이번 토픽은 멘탈 레이에 대해 아키텍처 및 디자인 재질을 보다 효율적으로 사용하는 데 도움이 될만한 정보를 담고 있습니다.
파이널 게더링의 실행
mental ray 현재 버전의 파이널 게더링 알고리즘은 이전 버전에 비해 현저하게 향상되었으며 특히 적응성이 많이 향상되었습니다. 다시 말해, 이전에 비해 훨씬 적은 수의 광선과 훨씬 낮은 밀도를 사용합니다.
대부분의 경우 50개 광선과 밀도 0.1과 같은 극단적인 설정이 있는 이미지도 렌더링할 수 있습니다. 이로 인해 "지나치게 매끄러운" 인공물이 되는 경우 기본 제공 주변 폐색을 사용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다.
파이널 게더링을 GI(광자)와 함께 사용할 경우 파이널 게더링을 사용하지 않도록 설정한 상태에서 먼저 렌더링하여 광자 솔루션이 올바르게 스무딩되도록 하십시오. 만약 광자 솔루션에 노이즈가 있으면, 노이즈가 잦아질 때까지 광자 검색 반경을 증가시킨 후 파이널 게더링을 사용가능하도록 하십시오.
일반 재질에 대한 간략 가이드
다음은 다양한 소재를 만드는 개략적 규칙입니다. 각각은 기본 기본 설정을 시작점으로 간주합니다.
광택 있는 나무, 바닥 등에 대한 일반적인 지침
건축 렌더링에 필요한 "하이브리드" 재질의 종류로, 광택 목재, 리놀륨 등이 있습니다.
이들 소재들에는 BRDF를 사용자 정의 반사도 기능에 설정하십시오. 즉 사용자 설정 BRDF 곡선을 정하게 됩니다. 0도 반사도는 0.2에서, 90도 반사도는 1.0에서 시작하며 분산 색상에 적합한 텍스처 맵을 적용합니다. 반사도를 0.6과 1.0사이에 설정합니다.
소재가 얼마나 광택이 있습니까? 반사는 깨끗합니까? 아니면 흐릿합니까? 반사가 강합니까? 또는 약합니까?
- 깨끗하고 강한 반사를 위해서는 반사 광택을 1.0로 유지하십시오.
- 약간 흐리지만 강한 반사를 위해서는 반사 광택 값을 낮추십시오. 성능이 문제가 될 경우 빠르게(보간)를 설정하십시오.
- 약간 흐릿하면서 매우 약한 반사의 경우, 반사 광택 샘플을 0으로 설정하면서 더 넓은 강조 표시를 위해 더 낮은 반사 광택 값을 적용하여 "속일" 수 있습니다. 이렇게 하면 반사에 대해 하나의 미러 광선만 방출되지만 반사가 약하면 뷰어에서 구분하지 못하는 경우가 많습니다.
- 중간 정도로 흐릿한 표면에는, 더 낮은 값을 반사 광택에 설정하고 반사 광택 샘플 값을 증가시켜 보십시오. 역시 향상된 성능을 위해서는 빠르게(보간)를 설정합니다.
- 극도로 흐릿한 표면과 매우 약한 반사를 위해서는 강조 표시+FG만을 선택합니다.
일반적인 목재 바닥에서는 반사 광택에는 0.5를, 반사 광택 샘플에는 16을, 반사도에는 0.75를, 분산 색상에는 양질의 목재 텍스처 및 약한 범프 맵을 사용할 수 있습니다. 범프가 광택 레이어에만 나타나도록 하려는 경우 특수 목적 맵 롤아웃 
범프를 분산 음영 처리에 적용하지 않음을 설정합니다.
리놀륨 바닥재는 같은 설정을 사용하지만 다른 텍스처와 범프 맵을 사용하고 약간 낮은 반사도 및 반사 광택 값을 사용할 수도 있습니다.
세라믹
세라믹 소재는 유약이 칠해져 있습니다. 즉 투명한 재질의 얇은 층으로 덮여 있습니다. 이 재질은 위에서 설명한 일반 재질과 유사한 규칙을 따르지만 BRDF 방법은 IOR별(프레넬 반사)로 설정하고 IOR은 약 1.4로, 반사도는 1.0으로 설정합니다.
분산 색상을 적절한 질감과 색상에 설정합니다. 예를 들면, 흰 욕실 타일에는 흰색을 설정합니다.
