Le matériau Arch & Design (où Arch = Architecture) mental ray optimise la qualité d'image des rendus architecturaux. Il permet d'améliorer globalement le processus et les performances, en particulier les performances des surfaces brillantes (telles que les sols).
Les fonctions spéciales du matériau Arch & Design incluent l'auto-illumination, des options avancées pour la réflectivité et la transparence, des paramètres d'occlusion ambiante et la capacité d'arrondir les angles et les arêtes aigus comme effet de rendu.
Un éventail des effets matériau proposés par le matériau Arch & Design
Pour obtenir diverses suggestions d'utilisation du matériau pour la création d'effets spécifiques, reportez-vous à la rubrique Matériau Arch & Design (mental ray) – Trucs et Astuces.
Qu'est ce que le matériau Arch & Design?
Le matériau Arch & Design mental ray est un ombrage de matériau monolithique conçu pour prendre en charge la plupart des matériaux utilisés pour le rendu architectural et de conception de produit. Il prend en charge la plupart des matériaux de surface dure, tels que le métal, le bois et le verre. Il est spécialement défini pour des réflexions et des réfractions brillantes rapides.
Les principales fonctions sont :
- A la fois facile à utiliser et souple : les commandes sont organisées de manière logique, les plus fréquemment utilisées apparaissant en premier.
- Modèles : permettent un accès rapide aux combinaisons de paramètres des matériaux courants.
- Physiquement réaliste : le matériau conserve l'énergie, ce qui empêche de créer des ombrages qui échappent aux lois de la physique.
- Brillance performante : performances avancées, améliorant entre autres l'interpolation, le lustre émulé et l'échantillonnage sélectif.
- BRDF ajustable (distribution du coefficient de réflexion bidirectionnel) : vous pouvez définir la façon dont la réflectivité dépend de l'angle.
- Transparence : matériaux "solides" ou "minces" ; les objets transparents, tels que le verre, peuvent être traités comme des objets solides (objets réfractants, composés de plusieurs faces) ou des objets minces (objets non réfractants à face unique ou à plusieurs faces).
- Coins arrondis : simulent des raccords afin que les arêtes aiguës captent toujours la lumière de manière réaliste.
- Commande d'illumination indirecte : définit la précision de regroupement final ou le niveau d'illumination indirecte de chaque matériau.
- Oren-Nayar diffus : adapté aux surfaces " poreuses " telles que l'argile.
- Occlusion ambiante intégrée : pour les ombres de contact et l'amélioration des petits détails.
- Ombrage tout-en-un : ombrages Photon et Ombre intégrés.
- Sols cirés, verre givré et métaux brossés : rapides et faciles à configurer.
Physique et affichage
Le matériau Arch & Design est conçu pour garantir un réalisme physique, c'est pourquoi sa sortie est au format HDR (High Dynamic Range). L'aspect esthétique du matériau dépend de la façon dont les couleurs du rendu sont mappées aux couleurs affichées à l'écran.
Lors du rendu avec le matériau Arch & Design, nous vous recommandons vivement d'opérer en utilisant un mappeur de tons (un contrôle d'exposition) tel que Contrôle de l'exposition photographique mr en association avec Préférences gamma et LUT, ou d'utiliser en dernier recours la correction gamma.
Remarque sur la correction gamma
Cette rubrique ne décrit pas la correction gamma dans ses moindres détails, il s'agit simplement d'une brève présentation.
L'espace colorimétrique d'un écran d'ordinateur prêt à l'emploi normal n'est pas linéaire. Contrairement à ce que l'on pourrait croire, avec une valeur RVB 200 200 200, la couleur n'est pas deux fois plus lumineuse qu'avec une valeur RVB 100 100 100.
