Shader Effekte

Diese Gruppe von Shadern befindet sich im Untermenü “Shader Effekte” des Textur-Popups im Oberflächenkanal:
Im Folgenden sind die Shader mit einer kurzen Beschreibung ihrer Parameter aufgeführt.
Umgebungsverdeckung (CineRender-Oberflächenkanal)
Die Umgebungsverdeckung für CineRender ist an zwei Orten der Benutzeroberfläche vorhanden:
In den Oberflächenmaterial-Einstellungen als Kanal-Shader (siehe Bildschirmfoto oben)
In den Photorealistik-Einstellungen (detaillierte Ansicht) als für die gesamte Szene berechneter globaler Effekt
Die verfügbaren Optionen sind an beiden Stellen gleich.
ChanLum, Volumenstreuung, Hintergrundbeleuchtung
Diese Shader betreffen alle das Sammeln von Licht. Manche Oberflächen verfügen über die Fähigkeit, Licht nach innen zu lenken, wo es sich dann verteilt (wie z. B. bei einer Wachskerze oder Milchglas).
Normalerweise kann Licht nur direkt auf eine Objektoberfläche scheinen. Das Licht kann beispielsweise nicht von der beleuchteten Rückseite eines Objekts zur Vorderseite weitergeleitet werden, die in einem schattierten Bereich liegt. Es sind mehrere Shader verfügbar, mit denen sich dieses Problem in jeweils spezifischer Weise lösen lässt.
Die Shader sollten in den Luminanzkanal geladen werden. In diesem Kanal kann die durch die entsprechenden Effekte erzeugte Helligkeit als Beleuchtungseffekt verwendet oder zur Helligkeit der Oberfläche hinzuaddiert werden.
ChanLum: Der ChanLum-Shader beobachtet aus einer festgelegten Entfernung außerhalb der Objektoberfläche die Umgebung um das Objekt und registriert die vorhandenen Lichtstrahlen. Dieses Licht wird dann verwendet, um die Oberfläche zu erhellen. Das Verfahren ist physikalisch betrachtet zwar nicht realistisch, aber oftmals ausreichend genau, um ein nicht zu tief in eine bestimmte Oberfläche eindringendes Licht zu simulieren.
Volumenstreuung: Dieser Shader lässt Licht in eine Oberfläche eindringen, wo es sich dann verteilt. Ist die vom Licht innerhalb des Objekts zurückgelegte Strecke kürzer als der festgelegte Wert, kann das Licht an einer anderen Stelle wieder austreten. Der Shader ist zur Verwendung bei von hinten beleuchteten Objekten gut geeignet.
Die nachfolgende Abbildung zeigt eine Kerze, die lediglich durch ein Licht von oben beleuchtet wird, das die Flamme simuliert. Diese Lichtquelle kann nur die obere Fläche der Kerze erhellen.
Die nächste Abbildung zeigt die gleiche Szene mit einem ChanLum-Shader, der dem Luminanzkanal der Wachsoberfläche hinzugefügt wurde. Es ist erkennbar, wie das Licht nun über den oberen Kerzenrand hinausfließt und auch auf die Seiten wirkt. Zudem erscheint es, als würde das Kerzenlicht leicht durch den Rand hindurchtreten.
In der dritten Abbildung wurde dem Luminanzkanal außerdem ein Volumenstreuungs-Shader hinzugefügt. Das Licht wirkt nun auf einen Großteil der oberen Kerzenhälfte, bringt aber den Rand nicht besonders gut zur Geltung. Diese Art von Beleuchtungsszenario ist aufgrund des kleinen Winkels zwischen dem Betrachtungswinkel und den Lichtstrahlen für Volumenstreuung weniger geeignet.
In der letzten Abbildung ist der Betrachtungswinkel durch Positionieren der Lichtquelle hinter der Kerze vergrößert. Nun ist der Volumenstreuungs-Shader gut geeignet: Das Licht scheint dank der höheren Intensität tatsächlich durch die Kerze hindurch und wirkt wie gewünscht auf den oberen Rand.
Mit dem Shader Hintergrundbeleuchtung können Sie Beleuchtung von einer Objektrückseite sammeln. Damit können Lichtdurchlässigkeitseffekte mit Hintergrundbeleuchtung wie bei Reispapier oder einem von der entgegengesetzten Seite beleuchteten dünnen Blatt einschließlich Schattierung erzeugt werden.