석재
석재 오브젝트는 대개 무광택으로 마무리가 되어 있거나 반사가 매우 흐릿하여 거의 분산됩니다. 분산 거칠기 매개변수로 석재의 "분말 모양" 특징을 시뮬레이트할 수 있습니다. 0.5에서 시작하여 시도해 보십시오. 다공성 석재나 벽돌에는 더 높은 값을 사용할 수 있습니다.
일반적으로 석재의 반사 광택은 매우 낮으며(0.25보다 낮음) 매우 뛰어난 성능을 얻기 위해 강조 표시+FG만을 적절한 효과로 사용하는 경우가 많습니다. 분산 색상에 대한 좋은 석재 질감을 사용하고, 범프 맵 그리고 아마도 반사 광택 값을 변경하는 맵을 사용합니다.
IOR별(프레넬 반사)을 해제하고, 0도 반사도는 0.2, 90도 반사도는 1.0인 상태에서 반사도는 약 0.5-0.6이 됩니다.
유리
유리는 절연 재질이므로 IOR별(프레넬 반사)을 반드시 설정해야 합니다. 표준 유리의 IOR은 1.5입니다. 분산 수준을 0.0으로, 반사도를 1.0으로, 투명도를 1.0으로 설정합니다. 이렇게 하면 기본적이고 완전히 투명한 굴절 유리를 충분히 만들 수 있습니다.
이 유리가 창문에 사용될 경우 박막을 설정합니다. 솔리드 유리 블록일 경우 박막을 끄고 화선이 필요한지 여부를 고려한 후 그에 따라 굴절 화선을 설정합니다.
광택이 없는 유리일 경우 굴절 광택을 적절한 값에 설정합니다. 굴절 샘플을 조정하여 품질을 향상시키거나 빠르게(보간)를 설정하여 성능을 더 빠르게 합니다.
색상 유리
투명 유리에는 앞선 섹션의 도움말을 이용합니다. 그러나 색상 유리는 전혀 다릅니다.
많은 셰이더가 투명도를 유리의 표면에 설정합니다. 사용자가 굴절 색상을 어떤 값에(예 파란색) 설정하면 그대로 실행됩니다. 박막이 설정된 유리의 경우 완벽하게 작동합니다. 그러나 솔리드 유리 오브젝트에는 현실을 그대로 재현하지 못합니다.
다음 일러스트레이션의 장면에는 2개의 유리 블록과 내부가 구형으로 빈 구, 유리로 된 말이 있습니다.
위: 솔리드 유리의 색상이 표면 굴절 색상으로만 모델링되어 음영 처리가 잘못된 경우
아래: 음영 처리가 올바른 경우. 유리에서 굴절 최대 거리 및 최대 거리 색상을 사용합니다.
문제점이 나타납니다.
- 두개의 유리 블록은 두께가 다릅니다. 그러나 두 파란색의 채도는 같습니다.
- 내부 구가 외부 구보다 더 밝지 않고 어둡습니다.
왜 이런 일이 발생할까요?
유리 오브젝트에 투사되는 빛을 생각해 봅시다. 만약 색상이 표면에 위치해 있으면 광선이 오브젝트에 진입할 때 색이 다소 바뀌어 오브젝트를 통과할 때까지 색을 유지하고 오브젝트를 빠져나갈 때 두 번째 착색이(감쇠) 됩니다.
표면에서 색상이 변경되는 유리의 다이어그램
위 그림에서는 광선이 왼쪽에서 진입되며 입구 표면에서 수준이 낮아지고 약간 어두워집니다. 그래프에서 수준을 도식화하여 보여 줍니다. 빛이 매질 내부를 통과하는 동안 이 색을 유지하고 다시 표면을 빠져나갈 때 감쇠됩니다.
단순한 유리 오브젝트의 경우 이것으로 충분합니다. 박막을 사용하는 유리의 경우 원칙적으로 이렇게 하는 것이 적합하지만 복잡한 솔리드에는 적용되지 않습니다. 유리 내부에 네거티브 공간이 있을 때는(예: 위 예의 구) 특히 적합하지 않습니다. 광선은 두 개가 아닌 네 개의 표면을 통과해야 하기 때문에 표면에서 2단계의 추가 감쇠가 발생합니다.
실제의 색상 유리에서 빛은 매질을 통과하는 동안 감소됩니다. 아키텍처 및 디자인 재질에서 이 효과는 고급 렌더링 옵션 굴절 최대 거리를 설정하고 최대 거리의 색상을 설정한 다음 굴절 색상을 흰색으로 설정하여 수행합니다.
결과는 훨씬 더 만족스럽습니다. 두꺼운 유리 블럭은 얇은 유리보다 더 진한 파란색이고 속이 비어 있는 구는 이제 정확하게 보입니다. 다이어그램 형식의 프로세스는 다음과 같습니다.
d=최대 거리는 최대 거리의 색상이 감소가 되는 곳.