Il n'y a pas de bogue. Nos yeux ne perçoivent pas l'éclairage de façon non linéaire et considèrent donc la première couleur comme étant environ deux fois plus lumineuse que la deuxième. Ainsi, l'uniformité d'un espace colorimétrique d'écran d'ordinateur normal est perçue de manière approximative. C'est un fait intéressant et c'est en réalité principalement pour cette raison que la couleur 24 bits (avec seulement 8 bits ou 256 niveaux discrets pour chacun des composants rouge, bleu et vert) nous semble aussi satisfaisante.
Le problème est lié au fait que l'infographie physiquement correcte fonctionne dans un véritable espace colorimétrique linéaire dans lequel une valeur représente l'énergie lumineuse réelle. L'opération qui consiste à simplement mapper la gamme des couleurs de sortie au rendu sur l'intervalle 0-–255 de chaque composante de couleur RVB produit un résultat incorrect.
La solution consiste à introduire un mapping de toute sorte. L'un de ces mappings s'appelle la correction gamma.
La valeur de gamma de la plupart des écrans d'ordinateurs est d'environ 2,2 (il s'agit de l'espace colorimétrique sRVB). Les valeurs de correction gamma inférieures ont tendance à trop assombrir le résultat, notamment les tons moyens. L'éclairage n'est pas " ajouté " correctement.
La valeur de gamma théoriquement correcte de 2,2 permet à l'éclairage linéaire physique du rendu d'apparaître de manière correcte du point de vue linéaire à l'écran.
Toutefois, la réponse d'une pellicule photographique n'étant pas non plus linéaire, certains utilisateurs trouvent cette valeur théoriquement correcte trop lumineuse et délavée. On utilise souvent un compromis : une valeur de gamma de 1,8, qui donne un aspect plus photographique, c'est-à-dire comme si l'image avait été prise en photo sur une pellicule puis développée. Toutefois, pour obtenir des résultats optimaux lors de l'exportation et l'importation d'images (par exemple des maps de textures) vers et à partir d'un programme de traitement d'images externe, définissez toutes les valeurs de Préférences 
Préférences gamma et LUT sur 2.2.
Contrôle d'exposition (mapping de tons)
Le contrôle d'exposition ou mapping de tons est une autre méthode de mapping des énergies physiques dans le rendu vers des valeurs en pixels visuellement satisfaisantes. Cette procédure peut être effectuée soit par le biais d'un rendu vers un format de fichier à virgule flottante à l'aide d'un logiciel externe, soit à l'aide d'un plug-in permettant le rendu à la volée. Dans 3ds Max, des plug-ins de ce type sont appelés contrôles d'exposition et sont accessibles à partir de la boîte de dialogue Environnement.
Utilisation du regroupement final et de l'illumination globale
Le matériau Arch & Design est conçu pour une utilisation en environnement d'éclairage réaliste, c'est-à-dire dans un environnement qui intègre illuminations directe et indirecte.
mental ray propose deux méthodes de base pour la génération de lumière indirecte : le regroupement final et l'illumination globale. Pour des résultats optimaux, assurez-vous d'utiliser au moins l'une de ces méthodes.
Activez au moins le regroupement final ou, pour des résultats de meilleure qualité, utilisez le regroupement final avec l'illumination globale (photons). Vous trouverez des astuces pour améliorer l'utilisation du regroupement final et de l'illumination globale ici.
Si vous utilisez un environnement pour vos réflexions, assurez-vous d'utiliser le même (ou une copie floue) pour éclairer la scène avec le regroupement final. Pour ce faire, dans 3ds Max, vous devez inclure un dôme de lumière dans la scène et le définir sur l'option Utiliser environnement scène, ou utiliser le système Lumière du jour avec l'option Dôme de lumière définie sur Ciel mr.
Utiliser des lumières physiquement correctes
En infographie classique, les sources de lumière s'activent dans un univers de dessin animé dans lequel l'intensité de la lumière ne modifie pas la distance. Le monde réel est en désaccord avec cette simplification. Lorsqu'elle quitte sa source, la lumière décline du fait que les rayons lumineux divergent de leur source et que l'intensité de la lumière évolue au fil de la distance. Ce déclin d'une source lumineuse ponctuelle est égal à 1/d2 ; en d'autres termes, l'intensité de la lumière est proportionnelle à l'inverse du carré de la distance par rapport à la source.
