Blender Dokumentation: Materialeinstellungen

Diese Seite bezieht sich auf Blender v2.42

In diesem Abschnitt betrachten wir die verschiedenen Materialeinstellungen in Blender, und was diese bewirken.

Abbildung 1: Ein neues Material hinzufügen

Wählen Sie zunächst ein Objekt aus. Durch drücken von F5 oder klicken auf den Button , wechseln Sie in den Shading Kontext. Das Material Buttons Fenster erscheint. Solange das Objekt kein Material besitzt, ist das Fenster sehr übersichtlich. Fügen Sie ein neues Material mit dem Button Add New hinzu (Abbildung 1). Sie können selbstverständlich auch ein bereits vorhandenes Material auswählen .

Normalerweise werden Materialien mit dem Mesh (ME) verknüpft, in diesem Fall mit dem Mesh "Sphere" (ME:Sphere). Sie können sie aber auch mit dem Objekt selbst verknüpfen, wenn Sie den OB Button drücken. Das ist dann notwendig, wenn zwei Objekte das gleiche Mesh teilen, z.B. weil Sie sie mit Alt-D kopiert haben, aber die Meshes unterschiedliche Materialien tragen sollen.

Im folgenden gehen wir davon aus, dass Sie die Materialien mit dem Mesh verknüpfen (Normalfall).

0 Mat 0 zeigt an, dass Sie zur Zeit noch kein Material mit dem Mesh verknüpft haben (erste Zahl). Mit mehreren Materialien pro Mesh beschäftigen wir uns im Abschnitt Multimaterial.

Nachdem Sie ein Material hinzugefügt haben, befinden sich in den Material Buttons 7 Panel und jede Menge Auswahlmöglichkeiten. Von links nach rechts sind das Preview, Links and Pipeline, Material, Ramps (siehe Abschnitt Ramp Shader), Shaders, Mirror Transp und Texture (siehe Abschnitt Texturen) (Abbildung 2, der Texture Panel ist nicht gezeigt).

Abbildung 2: Übersicht über die Material Buttons, der Texture Panel ist nicht gezeigt.

Preview

Das Preview Panel zeigt die Material Vorschau. Es handelt sich dabei um ein echtes Rendering, kann sich also bei sehr komplexen Materialien etwas verzögern. Wählen Sie dann die Ebene als Vorschauobjekt aus, oder minimieren das Preview Panel. In der Voreinstellung zeigt das Preview Panel eine Ebene senkrecht von oben (nur XY-Koordinaten), Sie können aber auch Kugel, Würfel, Suzanne, statische Partikel oder eine Kugel vor einem Hintergrund einstellen (Abbildung 3).

Abbildung 3a: Preview Panel mit Suzanne.

Abbildung 3b: Preview Panel mit statischen Partikeln (Strand).

Abbildung 3c: Preview Panel Kugel mit Himmel.

Der unterste Button stellt das Antialiasing für den Preview an oder ab.

Das Button Window ist mittlerweile so lang, dass nicht mehr alle Panels angezeigt werden können. Splitten Sie deswegen das untere Button Window und lassen Sie im linken Fenster nur die Materialvorschau anzeigen. Im rechten Fenster können Sie dann die Panels beliebig verschieben, haben aber immer die Materialvorschau auf dem Bildschirm

Links and Pipeline

Abbildung 4: Links and Pipeline Panel.

• MA: Setzen Sie hier in der obersten Zeile den Namen des Materials (Shift-LMT in das Feld).
• X: löscht das Material. Wenn das Material mehrfach genutzt wird (also für mehrere Objekte oder Meshes), steht dort die Anzahl der Nutzer. Dann können Sie durch Klicken auf diesen Button auch Single User Kopien anfertigen.
• "Auto:" erstellt einen möglichst beschreibenden Namen für das Material (z.B. in Abhängigkeit der Materialfarbe).
• F: erzeugt einen Fake Benutzer für das Material. Dann wird das Material auch gespeichert, wenn es sonst von keinem Objekt mehr benutzt wird. Normalerweise wird ein Material nicht gespeichert, wenn es nicht mehr benutzt wird. Einen eigentlichen Löschvorgang für Materialien gibt es nicht.
• Nodes: Macht das Material zu einem Material-Node-Tree. Material-Nodes dienen dazu, hochkomplexe Materialien und bestimmte Effekte zu erzeugen. So können Sie mehrere vollständige Materialien übereinanderlegen. Sie werden sie in der Regel nur für klar bestimmte Zwecke benutzen (Siehe: Material-Nodes).