광선이 매질에 진입하고 통과하는 동안 감소합니다. 감쇠의 강도는 정확히 최대 거리 감쇠(그림의 d)가 최대 거리의 색상 감쇠와 정확하게 일치하는 경우와 같습니다. 다시 말해, 이 깊이에서의 감소는 앞선 장면의 표면에서 즉시 발생했을 때와 같습니다. 감소는 지수에 비례합니다. 그래서 최대 거리 값을 2배로 올리면 효과는 최대 거리의 색상의 제곱과 같습니다.
한 가지 단점이 있습니다. 이 방법을 사용하여 재질의 그림자를 정확하게 렌더링하려면 화선을 사용하거나 mental ray가 세그먼트 모드에서 그림자를 렌더링하도록 해야 합니다(그림자 및 변위 롤아웃(mental ray 렌더러) 참조).
화선을 사용하면 당연히 가장 정확한 모양의 그림자가 생성됩니다(위의 이미지는 화선을 사용하지 않고 렌더링됨). 그러나 장면에서 화선 광자를 사용할 수 있도록 설정하고 화선 광자를 방출하는 물리적 라이트를 포함해야 합니다.
한편 mental ray 세그먼트 그림자는 보다 폭넓게 사용되는 단순 그림자 모드보다 성능이 낮습니다. 그러나 만약 이 모드가 사용되지 않으면 그림자의 세기가 매질 내의 빛의 감소를 적절히 반영하지 못할 것입니다. 그러나 이미지는 여전히 만족스럽게 보일 수 있습니다.
물과 액체
유리와 마찬가지로 물은 IOR이 1.33인 절연 재질입니다. 따라서 위의 유리에 적용되는 원칙이 실제로 환경을 굴절시켜야 하는 물에도 동일하게 적용됩니다. 한 예가 수도꼭지에서 흐르는 물입니다. 색상이 있는 액체는 색상 유리와 같은 원칙을 이용합니다.
물에서 와인으로
위의 이미지처럼 용기에 담긴 액체를 만들려면 아키텍처 및 디자인 재질에서 다중 표면을 통해 굴절을 처리하는 방식을 해당 환경에서 실제 라이트의 동작과 비교하여 이해해야 합니다.
굴절에서는 IOR이 다른 매질 간의 전환이 중요합니다. 이러한 전이는 인터페이스로 알려져 있습니다.
유리잔 속의 레모네이드에 대해 공기(IOR=1.0)중을 이동하는 한 줄기 빛을 상상해 보십시오. 빛이 유리잔에 진입하면 IOR이 1.5인 유리에 의해서 굴절됩니다. 빛은 다시 유리를 떠나 액체로 진입합니다. 즉 IOR이 1.5인 매질로부터 인터페이스를 통과해서 IOR이 1.33인 다른 매질로 들어갑니다.
컴퓨터 그래픽에서 이것을 모델링하는 한 가지 방법은 유리를 하나의 구별된 폐쇄 표면으로 만들고 법선벡터는 IOR이 1.5인 유리 표면에서 바깥을 향하게 하는 것이고, 두 번째는 액체를 폐쇄된 표면으로 만들고 IOR은 1.33에 면 법선은 바깥을 향하게 하고 용기와 용액 사이에 작은 공기층을 두는 것입니다.
이 방법은 잘 작동하지만 문제가 생길 수 있습니다. 라이트가 더 높은 IOR에서 더 낮은 IOR로 이동하면 전반사(TIR)라고 알려진 효과가 생길 수 있습니다. 이는 수영장에 다이빙한 다음 위를 올려다볼 때 생기는 효과입니다. 표면 위의 오브젝트를 바로 위의 작은 원에서만 볼 수 있습니다. 일정한 각도 아래에서는 수영장의 비친 모습과 표면 아래만 보입니다. 두 매질 간에 IOR의 차가 클수록 TIR의 가능성도 커집니다.
그래서 우리의 예에서는 광선이 유리(IOR=1.5) 에서 공기로 가므로 TIR의 가능성이 큽니다. 그러나 실제에서는 광선이 IOR=1.5 인 매질에서 IOR=1.33인 매질로 가며 이는 훨씬 작은 차이이므로 TIR의 가능성도 훨씬 작습니다. 이것은 달라 보입니다:
. 왼쪽: 올바른 굴절
오른쪽: "에어 갭" 방법
좌측의 결과가 옳은 것입니다. 그런데 어떻게 얻은 것일까요?