Verzerrer
Der Verzerrer-Shader nimmt den Wert eines Eingangskanals und verzerrt ihn mit dem Wert eines anderen Texturkanals.
Typ: Hiermit wird der Algorithmus festgelegt, der zur Verzerrung verwendet werden soll.
Direktional: Der Wert des Verzerrungskanals wird mit der Samplekoordinate der Textur addiert.
Bidirektional: Liegt der Wert des Verzerrungskanals zwischen 50 und 100 %, wird er mit der Samplekoordinate der Textur addiert. Liegt er zwischen 0 und 50 %, wird er subtrahiert.
Flussfeld: Der Verzerrungswert wird durch Auswerten der Flussrichtung der Verzerrungstextur bestimmt. Der Flussrichtungsvektor wird dann zum Verschieben der Samplekoordinate der Textur verwendet.
Herumwickeln: Mit dieser Funktion wird gesteuert, wie Texturteile behandelt werden sollen, die nach dem Verzerren außerhalb der UV-Map liegen. Sie können ignoriert (Kein), wiederholt (Zyklen), abgeschnitten (Abschneiden) oder gespiegelt (Nahtlos) werden.
Stärke: Hiermit wird die globale Verzerrungsstärke festgelegt. 100 % bedeutet Verzerrungswerte von 0 bis 1 bei UV und 0 bis 10 bei 3D.
X/Y/Z: X ist die Verzerrungsstärke für U bei 2D und X bei 3D. Y ist die Verzerrungsstärke für V bei 2D und Y bei 3D. Z ist die Verzerrungsstärke für Z bei 3D.
Delta: Delta ist ein Skalierungsfaktor für das Textursampling zum Auswerten von Neigung für den Bump-Kanal. Damit können Sie ein sehr scharfes Relief mit hohem Detailgrad erzeugen, wie es mit dem Standard-Bump-Delta nicht erzielt werden kann.
Flussschritt: Hiermit wird die relative Schrittweite für das Auswerten der Flussrichtung beim Verzerrungstyp Flussfeld festgelegt.
Textur: Hier wird das Ausgangsbild oder der Ausgangs-Shader für die Verzerrung mit der Verzerrertextur festgelegt. Es kann jedes beliebige Bild oder jeder beliebige Kanal-Shader für CineRender ausgewählt und verzerrt werden.
Verzerrung: Mit der hier festgelegten Textur wird die zuvor ausgewählte Textur (siehe oben) verzerrt. Der Wert des Verzerrerbilds oder -Shaders wird im Verzerrungsalgorithmus zum Verschieben des Textursamplings verwendet.
Falloff
Der Falloff-Shader berechnet den Falloff zwischen einem benutzerdefinierten Vektor und der Oberflächennormalen. Ist der Vektor mit der Oberflächennormalen identisch, lautet der Wert 1. Zeigt er in die entgegengesetzte Richtung, lautet der Wert 0. Für den Wert wird dann ein neues Mapping mithilfe eines Farbverlaufs ausgeführt.
Vektor [XYZ]: Hiermit wird der Ausgangsvektor für den Falloff im 3D-Raum definiert.
Raum: Hiermit wird der Raum festgelegt, in dem der Falloff berechnet werden soll.
Objekt: Der Vektor wird in Objektkoordinaten angegeben und der Falloff wird durch die Objektausrichtung beeinflusst (und durch die Ausrichtung der Texturachse). Auf diese Weise bleibt der Falloff beim Ändern der Objektdrehung immer mit dem Objekt verbunden.
Welt: Der Vektor wird in Weltkoordinaten angegeben und nicht durch die Objektausrichtung beeinflusst. Hierbei handelt es sich um die gebräuchlichste Einstellung, da das Objekt bewegt werden kann und die Ausrichtung des Falloffs konstant bleibt.
Kamera: Der Vektor wird in Koordinaten relativ zur Kameraausrichtung angegeben. Auf diese Weise bleibt, unabhängig von der Kamera- oder Objektausrichtung, oben immer oben (z. B. in der Kamerasicht).
Bump verwenden: Ist diese Option aktiviert, wird die Bump-Normale zur Berechnung des Falloffs herangezogen. Ist die Option deaktiviert, wird die Bump-Normale ignoriert.