Im Abschnitt Render Pipeline finden Sie die Einstellungen, die man auch für einen Node-Tree nur im Ganzen einstellen kann. Für alle normalen Materialien werden Sie die Einstellungen hier voreingestellt lassen, bei durchsichtigen Materialien müssen Sie unter Umständen ZTransp anstellen.

• Halo: Rendert das Material als Halo. Siehe Abschnitt Halos und Lens Flares.
• ZTransp: Sie sehen hinter dem Objekt liegende, andere Objekte. Ohne ZTransp ist das Material zwar unter Umständen durchsichtig, Sie sehen dahinterliegende Objekte aber trotzdem nicht. Stattdessen sehen Sie den Hintergrund. ZTransp funktioniert ohne Raytracing, alternativ können Sie RayTransp auf dem Mirror Transp Panel einsetzen, das allerdings nur mit Raytracing.
• Zoffs: Der Abstand des Objektes zur Kamera wird künstlich verkürzt. Das ist z.B. nützlich, wenn zwei Oberflächen fast den gleichen Abstand zur Kamera haben, und die eine Oberfläche vor der anderen liegen soll.
• Full OSA: Vollständiges Antialiasing für Glanzlichter, Shading und Texturen. Bei Raytracing wird das sowieso benutzt, ob es hier angeschaltet ist oder nicht. Es ändert nicht den OSA Level, es verhindert nur, dass durch bestimmte Zeitoptimierungen nicht alle Samples berechnet werden. Siehe Release Notes zu Version 2.34, Rendering Engine.
• Wire: Rendert das Objekt als Drahtgittermodell.
• Strands: Optionen zum Rendern von statischen Partikeln (Haare, Fell) (siehe den Abschnitt Partikel-Haare).
• ZInvert: Der ZBuffer wird invertiert. Das dreht Vorne und Hinten um.
• Radio: Wenn das Objekt in die Radiosity Berechnung mit einbezogen werden soll.
• OnlyCast: Das Objekt wird nicht gerendert und nicht gespiegelt, wirft aber Schatten.
• Traceable: Das Objekt wird beim Raytracing nicht berücksichtigt, wenn diese Option ausgestellt ist. Das bedeutet unter anderem:
  • Das Objekt wirft keine Raytracing Schatten mehr.
  • Es wird nicht mehr durch Ray Mirror gespiegelt.
  • Durch ein RayTransp transparentes Objekt ist es nicht zu sehen.
• Shadbuf: Das Objekt wirft keine Schatten bei Buffer-Shadow. Siehe auch die Abschnitte Raytracing-Schatten und Buffer-Schatten.

Material

Abbildung 4: Material Panel mit dem Standardmaterial

• Mit den Buttons CopyToBuffer/PasteFromBuffer können Sie ein Material inklusive der gesamten Textureinstellungen in den Zwischenspeicher kopieren und aus dem Zwischenspeicher wieder einfügen.

Eigenschaften auf mehrere Objekte gleichzeitig kopieren:

Um die Materialeigenschaften gleichzeitig auf mehrere Objekte zu kopieren, werden alle Objekte selektiert, die das Zielmaterial erhalten sollen. Als Letztes wird zusätzlich das Objekt selektiert, das das Zielmaterial schon besitzt. Nach drücken von Strg-L öffnet sich der Make Links Dialog, in dem Materials ausgewählt wird. Damit erhalten alle selektierten Objekte das Material des zuletzt gewählten Objektes.

• VCol Light: Mit Vertexpaint können Sie den Vertices Farbe zuweisen. Diese kann als Lichtquelle benutzt werden. Wichtig für das Radiosity Modelling, da es für die Lösung angeschaltet sein muss.
• VCol Paint: Die Grundfarbe wird durch die Vertexfarbe ersetzt.
• TexFace: UV gemappte Texturen werden gerendert. Diese Option wird nicht empfohlen, benutzen Sie besser die Option auf dem Map Input Panel.
• Shadeless: Das Material reagiert nicht auf Licht oder Schatten. Nützlich z.B. für Projektionsflächen von Videos, damit diese ihre ursprüngliche Helligkeit behalten.
• No Mist: Das Material ist auch im Nebel gut zu sehen.
• Env: Wie Alpha 0, ZTransp aus. Der Welthintergrund ist zu sehen, aber nicht die Objekte hinter dem transparenten Objekt.

Als vielleicht wichtigste Einstellung wird hier die Farbe des Materials gesetzt. Dabei hat jedes Material drei unterschiedliche Farben:

• Die Grundfarbe oder Diffuse Farbe (Col Button). Das ist die Farbe, die vom Diffuse Shader benutzt wird.
• Die Glanzlichtfarbe (Spec). Diese Farbe wird vom Specular Shader benutzt.
• Die Spiegelfarbe (Mir). Diese Farbe wird insbesondere beim Environment Mapping und bei RayMirror benutzt.

