Blender interner Raytracer
 
Abbildung 3: Hohle Glaskugel, Blender interner Raytracer

Die zu den Abbildungen 2 und 3 gehörenden Einstellungen finden Sie in Abbildung 4. Ob man die Transparenz über Alpha oder über den Fresnel Wert erzeugt, spielt im Grunde keine Rolle. Wenn Sie allerdings den Depth Wert für RayMirror erhöhen, steigt die Renderzeit noch weiter an (bei kaum sichtbarem Unterschied).

Der Lichtfleck im Schatten der Glaskugel wird durch einen Spot erzeugt, der sich im Zentrum der Kugel befindet. Mit der Einstellungen Layer only beleuchtet er nur die Ebene.

 
Abbildung 4: Eine von vielen möglichen Glaseinstellungen

Solides Glas ohne RaytracingBearbeiten

Um den Eindruck von Glas ohne Raytracing zu erzeugen, müssen wir erheblich mehr Aufwand betreiben. Sind die Environment Maps einmal berechnet, liegt die Renderzeit hier unter einer Sekunde, das ist mindestens ein Faktor 100 gegenüber der Raytracing-Methode.

 
Abbildung 5: Noch eine Kugel, aber ein einfacheres Setup
 
Abbildung 6: Das gleiche, aber diesmal mit Raytracing (allerdings ohne Fresnel).

Wir benutzen hier aber ein einfacheres Setup, da manche Einstellungen daran klarer werden. Das Ergebnis sollte hinterher etwa so aussehen wie in Abbildung 5. Dass das keine realistische Brechung ist, sieht man in Standbildern natürlich. Für Standbilder sollte man aber auch Raytracing einsetzen.

Zunächst müssen wir eine Environment Map erzeugen, so wie im Abschnitt Environment Maps für die Kugel beschrieben, d.h. das Empty sitzt im Zentrum der Glaskugel.

Um den Eindruck von Brechung zu erzeugen, setzen Sie den Map Input auf Refl und stellen Sie die ofs und size Einstellungen auf dem Map Input Panel so ein wie in Abbildung 7. Auf dem Map To Panel stellen Sie Cmir an. Mit dem Col Regler beeinflussen Sie die "Durchsichtigkeit", d.h. je höher der Col Regler steht, desto durchsichtiger ist die Kugel.

Wollen Sie farbiges Glas erzeugen, müssen Sie die Materialfarbe ändern, den Col Regler senken und den Ref Wert verkleinern.

 
Abbildung 7: Erste Textur: Einstellungen für Refraktion (Brechung)
 
Abbildung 8: Materialeinstellungen für solides Glas

Jetzt müssen wir noch die Reflektion durch Environment Mapping erzeugen. Wir nehmen hier am einfachsten die gleiche Environment Map, die Textureinstellungen sehen Sie in Abbildung 9. Die Sichtbarkeit der Reflektion steuern Sie wieder über den Parameter Col.

 
Abbildung 9: Zweite Textur: Reflektion (Spiegelung)

Hohle GlaskugelBearbeiten

 
Abbildung 10: Glaskugel mit Environment Mapping

Das Modell stammt von JanSOLO aus dem blendpolis-Forum, den Link zur Datei finden Sie unten auf der Seite.

Hohles Glas ist in der Mitte durchsichtig, am Rand wird das Licht gebrochen und gespiegelt. Die Brechung bekommt man mit Environment Mapping nicht wirklich realistisch hin. Wir werden uns daher damit begnügen, unser Ergebnis von oben durch einen Fresnel Effekt zu ergänzen.

Stellen Sie auf dem Mirror Transp Panel die ZTransp an, und stellen Fresnel für die Transparenz auf ca. 2.7. Der Fresnel Wert bestimmt die Dicke des Glases. Ich habe noch einen Ramp Shader Effekt hinzugefügt. Das Ergebnis ist nicht realistisch, aber es kommt dabei nicht unbedingt auf Realismus an, das Auge muss sich nur täuschen lassen.

 
Abbildung 11: Material für hohle Glaskugel. Entscheidend ist ZTransp und die Fresnel Einstellung.
 
Abbildung 12: Hohle Glaskugel mit Einvironment Mapping
 
Abbildung 13: Hohle Glaskugel mit Raytracing

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