Стеклянный материал в Blender: Glass BSDF и Principled BSDF

Что вы узнаете из этого руководства?

При создании стекла в Blender можно сосредоточиться на отражении и преломлении с помощью Glass BSDF или использовать Principled BSDF, чтобы управлять большим количеством свойств поверхности в одном месте. В этом руководстве шаг за шагом рассмотрены основные настройки обоих вариантов, параметры, влияющие на внешний вид стекла, и некоторые особенности, с которыми можно столкнуться в Cycles.

Это не единственный «правильный» рецепт стекла, а рабочий подход для экспериментов с разными поверхностями — например, оконными стеклами, витринами, стеклянными перегородками или декоративными покрытиями. Результат одних и тех же настроек нужно оценивать с учетом освещения в сцене и окружающих объектов.

Требования

Нужно уметь создавать материалы в Blender и работать с узлами шейдеров. В этих источниках не указано, что для использования Glass BSDF или Principled BSDF требуется определенный тип вычислений или сторонний плагин. В руководствах также не приведен номер версии Blender, поэтому гарантировать совместимость с конкретной версией невозможно.

Для экспериментов с эффектом тонкой пленки нужен Cycles: в документации Blender эта функция описана как доступная только в Cycles. Для остальных рассматриваемых здесь настроек стекла в руководствах не указано ограничений по движку. Перед началом полезно определить, какого вида вы хотите добиться: для четкого прозрачного оконного стекла и матовой поверхности не требуется одинаковое значение шероховатости.

Создание стеклянного материала: пошаговая инструкция

1. Выберите подходящий шейдер

Чтобы настроить только поведение стеклоподобного материала — отражение и преломление, — можно начать с Glass BSDF. Этот шейдер одновременно обрабатывает отражение на поверхности и преломление проходящего через нее света. Если требуется управлять в одном узле более широким набором свойств материала, таких как базовый цвет, металлическая составляющая, пропускание или покрытие, хорошей отправной точкой будет Principled BSDF.

Чтобы сравнить два подхода, протестируйте их на похожих поверхностях в одной сцене. Так вам не придется менять освещение сцены при переключении узлов материала, и разницу будет проще оценить.

2. Настройте пропускание в Principled BSDF

В Principled BSDF параметр Transmission Weight задает переход поверхности от непрозрачного вида к полностью пропускающему свет. Для начального теста увеличьте значение и оцените результат; если нужно добиться полного пропускания света, попробуйте установить его на 1. Base Color задает основной цвет материала и используется в разных компонентах шейдера.

IOR — это показатель преломления, определяющий поведение отражения и пропускания. В документации Blender указано, что значение по умолчанию 1,5 в Principled BSDF приблизительно соответствует стеклу. Если оставить его в качестве отправной точки и сначала сравнить другие настройки, будет проще понять влияние изменений.

3. Управляйте резкостью с помощью Roughness

В Principled BSDF параметр Roughness влияет на резкость отражения и пропускания. Нулевое значение соответствует четкому отражению; при увеличении значения отражение становится более рассеянным. В Glass BSDF этот же параметр отвечает за резкость преломления: при нулевом значении оно четкое, а при более высоких — выглядит мягче.

Для четкого оконного стекла начните с низких значений и проверьте поверхность в сцене. Если нужен матовый или размытый вид, увеличьте Roughness и сравните результат. Если менять сразу несколько параметров в любом из шейдеров, будет сложнее определить, какая именно настройка повлияла на результат. Поэтому при каждом тесте сначала меняйте только один параметр.

4. Проверьте цвет и IOR в Glass BSDF

Вход Color в Glass BSDF влияет на цвет поверхности и на вероятность пропускания света с разными длинами волн. В документации Blender отдельно отмечено, что для полной прозрачности на этом входе нужно использовать чистый белый цвет. IOR определяет, насколько изменится направление луча при прохождении через поверхность. При значении 1,0 лучи продолжают движение без изменения направления; более высокие значения дают более выраженное преломление.