Farbverlauf: Hier wird der Farbverlauf festgelegt, der vom Falloff-Shader für das neue Mapping des Werts verwendet werden soll.
Lumas
Der Lumas-Shader ist ein Beleuchtungs-Shader mit drei Glanzlichtern, mit dem insbesondere die anisotropen Kratzer simuliert werden können, durch die oftmals gestreckte Glanzlichter entstehen.
Ein anisotroper Effekt ist die durch kleine, unscheinbare Kratzer verursachte Spiegelung einer Oberfläche. Dieser Effekt kann häufig in Form von konzentrischen Kratzern auf älteren Metalloberflächen beobachtet werden.
Der Lumas-Shader ist in Verbindung mit dem Fusions-Shader und weiteren Kanal-Shadern oder Bildern nützlich.
Aktiv
Farbe: Hiermit wird die diffuse Basisfarbe der Oberfläche festgelegt.
Algorithmus: Hier wird das Beleuchtungsmodell angegeben, das vom Lumas-Shader verwendet werden soll.
Intern ist das Standard-Lambert-Modell.
Oren Nayar ist ein Modell mit einer Rauigkeitsvariablen, mit deren Hilfe der Benutzer von einfachen Oberflächen (Rauigkeit 0, identisch mit dem Lambert-Modell) bis hin zu komplexen rauhen Oberflächen (Rauigkeit 1+, matte Oberfläche wie z. B. Leinen oder Schmutz) gehen kann.
Härte: Hiermit wird die Rauigkeit des Oren-Nayar-Beleuchtungsmodells festgelegt. 0 % bedeutet keine Rauigkeit, 100 % oder höher starke Rauigkeit. Es ist empfehlenswert, mit diesem Parameter zu experimentieren, damit Sie seine Auswirkung vollständig verstehen. Die Option ist nur verfügbar, wenn unter Algorithmus das Oren-Nayar-Modell ausgewählt ist.
Beleuchtung: Hiermit wird die Farbe angepasst, um eine Abschwächung in der Beleuchtung der Oberfläche zu erzeugen (dies bedeutet einfach, die Farbe wird dunkler, wenn der Wert nahe 0 % liegt, und heller, wenn der Wert näher an 100 % oder darüber liegt).
Wenn Sie den Oren-Nayar-Beleuchtungsalgorithmus verwenden, ist es ggf. sinnvoll, die Beleuchtung um etwa 10 bis 20 % zu erhöhen, da das Rendering gewöhnlich dunkler ausfällt. Geeignete Werte liegen zwischen 0 und 200 %.
Kontrast: Hiermit wird der Kontrast für das Ergebnis der Farbe festgelegt. Ein Wert von 0 % hat keine Auswirkung. Ein Wert zwischen 0 und 100 % erzeugt einen Standardkontrast. Ein Wert von über 100 % verursacht einen umbrechenden Kontrast (Werte über 100 % werden wieder zu 0 % umgebrochen). Negative Werte ermöglichen einen inversen Kontrast zur Simulation von scheinbar leuchtenden Oberflächen wie z. B. Silber. Geeignete Werte liegen zwischen -500 und 500 %.
Glanzlichteinstellungen (Lumas-Shader)
Die drei in den Glanzlichtkanälen gesteuerten Glanzlichter werden der Oberflächenfarbe hinzugefügt. Alle drei Glanzlichtkanäle verfügen über die gleichen, nachfolgend beschriebenen Parameter.
Aktiv: Mit diesem Kontrollkästchen können Sie die Glanzlichter einzeln aktivieren oder deaktivieren.
Farbe: Hiermit wird die Basisglanzfarbe für die Glanzlichtkomponente festgelegt.
Intensität: Hiermit wird die Farbe angepasst, um eine Abschwächung in der Glanzlichtreflexion der Oberfläche zu erzeugen (dies bedeutet einfach, die Farbe wird dunkler, wenn der Wert nahe 0 % liegt, und heller, wenn der Wert näher an 100 % oder darüber liegt). Der geeignete Bereich liegt zwischen 0 und 1.000 %.
Größe: Hiermit wird die Größe der Glanzlichtreflexion festgelegt. Der geeignete Wertebereich liegt zwischen 0,001 und 200 %.
