Definizione di Materiali Metalness

Quando si utilizzano oggetti e materiali in applicazioni interattive, come i motori per videogiochi, la configurazione di materiali "metalness" è ormai ampiamente accettata. Rispetto alla classica definizione di un materiale abbiamo il vantaggio di poter utilizzare in modo più efficace i canali RGB delle texture caricate. Può essere utilizzato anche per semplificare la creazione dei materiali.

Questo tipo di definizione di materiale si basa sulla considerazione che i materiali possono essere suddivisi in metallici e non metallici. La differenza principale tra questi gruppi di materiali è l'aspetto della lucentezza e dei riflessi. Per le superfici non metalliche (ad esempio, plastica, acqua, vetro o legno), la brillantezza di solito mantiene il colore della sorgente luminosa. Inoltre, l'intensità della lucentezza cambia con l'angolo di osservazione della superficie. Le aree visualizzate in piano riflettono e brillano in modo particolarmente intenso, mentre quelle viste frontalmente mostrano solo deboli riflessi ed effetti di brillantezza (effetto Fresnel).

La situazione è diversa per le superfici metalliche. In questo caso, il riflesso e la lucentezza assumono spesso il colore del metallo e la variazione dell'intensità del riflesso e della lucentezza è più o meno accentuata a seconda dell'angolo di osservazione.

Questa proprietà "metallica" viene quindi specificata nella definizione di un materiale Metalness tramite un valore numerico compreso tra 0 e 1 o può essere controllata con una texture in scala di grigi. In realtà queste texture utilizzano spesso solo il bianco o il nero per indicare le proprietà metalliche o non metalliche di base. L'uso di una texture consente anche di variare il comportamento metallico di una superficie, evidenziando ad esempio la ruggine o la vernice scrostata sul metallo stesso. Laddove sul metallo sia presente vernice, lacca o ruggine, di per sé non c'è più una superficie metallica.

Nei materiali Metalness, una "texture metalness" determina fondamentalmente se il materiale deve essere metallico o non metallico. La valutazione delle proprietà del colore e il calcolo della specularità cambiano di conseguenza.

Mentre con il sistema di materiali di Cinema 4D siamo abituati a pensare che ad un aumento delle proprietà speculari corrisponda una riduzione del colore diffuso, non è così con la configurazione dei materiali Metalness. A seconda del valore Metalness, il colore assegnato viene utilizzato per la colorazione diffusa della superficie (per valori bassi di Metalness) o per la colorazione del metallo e dei riflessi (per valori Metalness maggiori).

Un'altra componente importante è la Ruvidità della superficie. Come è noto anche per i materiali standard di Cinema 4D, una maggiore ruvidità nei materiali non metallici determina uno shading più omogeneo. Di conseguenza, la superficie perde contrasto e appare più opaca. Con i materiali metallici, la ruvidità porta una maggior morbidezza dei riflessi, facendo apparire la superficie più ruvida.

È possibile utilizzare anche altre proprietà dei materialii: Mappe Rilievo, Rilievo, Normale, Trasparenza, Alone o Displacement. Va notato, tuttavia, che attualmente le trasparenze della rifrazione non possono essere visualizzate in modo realistico nelle applicazioni in tempo reale. Inoltre, la maggior parte delle applicazioni non supporta il displacement in tempo reale.


Materiali "Metalness" in Cinema 4D

Se avete delle texture di un materiale Metalness, ad esempio di un'altra applicazione 3D, è possibile utilizzarle anche in Cinema 4D. Il modo più semplice è eseguire il rendering con Redshift. Fra l'altro è disponibile il materiale standard che supporta direttamente la proprietà Metalness. Per assegnare correttamente le texture alle proprietà del materiale Redshift, spesso potete usare i nomi delle texture come guida. Di norma, vengono già utilizzati termini standard per descrivere la proprietà che andrà controllata dalla texture corrispondente. Spesso si tratta di questi termini:


Esempi di texture per un materiale Metalness. Una tipica funzionalità è la texture Metalness, utilizzata per identificare le aree metalliche e non metalliche di un materiale. La valutazione della texture Base Color per la colorazione della superficie e dei riflessi cambierà di conseguenza.


Utilizzo delle texture in una definizione di materiale Metalness con un materiale Redshift Standard.


Rendering del materiale Metalness definito in precedenza utilizzando Redshift. La texture Metalness separa chiaramente le aree metalliche lucide dalle parti arrugginite.


Esportazione di materiali Metalness

L'esportazione dei materiali di Cinema 4D, ad esempio per utilizzare gli oggetti texturizzati direttamente nelle applicazioni interattive, richiede una certa preparazione per i materiali rispetto ai motori di rendering Standard/Fisico. Ad esempio non esistono canali o parametri materiali diretti per la proprietà Metalness. Esiste tuttavia una soluzione che descriviamo di seguito (il materiale standard di Redshift utilizza già di per sé il sistema di materiali Metalness, e ad esempio glTF può esportarlo direttamente).

Create un nuovo materiale standard e aprite il canale Riflettanza. Cancellate tutti i livelli esistenti e create un nuovo livello Beckmann. Le texture esistenti di una descrizione del materiale Metalness devono essere caricate nei seguenti canali e proprietà del materiale:


Lo spostamento, cioè il valore altezza texture , di solito non viene valutato dalle applicazioni in tempo reale. Pertanto, non viene esportato da Cinema 4D.
Si noti inoltre che per le texture caricate è supportata anche la modalità di fusione Moltiplica. Anche la forza della fusione e il colore giocano un ruolo importante per l'esportazione.
Se utilizzate Additivo per l'Attenuazione nel livello riflettanza, il colore del materiale viene conservato nelle Viewport, rendendo più facile il controllo del materiale. Questo settaggio non viene considerato nell'esportazione.


La texture Base Color può essere semplicemente caricata nel canale Colore. Se desiderate comunque modificare i colori di questa texture, potete usare un colore normale e farlo fondere con la texture sfruttando la modalità di fusione Moltiplica. Potete vedere il risultato nella metà destra dell'immagine.


La texture Metalness viene caricata per controllare la specularità, che viene impostata al 100%. La texture Roughness controlla la ruvidità, anch'essa definita come 100%. Affinché la descrizione del materiale mantenga il colore della superficie visibile nell'editor, selezionate Attenuazione > Additivo. Questa impostazione non influisce sull'esportazione del materiale e migliora solo la visualizzazione del materiale in Cinema 4D.


Nel canale materiale Normale viene caricata una texture Normal esistente come già detto.


Visualizzazione di oggetti esportati con il materiale Rust Metalness in un visualizzatore glTF. In questo caso, spesso è ancora possibile regolare il mood di luce desiderato caricando delle immagini HDR.


Osservazioni e Limitazioni