Shading یا سایه زنی (فرآیند تنظیم متریالها) اغلب مرحله ایست که در pipeline گرافیک کامپیوتری نادیده گرفته می شود. من قبلا فقط تنظیمات متریال را دستکاری می کردم تا کار کمی شبیه آنچه که سعی داشتم ایجاد کنم شود و بعد به سراغ Texturing می رفتم به این خیال که همه چیز در آنجاست.
اگرچه، در تحقیق نا تمام من برای یافتن حقیقت، متوجه شدم که سایه زنی در واقع مهم ترین مرحله در باورپذیر کردن هر چیزی است.
توی این پک فوق العاده، بلندر رو جوری یاد میگیری که تو هیچ کلاس آموزشی یا پک دیگه ای نه دیدی نه شنیدی! بدون هیچ کلاسی، با خفن ترین انیمیشن ها، رندرها و مدلسازیها، همه رو مبهوت کن یا اصلا باهاش پول پاور کن!
البته مدلسازی (Modelling)، ایجاد بافت (Texturing)، نوردهی (Lighting) و بقیه موارد هم مهم هستند، اما سایه زنی همان چیزی است که مشخص می کند چقدر سطح کار شما واقعی و ملموس به نظر می رسد. این ویژگی باعث می شود مخاطبانتان شی شما را قابل لمس حس کنند و تصور کنند که چقدر می تواند نرم، چسبنده و منعطف باشد و حتی به زندگی در این دنیای جدید که شما با رندرتان ساخته اید، علاقه مند شوند.
سایه زنی ترکیبی است مملو از ریاضیات، قواعد و خلاقیت هنری، اما در این پست من روی فرآیند واقعی سایه زنی در معنای عملی تمرکز می کنم.
۱-بفهمید شی چطور ساخته شده است
اولین گام اینست که با جمع آوری منابع بررسی کنیم که هر چیزی شبیه چیست و چطور به نظر می رسد، اما اگر واقعا می خواهیم خودمان را تحت فشار بیشتری قرار دهیم، باید به بررسی اینکه هر شی چرا آنطور که هست به نظر می رسد بپردازیم.
بیایید برای نمونه یک قوری سرامیکی ساده را در نظر بگیریم.
بسیار خب، به نظر می رسد که سطح آن نور را منعکس کرده و روکش براقی دارد، درست است؟
مطمئنا فکر کردید چقدر کار سختی است، اما اگر واقعا می خواهید از واقعیت رندرتان سر در بیاورید، بیایید آن را بشکافیم!
سرامیک جز گروه گسترده ای از مواد است که در ظروف، آجرها، شیشه و حتی کاشی های مقاوم در برابر حرارت در شاتلهای فضایی مورد استفاده قرار می گیرند. در این پست دغدغه ما قوری ها هستند، پس به یک قوری چینی (سرامیکی) می پردازیم.
پورسلین از ترکیب برخی از پودرهای معدنی نرم و مخلوط آن با آب ساخته می شود تا نوعی خاک رس تشکیل شود. سپس هنرمندان خاک رس را در شکل مد نظرشان درآورده و آن را در یک کوره قرار می دهند تا در دمای ۱۰۰۰ گرما ببیند و پخته شود. این حرارت تمام رطوبت را گرفته و فقط مواد معدنی خشک و سختی را باقی می گذارد.
در این مرحله به نظر می رسد فقط از یک سایه زن Diffuse ساده استفاده شده است، اما احتمالا متوجه نیمه شفاف بودن آن نیز شده اید. این حالت به خاطر انتخاب مواد معدنی به کار رفته برای ساخت رس-کائولین به عنوان مواد اولیه است، اما سایر مواد مثل کوآرتز و فلدسپات هم معمولا در ترکیب قرار می گیرند.
کوآرتز تقریبا مانند شیشه شفاف است (در واقع از کوآرتز برای ساختن شیشه استفاده می شود)، پنابراین زمانی که به شکل پودر در آمد و با مواد ساطع کننده نور دیگر مثل کائولین و فلدسپات ترکیب شد، یک ماده ساطع کننده نور کمی شفاف به دست می آید.
پس از اینکه مجسمه جهت از بین رفتن رطوبت برای اولین بار پخته شد، قبل از حرارت دیدن برای بار دوم، معمولا یک پوشش لعابی براق و محافظ روی آن کشیده می شود که دقیقا همان چیز است که سطح را صیقلی می کند.
حالا بیایید تمام چیزهایی که گفته شد را به زبان Blender برگردانیم…
من همیشه دوست دارم با یک جز پراکنده نور شروع کنم. از آنجا که پرسلین اساسا پودر تغلیظ شده است، سطح قوری قبل از اینکه با لعاب براق پوشیده شود، کاملا زبر است. بنابراین بیایید با کمی افزایش اسلایدر Roughness سایه زن Diffuse، آن ویژگی را به وجود آوریم:
و برای ایجاد حالت نیمه شفاف بودن، عملا باید از سایه زن Subsurface Scattering استفاده کرد زیرا مناسبتر است. بیایید از دو تای آن استفاده کنیم! یکی با مقیاسی بزرگتر از دیگری، تا افت نور ملایمتری داشته باشیم:
حالا قوری خوب و نرم به نظر می رسد و خیلی غیر واقعی نیست.