Dabei können Sie zwischen dem RGB und dem HSV Farbschema wechseln.

Der DYN Button wird benutzt um bestimmte dynamische Eigenschaften des Objektes festzulegen, die z.B. in der Game-Engine benutzt werden. Das geht inhaltlich über den vorgesehenen Rahmen dieser Dokumentation hinaus, und soll hier nicht weiter besprochen werden.

• A: Alpha-Wert. Der Alpha-Wert ist die Sichtbarkeit/Lichtundurchlässigkeit des Objektes, A = 1 heißt also total lichtundurchlässig = vollständig sichtbar. Stellen Sie nur Alpha auf Null, scheint der Welthintergrund durch. Sie müssen zusätzlich ZTransp oder RayTransp (im Ray Mirror Panel) anstellen, damit das Material wirklich durchsichtig wird (siehe Raytracing-Transparenz und Solide und hohle Glasgegenstände).

  Alternativ können Sie auch Fresnel-Transparenz einsetzen.

Ramps

Ramps werden für besondere Materialeffekte, insbesondere Cell-Shader (Cartoon-Stil), Autolacke, Haut usw. eingesetzt. Das Ramps Panel wird auf der Seite Ramp Shader erläutert.

Shaders

Benutzen Sie als Shader für normale Materialien die Kombination Oren-Nayar und Blinn.

Abbildung 5: Das Shaders Panel in den Material Buttons

Im Shaders Panel können Sie die verwendeten Diffuse und Specular Shader auswählen (Abbildung 5).

• Ref: Dieser Regler ist für alle Diffuse Shader von Bedeutung. Er gibt die Menge an diffus zurückgeworfenem Licht an. Das ist im wesentlichen die Helligkeit des Materials.
• Spec: Der Spec Wert gibt entsprechend die Menge an zurückgeworfenem Glanzlicht an. Die meisten Materialien haben kleine Spec Werte.
• Hard: Die Größe des Spec Bereiches. Je kleiner die Hardness, desto größer der Spec Bereich.

Die Shader Toon und WardIso haben keinen Hard Parameter.

Physikalisch gesehen sollte Ref + Spec immer kleiner als 1 sein, sonst wirft das Objekt mehr Licht zurück als es empfängt, aber wir machen hier Computergrafik und keine Physiksimulation.

Je nach gewähltem Shader gibt es unter Umständen noch andere Regler. Beispiele, Bedeutung und Einsatz der verschiedenen Shader wurden bereits ausführlich in den Abschnitten Diffuse Reflexion und Glanzlicher besprochen.

• Tangent: Anisotroper Shader. Gut für den Effekt von gebürstetem Metall oder CDs. Das Objekt muss UV-Koordinaten besitzen! Siehe die Releasenotes zu Version 2.42 für Beispiele.

• Shadow: Ist diese Option aus, empfängt das Objekt keine Schatten.
• TraShadow: Eine häufig übersehene Option und beliebte Fehlerquelle. Der Schatten auch von transparenten Objekten ist schwarz, wenn nicht für das schattenempfangende Objekt TraShadow angeschaltet ist.
• Only Shadow: Es wird nur der auf das Objekt fallende Schatten berechnet.

Zum Thema Schatten siehe auch die Abschnitte Raytracing-Schatten und Buffer-Schatten.

• Bias: Verhindert bestimmte Fehler bei der Schattenberechnung an der Schattengrenze. Siehe Release Notes zu v2.34, Misc Improvements. Sie müssen Bias ausstellen, um SBias zu benutzen.
• SBias: Manuelle Einstellung des Bias, um Schattenfehler zu verringern. Wenn es trotz der Aktivierung des Bias Buttons zu Schattenfehlern kommt, müssen Sie Bias ausstellen und SBias einstellen.

• GR: Das Objekt wird nur von Lampen in der Gruppe GR beleuchtet.
• Translucency: Das Objekt leuchtet selbst, wenn es von hinten angestrahlt wird. Das ist ein Effekt, der besonders gut bei Milchglasscheiben oder staubigem Glas zu beobachten ist. Dünnes Papier oder Stoff zeigt ebenfalls Translucency (Abbildungen 6 und 7).

Abbildung 6: Glas mit Translucency

Abbildung 7: Glas ohne Translucency

• Amb (Ambient): Der Ambient Parameter regelt
  1. Die Menge an Ambient Light die ein Material empfängt.
  2. Die Menge an Licht, die bei Ambient Occlusion vom Material empfangen wird.
  3. Die Menge an Licht, die beim Radiosity rendern vom Material empfangen wird.
• Emit: Das Objekt wird selbstleuchtend. Es beleuchtet aber keine anderen Objekte, außer bei der Radiosity Berechnung.