해결책은 모델링을 다시 생각하는 것입니다. 매질의 관점이 아니라 인터페이스의 관점에서 입니다. 우리가 다루는 예에는 3가지의 다른 인터페이스가 있습니다. 인터페이스에서는 IOR을 안팎에 있는 매질의 IOR의 비율로 간주합니다.
- 공기-유리 인터페이스(IOR=1.5/1.0=1.5)
- 공기-액체 인터페이스(IOR=1.33/1.0=1.33)
- 유리-액체 인터페이스(IOR=1.33/1.5=0.8)
가장 흔한 경우인 공기와의 인터페이스에서 사용해야 할 IOR은 매질의 IOR입니다.(물의 IOR이 1.0이므로) 반면에 다른 두 매질간의 인터페이스는 상황이 다릅니다.
이 시나리오를 정확하게 모델링하려면 3가지의 표면이 필요하고 각각은 다른 아키텍처 및 디자인 재질이 적용되어야 합니다:
- 법선이 유리를 가리키고, 공기가 직접 유리에 닿는 영역을 포함하며, IOR이 1.5인 공기-유리 표면(다음 다이어그램의 파란색)
- 법선이 액체를 가리키고, 공기가 직접 액체에 닿는 영역을 포함하며, IOR이 1.33인 공기-액체 표면(다이어그램의 초록색)
- 법선이 액체를 가리키고, 유리가 액체에 닿는 영역을 포함하며, IOR이 0.8인 유리-액체 표면(다이어그램의 빨간색)
유리잔에 담긴 액체에 대한 3가지 인터페이스
적절한 최대 거리와 최대 거리의 색상 값을 두 액체 소재에 설정함으로써(색상 액체를 얻기 위해) 앞서 렌더링된 이미지의 좌측에 있는 유리잔을 얻을 수 있습니다.
해양과 수면
수면은 가시적으로 투명한 액체와는 약간 다른 사안입니다.
해양은 푸르지 않습니다. 반사할 뿐입니다. 해양의 수면을 통과하는 빛의 대부분은 관심을 끄는 어떤 곳에도 닿지 않습니다. 적은 양의 라이트가 산란되어 되돌아 올라와서 문자 그대로 약간의 표면하부 산란을 합니다.
아키텍처 및 디자인 재질로 해양의 수면을 만들려면 다음의 단계들을 따릅니다.
- 분산 수준을 0.0으로, 반사도를 1.0으로, 투명도를 0.0으로 설정합니다. 즉, 굴절은 필요하지 않습니다.
- IOR을 1.33으로 설정하고 IOR별(프레넬 반사)을 설정합니다. 실제처럼 출렁이는 셰이더를 범프에 적용(해양(lume)이 여기에 효과적입니다)하면 해양은 기본적으로 된 것입니다.
이 해양의 반사는 유일하게 IOR에 의해서만 가이드됩니다. 그러나 이것도 잘 작동할 것입니다. 시도해 보십시오. 단지 반사시킬 수 있는무언가를 두십시오. 스카이 맵, 오브젝트 혹은 파란색의 농담이 있는 배경을 둡니다. 반사할 요소가 있어야 합니다. 그렇지 않으면 물이 완전히 검은색이 됩니다.
해양은 파랗지 않습니다. 하늘이 파랗습니다.
열대의 모습을 더하려면 분산 색상을 약간 청초록색에 설정하고 분산 수준을 0.1처럼 꽤 낮은 값에 설정하고 범프를 분산 음영처리에 적용하지 않음을 선택합니다.
이제 해양의 수면층에서 일어나는 적은 양의 산란을 에뮬레이트하는 기본 색상을 물속에 잡았습니다.
열대 지방을 즐겨봅시다.
금속
금속은 반사합니다. 즉 반사할 뭔가가 필요하다는 것입니다. 가장 보기 좋은 금속은 실제 HDRI 환경에서 시작됩니다. 이런 환경은 구형으로 매핑된 HDRI 사진이나 mental ray의 물리적 하늘과 같은 요소에서 생성됩니다.
기본 크롬을 만들려면 IOR별(프레넬 반사)을 끄고 반사도는 1.0으로, 0도 반사도는 0.9로, 90도 반사도는 1.0으로 설정합니다. 분산 색상을 흰색으로 설정하고 금속 반사를 설정합니다.
이렇게 하면 거의 완벽하게 반사하는 금속을 만듭니다. 반사 광택 매개변수를 조정하여 흐릿한 반사를 다양하게 할 수 있습니다. 또한 원형 모서리 효과를 사용하는 것도 고려해 보십시오. 금속성의 오브젝트와 함께 잘 작동합니다.