Kontrast: Hiermit wird der Kontrast für das Ergebnis der Glanzlicht-Samplefarbe festgelegt. Es wird eine Standardkontrastfunktion angewendet. Geeignete Werte liegen zwischen 0 und 100 %.
Überstrahlung: Dieser Wert wirkt in Verbindung mit der Intensität. Anhand der Abnahme in Richtung des Rands (Multiplikation mit dem Wert Abnahme) wird die Intensität der Glanzlichtreflexion geändert. Damit kann der Oberfläche ein greller Schein verliehen werden, wenn ein Licht stärker an einem Rand reflektiert, oder es werden Glanzlichteffekte zur Verringerung der Glanzlichtreflexion hinzugefügt, wenn durch ein Licht eine Reflexion näher am Rand verursacht wird. Geeignete Werte liegen zwischen 0 und 200 %.
Abnahme: Hiermit wird die Abnahme von der Objektmitte zum Rand variiert, um die Intensität der Überstrahlung zu beeinflussen. Bei niedrigeren Werten spiegelt die Glanzlichtreflexion stärker den Wert Intensität wider. Bei höheren Werten wird für die Oberfläche der Wert Überstrahlung stärker verwendet. Es ist empfehlenswert, mit diesem Parameter zu experimentieren, damit Sie seine Auswirkung vollständig verstehen.
Anisotropie (Aktiv): Anisotropie ist die Eigenschaft der Richtungsabhängigkeit (im Gegensatz zur Isotropie, die identische Eigenschaften in jeder Richtung impliziert).
Projektion: Mit dem Projektionstyp wird die anamorphe (disproportionale) Skalierung der Glanzlichter festgelegt. Es kann außerdem die Richtung der Kratzer für die Reflexions- bzw. Umgebungsfaltungsgruppe definiert werden.
Planar: flache planare XY-Projektion
AutoPlanar: automatische Projektion auf eine Ebene parallel zur aktuellen Normalen
Shrink Wrap: sphärische Projektion zur Skalierung der Richtung, Verwendung eines separaten Algorithmus zur Projektion der Kratzer
Radial AutoPlanar: automatische Projektion auf eine Ebene parallel zur aktuellen Normalen
Radiales Muster AutoPlanar: Erzeugung eines radialen Kratzmusters mit mehreren Ausgangspunkten parallel zur aktuellen Normalen
Radial Planar: Erzeugung eines radialen Kratzmusters mit Ausgangspunkt in der Mitte einer Ebene parallel zur aktuellen Normalen
Radiales Muster Planar: Erzeugung eines radialen Kratzmusters mit mehreren Ausgangspunkten parallel zur aktuellen Normalen
Projektionsgröße: Hiermit werden die Kratzeralgorithmen skaliert, die über ein tatsächliches Muster verfügen. Radiales Muster ist als einziger aktueller Algorithmus dieses Typs von der Projektionsgröße betroffen.
X Härte / Y Härte: Hiermit werden die Glanzlichter in der X- und Y-Richtung skaliert, die durch den Algorithmus zur Projektion der Kratzer definiert werden. Der geeignete Bereich liegt zwischen 0,1 und 10.000 %. Sind X Härte und Y Härte identisch, wird der interne Standardalgorithmus für Glanzlicht verwendet.
Glanzlicht 1 / Glanzlicht 2 / Glanzlicht 3: Mit diesen Kontrollkästchen wird festgelegt, auf welche Glanzlichtkanäle sich die anisotropen Kratzer auswirken sollen.
Amplitude: Hiermit wird der Effekt der Kratzer für die Glanzlichter skaliert. Je höher der Wert ist, desto zerkratzter erscheinen die Lichter. Der geeignete Bereich liegt zwischen 0 und 100 %.
Größe: Hiermit wird das Kratzmuster selbst skaliert. Der Wert gilt für alle Kratzeralgorithmen.
Länge: Hiermit wird die Länge der Kratzer im Bereich des Kratzmusters festgelegt. Für glattere Oberflächen sind größere Kratzerlängen und für rauere Oberflächen niedrigere Werte geeignet. Der geeignete Bereich liegt zwischen 1 und 1.000 %.