Здесь также начните с низкого Roughness, а затем увеличьте значение, чтобы оценить разницу в резкости. Если вы меняете цвет стекла, учитывайте, что цвет влияет и на прохождение света. Проверяйте результат не только в предпросмотре материала, но и в той сцене, где он будет использоваться.

5. Попробуйте Thin Film в Cycles

Thin Film имитирует взаимодействие света с тонким слоем материала на поверхности. Функция может создавать изменение цвета в зависимости от угла обзора и подходит для таких эффектов, как масляная пленка, мыльный пузырь или стеклянное покрытие. Эта функция доступна только в Cycles.

Толщина пленки задается в нанометрах. При значении 0 симуляция отключена; эффект становится сильнее примерно в диапазоне 100–1000 нанометров. Обычный диапазон IOR пленки — от 1,0 до приблизительно 2,0; значение 1,33 приводится как хорошее приближение для воды. Если IOR пленки равен 1,0 или IOR основного материала, эффект может исчезнуть. Поэтому не стоит добавлять Thin Film к каждой стеклянной поверхности: сначала оцените, действительно ли дизайн требует изменения цвета в зависимости от угла обзора.

Частые проблемы

Стеклянные материалы могут создавать шум на изображении из-за caustics. Поскольку path tracing в Cycles не всегда чисто воспроизводит такое фокусирование света, при появлении шума следует также проверить сторону теней. В документации Blender отмечено, что использование Transparent BSDF для теней рядом со стеклянным шейдером может помочь уменьшить эту проблему. Нет гарантии, что этот подход полностью устранит шум в каждой сцене, поэтому результат нужно проверять на рендере.

Еще одна распространенная ошибка — пытаться исправить мутное стекло только с помощью IOR. Roughness влияет на резкость преломления в Glass BSDF, а также на вид отражения и пропускания в Principled BSDF. Меняйте параметры по очереди, чтобы определить причину проблемы.

Если на стеклянной поверхности используется bump или displacement, учитывайте, что выбор метода тоже влияет на результат. Настоящий displacement изменяет точки сетки перед рендером; для наилучшего качества нужна плотная сетка, а расход памяти увеличивается. Bump Only влияет на нормали, не меняя реальную поверхность: он требует меньше памяти, но дает приблизительный результат, не меняет силуэт и не создает собственного затенения, обусловленного displacement. Можно также сочетать оба метода.

Использование в рабочем процессе архитектурной визуализации

Эти настройки пригодятся архитектурным бюро, дизайнерам интерьеров и художникам по визуализации, которые работают в Blender и создают окна, стеклянные перегородки, витрины и поверхности с покрытием для интерьерных проектов. Principled BSDF позволяет объединить такие свойства, как пропускание и шероховатость, в одном шейдере, а Glass BSDF помогает сосредоточиться на поведении стекла. Команды, работающие в Cycles, также могут экспериментировать с эффектами покрытия с помощью Thin Film.

На практике сначала создайте простую поверхность и сравните Roughness и IOR по отдельности. Если появляется шум из-за caustics, протестируйте подход с Transparent BSDF для теней. Когда для детализации нужен displacement, учитывайте плотность сетки и требования к памяти; если достаточно bump, помните об ограничениях, связанных с силуэтом и тенями. Источники не содержат конкретных рекомендаций по оборудованию или измерений производительности, поэтому сделать определенные выводы о выборе оборудования невозможно.

В качестве следующего шага создайте два тестовых материала в одной сцене с одинаковым освещением — на основе Glass BSDF и Principled BSDF. Сначала сравните пропускание и IOR, затем Roughness. Если требуется Thin Film, проведите этот тест в Cycles и оцените результат при тех углах обзора и условиях освещения, на которые рассчитан дизайн.

Источник и лицензия

Руководство адаптировано на турецкий язык на основе материалов Blender Manual «Glass BSDF», «Principled BSDF» и «Material Settings». Все источники распространяются по лицензии CC BY-SA 4.0.