금속은 또한 반사의 색상에도 영향을 줍니다. 이는 금속 반사를 설정했으므로 이미 수행되고 있는 것입니다. 분산 색상을 금색으로 설정하여 금을 만들어 보십시오.
다양한 수준의 반사 광택을 시도해 보십시오. 필요한 경우 빠르게(보간)를 사용하여 성능을 향상시켜 보십시오.
반사도 값도 변경할 수 있습니다. 이것은 금속 재질이 켜져 있을 경우 약간 다른 의미를 가집니다. 이것은 반사(분산 색상에 의해 색이 정해진)와 정상의 분산 음영 처리를 섞습니다. 이것은 광택 반사와 분산 음영 처리 (양쪽 모두 같은 색으로 만들어짐)간의 혼합을 가능하게 합니다. 예를 들어, 알루미늄 소재는 약간의 분산 혼합이 필요하고 반면에 크롬은 그렇지 않습니다.
금, 은, 구리
솔질한 금속
솔질한 금속은 흥미로운 특별한 경우입니다. 어떤 경우에는 솔질한 금속을 만들려면 반사 광택을 굉장히 흐릿한 반사를 얻는 수준까지 낮추면 됩니다. 이것은 솔질 방향이 무작위일 때 또는 솔이 너무 작아 전체적 효과가 거의 보이지 않을 때 충분합니다.
명확한 솔질 방향이 있거나 실제 솔자국이 보이는 재질의 경우 그럴듯한 모양을 만들려면 약간의 작업이 더 필요합니다.
솔질된 금속 표면의 미세한 홈들은 함께 불균등한 반사를 일으킵니다. 다음 그림을 통해 확인할 수 있습니다. 여기서는 간단한 퐁 셰이더를 사용하여 음영 처리된, 인접해 있는 여러 개의 아주 작은 실린더를 모델링하여 솔질 자국을 시뮬레이트합니다:
많은 작은 인접한 실린더
보다시피 실린더의 반사광 강조 표시는 전체적인 효과를 만드는데 이것이 비등방성 강조 표시입니다.
또한 강조 표시가 연속적이지 않다는 것을 확인할 수 있습니다. 실제로 인접해 있는 작은 세그먼트로 쪼개져 있습니다. 소재가 솔질된 금속이라는 것을 알려주는 주된 시각적 신호는:
- 솔질 방향과 직각으로 뻗어 있는 비등방 강조 표시
- 솔질 방향으로 끊겨 있는 불연속 강조 표시
솔질된 금속을 시뮬레이션하려는 많은 시도들은 첫 번째 효과(비등방성)에만 주목했습니다. 또 하나의 흔한 실수는 강조 표시가 솔질 방향으로 뻗는다고 생각하는 것입니다. 모두 사실이 아닙니다.
따라서 솔질된 금속을 묘사하려면 이들 2가지 시각적 신호를 시뮬레이션해야 합니다. 첫 번째는 단순합니다. 비등방성 및 비등방성 회전을 사용하여 비등방성 강조 표시를 만듭니다. 두 번째 것은 여러가지 방법으로 할 수 있습니다:
- 범프 맵 사용
- 비등방성 또는 반사 광택 값에 따라 다양한 맵 사용
- 반사 색상에 따라 다양한 맵 사용
각각에는 장단점이 있습니다. 그러나 여기서 우리가 권해드리는 것은 마지막 것입니다. 이 방법을 선택하는 이유는 이것이 보간과 잘 작동하기 때문입니다.
- 솔질용 맵 만들기. 이것을 하는 방법에는 그리기 프로그램에서 맵을 그리거나 또는 한 방향으로 심하게 늘린 노이즈 맵을 사용하는 것입니다. 이 맵은 중간 회색과 흰색 사이에서 변할 것입니다.
- 이 맵을 솔질에 적절하게 스케일해서 반사 색상에 적용합니다.
- 분산 색상은 흰색 또는 금속 색상으로 설정하지만 분산 수준은 0.0 또는 작은 값으로 설정합니다.
- 금속 재질이 선택되어 있는지 확인하십시오.
- 반사 광택을 0.75에 설정합니다.
- 비등방성을 0.1에 또는 비슷한 값에 설정합니다. 비등방성 회전을 사용하여 강조 표시를 맵과 정렬시킵니다. 필요한 경우 비등방성 채널을 사용하여 맵과 동일한 텍스처 공간을 기반으로 하도록 합니다.
솔질한 금속