Abnahme: Hiermit wird der Detailgrad der Kratzer basierend auf den Samples sowie dem Winkel und der Entfernung zur Kamera skaliert. Je höher der Wert ist, desto größer ist die Abnahme und desto schwächer erscheinen die Kratzer (geeigneter für Animationen). Je niedriger der Wert ist, desto höher ist ihr Detailgrad (geeigneter für Standbilder). Der geeignete Bereich liegt zwischen 0 und 1.000 %.
Normale Richtung
Dieser Shader färbt ein Objekt basierend auf der Richtung seiner Oberflächennormalen. Oberflächen, deren Normalen in Richtung des Renderstrahls zeigen, nehmen Farbe 1 an. Die anderen Oberflächen erhalten Farbe 2.
Normalizer
Mithilfe des Normalizer-Shaders (platziert im Normalkanal) können Sie einfache, üblicherweise in Bump-Maps verwendete Texturen im Normalkanal verwenden. Der Normalizer-Shader wertet zur Ermittlung der Lage von Kanten die Kontraste aus und berechnet anhand dieser Informationen eine Normal-Map.
Zur Erinnerung: Die Funktionsweise von Normal- und Bump-Maps ist im Prinzip identisch. In RGB-Bildern codierte Informationen beeinflussen beim Rendern die (geometrischen) Oberflächennormalen eines Objekts, sodass eine detaillierte Struktur vorgetäuscht wird. Anders als bei Bump-Maps kann bei Normal-Maps auch die Richtung der Normalen “geändert” werden, wodurch realistische Effekte erzeugt werden können (siehe das Glanzlicht auf den Noppen in der nachfolgenden Abbildung).
Pixel
Der Pixel-Shader erzeugt eine pixelartige Verteilung einer Textur.
Angenommen Sie möchten eine Textur, die aus kleinen Bereichen derselben Farbe besteht, auf eine Oberfläche projizieren (z. B. ein TFT-Bildschirm). Sie möchten dabei sicher auch, dass die einzelnen Pixel auch aus der Nähe betrachtet gut aussehen. An dieser Stelle erfüllt der Pixel-Shader seine Funktion: Er erzeugt eine passende “Pixelgrobkörnigkeit”, ohne dass die Originaltextur geändert werden muss.
Anmerkung: Der Pixel-Shader kann nur mit 2D-Shadern und -Texturen verwendet werden. Wird beispielsweise ein Noise-Shader verwendet, muss die Option Raum auf UV (2D) festgelegt sein.
Projektor
Mit dem Projektor-Shader können Sie die Projektion eines Shaders oder Bildes ändern. Dies ist hilfreich, um unterschiedliche Mappings in separaten Kanälen einer Oberfläche zu verwenden, insbesondere in Verbindung mit anderen Shadern wie z. B. Fusion. Beachten Sie, dass mit dem Projektor-Shader keine 3D-Shader verwendet werden können.
Textur: Hier wird das Ausgangsbild oder der Ausgangs-Shader für die Projektion festgelegt. Es kann jedes beliebige Bild oder jeder beliebige 2D-Kanal-Shader für CineRender ausgewählt und projiziert werden.
Projektionstypen:
Kugel-Mapping
Zylinder-Mapping
Fläche-Mapping, Kubik
Frontal-Mapping
Shrink-Wrapping
Spat-Mapping
UVW-Mapping
Versatz X / Versatz Y: Versatz der 2D-Textur in UV.
Länge X / Länge Y: Skalierung der 2D-Textur in UV.
Kacheln X / Kacheln Y: Anordnung der 2D-Texturkacheln in UV.
Kacheln: Ist diese Option aktiviert, werden die 2D-Texturkacheln so oft in UV nebeneinander angeordnet, wie es durch die Parameter Kacheln X und Kacheln Y vorgegeben ist.
Nahtlos: Ist die Option Kacheln aktiviert, werden durch Aktivieren dieser Option die Kacheln gespiegelt, sodass sie nahtlos angeordnet werden.
Lage (X/Y/Z): Versatz des 3D-Texturenbereichs.
Größe: Skalierung des 3D-Texturenbereichs.
Winkel (Heading/Pitch/Bank): Ausrichtung des 3D-Texturenbereichs.
Spektral
Der Spektral-Shader ist optimal für prismatische oder regenbogenfarbene Effekte geeignet, wie sie z. B. bei glänzenden Perlen auftreten.