Mirror Transp(arency)

Abbildung 8: Das Mirror Transp Panel.

Hier werden die Einstellungen vorgenommen, die mit Raytracing-Spiegelungen (blau umrandet) und Raytracing Transparenz (braun umrandet) zusammenhängen. Sie finden die Erläuterungen hierzu auf den Seiten Raytracing-Spiegelungen (Ray Mirror) und Raytracing-Transparenz (Ray Transp). Raytracing-Spiegelungen sind eine einfache, aber rechenintensive Möglichkeit realistische Spiegelungen der Umgebung zu erzeugen. Raytracing Transparenz ermöglicht transparente Objekte, die das Licht realistisch brechen.

Die gelb umrandeten Optionen funktionieren auch ohne Raytracing.

• Fresnel: Dies ist die zweite Möglichkeit (neben dem Alpha Wert) Objekte durchsichtig zu machen. Fresnel berücksichtigt dabei den Blickwinkel. Physikalisch am "richtigsten" ist ein Fresnel Wert von 5. Schauen Sie senkrecht auf ein Objekt, ist es maximal durchsichtig. Je schräger man auf ein Objekt blickt, desto weniger durchsichtig wird es. Ein Beispiel finden Sie unter Blickwinkel abhängige Texturen, die genaue mathematische Erläuterung unter Raytracing-Spiegelungen. Fresnel funktioniert nur bei aktiviertem ZTransp oder Ray Transp.
• Fac: Die Stärke des Fresnel Effektes. Fac muss größer als 1 sein, sollte in der Regel aber nur wenig über 1 liegen.

Zur Demonstration der verschiedenen Transparenzeinstellungen einige Bilder (alle ohne Schatten).

Abbildung 9: Alpha ist null, aber ZTransp ist aus. Der Welthintergrund wird sichtbar. Die karierte Ebene schneidet die Halbkugel zwar, ist aber trotzdem nicht sichtbar.	Abbildung 10: Alpha und ZTransp. Alpha musste ich höher setzen, damit man die Halbkugel überhaupt sieht. ZTransp ist jetzt angeschaltet. Das hintere Objekt (die Ebene) wird sichtbar.
Abbildung 11: Fresnel und ZTransp. Fresnel ist 5, Fac ist 1.13. Alpha ist 1.	Abbildung 12: Env an, ZTransp aus. Das ist identisch zu Alpha 0, ZTransp aus.

• SpecTra: Gibt an, wie undurchsichtig die Glanzlichter sein sollen. Ist SpecTra 1, ist das Glanzlicht undurchsichtig. Das ist physikalisch auch ziemlich richtig, da ein Glanzlicht eine Spiegelung einer Lichtquelle ist. Transparente Objekte spiegeln an den Stellen, an denen sie undurchsichtig sind, sie sind durchsichtig an den Stellen, an denen sie nicht spiegeln. Ob der Wert von 1 stimmt hängt davon ab, wie groß das Glanzlicht ist und wie weit die Lichtquelle entfernt ist. Aber zum Glück lassen wir uns bei den Glanzlichtern leicht täuschen, so dass das Bild nicht immer physikalisch korrekt sein muss.

Abbildung 13: SpecTra ist 1. Die Stelle mit dem Glanzlicht ist undurchsichtig.

Abbildung 14: SpecTra ist 0. Die Stelle mit dem Glanzlicht ist durchsichtig.

Links

Die Kombinationsmöglichkeiten der Materialeinstellungen sind fast unendlich. Es gibt aber eine ganze Reihe von Materialsammlungen für Blender. Einige sind hier aufgelistet. Teilweise sind die angewendeten Techniken allerdings erst verständlich, wenn Sie den gesamten Abschnitt über Material und Texturen gelesen haben. Im Abschnitt Append wird erklärt, wie Sie diese Materialien für Ihre eigenen Objekte benutzen.

Wenn Sie selbst besonders gelungene Beispiele kennen, verlinken Sie diese bitte hier.

Blender Materials Database

Zur Zeit 83 Materialien. Metall, Stein, Holz, Glas, Plastik, Planeten (the link is broken)

Release Notes zu prozeduralen Texturen

Sehr überzeugende Metalle (Gold, Silber, Kupfer, Bronze), Leder, Beton, Orangenschale, polierter Stein, ...

[1]

Simulation von SubSurface Scattering mit Hilfe von Ramp Shadern. Außerdem Simulation von Handzeichnungen.

Die englischsprachige Vorlage dieses Textes