تصویر جدید را با قبلی مقایسه کنید. من می دانم که این تفاوت ظریف و کمی نامحسوس است اما سایه زنی هم دقیقا همین است! همیشه گام نهایی با پیشرفتهای سنجیده و کوچک محقق می شود.
حالا بیایید بازتابهای نوری که ایجاد شده را اضافه کنیم:
نکته: عدد ۰٫۳۵ در Mix factor ها تصادفی است و هیچ دلیل خاصی وجود ندارد.
همانطور که می بینید من از یک گره Layer Weight برای ترکیب در سایه زن Glossy استفاده کردم (انعکاس ها) که بسیار مهم است و یک بخش را به خودی خود تضمین می کند.
۲-بازتاب های Fresnel
پستی نیست که درباره سایه زنی باشد و در آن اشاره ای به Fresnel نشده باشد (تلفظ آن “fruh-nel” است). به نظر من مهم ترین و اساسی ترین قاعده سایه زنی به همراه صرفه جویی در انرژی است.
طبق یک قانون ساده، احتمال بازتاب نور از زاویه خراش (Grazing angle) بیشتر از زمانی است که به سطح خود شی برخورد می کند.
بارها شاهد رندرهایی بودم که فاقد بازتابهای Frensel هستند و به همین دلیل در همان نگاه اول خیلی غیر واقعی به نظر می رسند.
با به کار بردن این دستور، شی اینگونه به نظر می رسد:
برای به کار بردن صحیح آن، کافیست گره frensel یا Layer Weight را به Factor بخش Mix shader تان وصل کنید:
گره fresnel و گره Layer Weight هر دو به شما یک خروجی مشابهی می دهند. تفاوت در اینست که گره Fresnel به شما این امکان را می دهد تا IOR (ضریب شکست) که در صورت دانستن مقدار ضریب شکست ویژه موادی که می سازید، کارآمد است را انتخاب کنید و گره Layer Weight به شما این امکان را می دهد تا به سادگی مقدار انعکاسی که می خواهید را با انتخاب مقداری بین ۰ و ۱ برای این کره چشم تنظیم کنید.
۳-مطمئن شوید چیزی برای انعکاس وجود دارد
من اغلب افرادی را می بینم که در ایجاد مواد فلزی مشکل دارند چون از یک لامپ خورشیدی ساده با پس زمینه خاکستری ساده استفاده می کنند.
فلزها غالبا صیقلی هستند و نور را بازتاب می دهند پس بدون داشتن چیزی که نور را منعکس کند، نمی توان گفت کار درست انجام شده است.
در واقع اکثر مواد حداقل تا حدی بازتاب دهنده نور هستند، بنابراین بهتر است همیشه از وجود چیزی در صحنه تان که نور را بازتاب کند و قادر باشید انعکاس ها را در آن ببینید، اطمینان حاصل کنید.
ساده ترین روش برای افزودن یک منبع انعکاس، استفاده از تصویر محیطی HDR است. من معمولا استفاده از این موارد را برای نوردهی توصیه می کنم چون (اگر آنها به درستی عکاسی شده باشند) به شما نسخه دقیقی از نوردهی از دنیای واقعی را ارائه می دهند.
۴-به آنچه انجام می دهید نگاه کنید
آیا تا به حال سعی کرده اید مدلسازی را با چشمان بسته انجام دهید؟ من که اینطور فکر نمی کنم.
بنابراین چرا موادتان را بدون بررسی دائم آنچه روی مدل انجام می دهید، به وجد می آورید؟
یکی از اولین چیزهایی که به افزونه Node Wrangler اضافه کردم یک Emission Viewer است که اساسا برای سایه زنی مانند گره Viewer در Compositor عمل می کند.
اگر Ctrl+Shift را نگه داشته و همزمان روی یک گره کلیک کنید، این گره به یک گره (که در واقع فقط یک Emission Shader است) در viewer وصل می شود تا به شما نشان دهد وقتی روی چیزی کلیک می کنید چه اتفاقی می افتد. اگر یک ۳D View را باز نگه دارید، می توانید به راحتی آنچه که انجام می دهید را ببینید و هر پارامتر گره را سریعا جستجو کنید.
۵-چندین بار نور را تنظیم کنید
بسیاری از اوقات ساعتها زمان را صرف سایه زنی تعدادی asset برای یک پروژه می کنم، اما وقتی آن را وارد صحنه اصلی می کنم، اصلا شبیه آن چیزی که فکر می کردم ساخته ام. دلیل آن اینست که نوردهی در صحنه خیلی متفاوت با آن شرایطی بود که من در آن سایه زنی کرده بودم.
اگر شما فقط روی یک تصویر ساکن کار می کنید، بهتر است چیزها را با استفاده از تنظیم نوردهی شبیه آنچه در پایان به کار خواهید برد سایه زنی کنید. اما اگر برای انیمیشن، فیلم یا بازی روی چیزی کار می کنید، پس باید روی اینکه سایه زن شما در واقع تحت نورپردازی های مختلف چطور به نظر می رسد، دقت بیشتری داشته باشید.
برای انجام این کار، مجموعه ای از HDR های مختلف و همچنین برخی از فایلهای .blend با تنظیم لامپ های متفاوت را نگه می دارم. سپس چند بار طی فرآیند سایه زنی، تنظیمات مختلف نوردهی را تغییر می دهم. از این طریق می فهمم که در چه نوردهی، asset من بهترین ظاهرش را دارد.