Bei der Berechnung des Effekts werden die Kameraperspektive und der Winkel zwischen Lichtquelle und Oberfläche berücksichtigt. Der Spektral-Shader sollte im Allgemeinen nur im Oberflächenkanal Glanz verwendet werden.
Intensität: Hiermit wird die Gesamthelligkeit der farbigen Reflexe gesteuert. Bei einem Wert von 0 tritt kein Effekt auf. Ein höherer Wert führt zu helleren Reflexen.
Variation: Mit diesem Wert wird festgelegt, wie oft der Farbverlauf innerhalb des definierten Bereichs wiederholt werden soll.
Typ außerhalb: Mit dieser Option wird in Verbindung mit dem Parameter Variation gesteuert, ob und in welcher Weise der Farbverlauf wiederholt werden soll. Experimentieren Sie mit den Modi Stopp, Spiegeln und Kacheln, damit der Effekt sichtbar wird.
Im Modus Stopp wird der Farbverlauf nur einmal angewendet. Die letzte Farbe wird für Flächen verwendet, die außerhalb des Bereichs liegen.
Im Modus Spiegeln wird der Farbverlauf beim Wiederholen gespiegelt, um Säume zu vermeiden.
Im Modus Kacheln wird der Farbverlauf entsprechend dem Wert unter Variation wiederholt.
Spektrum: Mit dem Farbverlauf unter Spektrum werden die Farben für die spektralen Reflexe festgelegt.
CD-Effekt aktivieren: Ist diese Option aktiviert, wird der Shader für zylindrische Oberflächen optimiert. Hierdurch wird das Rendern keilförmiger, prismatischer Farbeffekte ermöglicht, wie sie bei CD-Oberflächen auftreten.
Breite: Mit der Breite wird festgelegt, wie stark sich der Farbverlauf ausbreitet.
Spitze: Normalerweise ist das Farbspektrum des Regenbogens nur dann vollständig sichtbar, wenn der Winkel zwischen Lichtquelle und Kamera eine gerade Linie bildet. Durch Erhöhen des Werts Spitze können Sie ein größeres Farbspektrum erzeugen.
W-Faktor: Mit diesem Wert wird der Startpunkt des prismatischen Effekts ausgehend von der Oberflächenmitte festgelegt. Bei einem Wert von 1 beginnt der Farbverlauf genau in der Mitte. Bei Werten über 1 wird er von der Mitte nach außen versetzt und bei Werten unter 1 weiter in Richtung der Mitte verschoben.
Diffuse Intensität: Mit diesem Wert wird die Intensität des spektralen Effekts gesteuert. Ein Erhöhen des Werts führt zur Übertreibung der Farben.
Diffuse Variation: Mit dieser Option wird der spektrale Effekt durch Einbringen zufälliger Farben aus dem Farbverlauf gestreut.
Vorderseite: Hiermit wird festgelegt, in welcher Weise der spektrale Farbverlauf in Bezug zum Objektkoordinatensystem auf die Oberfläche projiziert werden soll. Wenn der CD-Effekt nicht unmittelbar sichtbar ist, müssen Sie wahrscheinlich diesen Parameter anpassen.
Verwitterung
Mit diesem Shader können Sie Objekten ein verwittertes Erscheinungsbild verleihen. Die Verwitterung kann auf eine Textur in bestimmter Richtung angewendet werden, sodass es erscheint, als sei die Oberfläche Regen, Wind oder anderen Faktoren ausgesetzt gewesen.
Mit der Intensität des Shaders wird gesteuert, wie stark die Textur verwischt werden soll. In der nachfolgenden Abbildung wurde der Wert von links nach rechts von 20 % (Standardwert) über 50 % auf 100 % erhöht.
Neben der Intensität können Sie außerdem festlegen, wie glatt die verwischte Textur erscheinen soll. Je höher der Wert Glätten ist, desto glatter und realistischer erscheint der Effekt. In der nachfolgenden Abbildung wurde der Wert von links nach rechts von 4 über 16 (Standardwert) auf 32 erhöht.
Mithilfe des Helligkeitswerts vom Intensitätsshader kann schließlich der Verwitterungsgrad festgelegt werden. Dafür kann ein Bild oder ein Shader verwendet werden. In der nachfolgenden Abbildung wurde mithilfe eines Fliesen-Shaders eine horizontale Linienstruktur erzeugt.