Cette simplification exagérée conventionnelle est en partie expliquée par le fait qu'au début de l'infographie, on n'utilisait pas le mapping de tons et que le problème des couleurs déviant vers le blanc de manière indésirable était envahissant. Remarque : dans l'espace colorimétrique sRVB, le détourage brut est inesthétique, notamment si un canal couleur entame le détourage avant les autres. Le mapping de tons résout généralement ce problème en effectuant le " détourage adouci " dans un espace colorimétrique plus adapté que l'espace RVB.
Toutefois, à partir du moment où le regroupement final (FG) est la méthode d'illumination indirecte utilisée, ce type de simplification fonctionne : même les sources de lumière sans déclin produisent des rendus satisfaisants. Cela est dû au fait que le regroupement final ne traite que le transport de lumière d'une surface à la suivante, et non le transport de lumière depuis la source lumineuse vers la surface.
Les problèmes surviennent lors de l'utilisation de l'illumination globale (GI) (c'est-à-dire avec des photons).
Lorsqu'elle est activée, les sources de lumière projettent des photons. Pour que le matériau Arch & Design (ou tout autre matériau mental ray) fonctionne correctement, il est indispensable que l'énergie de ces photons corresponde à l'éclairage direct émis par cette même lumière. Le déclin est intégré car les photons simulent la lumière de manière physique.
Par conséquent, lorsque l'illumination globale est utilisée :
- les sources de lumière doivent émettre des photons avec le niveau d'énergie requis ;
- l'éclairage direct doit décliner de manière physiquement correcte afin de correspondre au déclin des photons.
Par conséquent, il est important de s'assurer que l'ombrage de map lumière et l'ombrage d'émission photons des lumières fonctionnent bien ensemble.
Dans 3ds Max, ce problème est souvent facilement résolu par l'utilisation de lumières photométriques. L'énergie des photons de chacune de ces lumières est toujours synchronisée avec leur éclairage direct. Cette fonction étant intégrée et automatique, vous n'avez pas à la configurer.
Fonctions améliorant les performances
Le matériau Arch & Design comporte un vaste ensemble de fonctions intégrées pour des performances optimales, parmi lesquelles :
- Echantillonnage sélectif avancé avec seuils de rejet de rayons.
- Nombre d'échantillons brillants adaptatif.
- Réflexion/réfraction brillante interpolée avec améliorations des détails.
- Réflexions brillantes émulées très rapides (mode Reflets + FG seulement).
- Possibilité d'ignorer les réflexion internes pour les objets en verre.
- Choix pour chaque matériau entre ombres transparentes classiques (pour des objets tels que des vitres) et entre réverbérations réfractives (pour des objets en verre opaque).
Procédures
Pour créer une surface physiquement correcte, auto-illuminée :
- Créez votre géométrie et obtenez ou créez un fichier photométrique du luminaire. Déterminez la couleur et l'intensité de la lampe, telles que mesurées ou fournies par le fabricant. Par exemple : 1 500 cd/m2 et 3 700 degrés Kelvin. Activez le contrôle d'exposition et l'illumination globale.
- Créez une lumière photométrique (la lampe halogène) et réglez sa couleur et son intensité.
- Désactivez la propriété Affecter spéculaire de la source de lumière.
- Créez et positionnez la géométrie d'ombrage de lumière et appliquez-Lui un matériau Arch & Design.
- Dans le panneau déroulant Auto Illumination (Luisance), définissez la même couleur et la même intensité que celles appliquées à la source de lumière. Décochez également la case Illuminer la scène (lors de l'utilisation de FG) dans la zone Options de luisance.
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Effectuez le rendu de la scène.
Exemple de cette application : un lustre halogène réaliste avec un ombrage translucide, tel que du verre gelé.