Shading Networks Project 01

No Projeto 01, você irá explorar as redes de sombreamento em detalhes. Redes de
sombreamento são conexões entre nós, tais como superfícies, materiais, texturas, utilitários,
etc., e são avaliados quando o Maya precisa renderizar a cena. Você irá começar revendo o
básico sobre materiais e depois explorar alguns nós comuns de textura e de utilitários.
Ao final deste projeto, você deverá se sentir à vontade para criar diversas redes de
sombreamento e melhorar suas cenas.

Lição 01
Materiais
Um material é um conjunto de instruções que descrevem como a superfície de
um objeto se parecerá quando for renderizado. Não é somente um conjunto de
atributos com os quais você pode fazer um mapeamento de textura, mas também
uma descrição matemática de como a luz irá se comportar quando ela atingir a
superfície. Os atributos de um material permitem detalhar a sua aparência, não
importando se for um efeito de desenho animado ou foto-realismo.
Nesta lição, você aprenderá o seguinte:
• O que é uma renderização IPR;
• O básico sobre materiais e redes de sombreamento;
• O que é um brilho especular (specular highlight) e como usá-lo;
• O que são os seguintes tipos de shaders (sombreadores) e como usá-los:
Shaders anisotrópicos (Anisotropic shaders);
Shaders em camadas (Layered shaders);
Shaders com rampa (Ramp shaders);
Mapas de sombramento (Shading maps);
Shaders de superfície (Surface shaders).

PROjeTO 01

IPR
IPR significa Interactive Photorealistic Rendering (Renderização Foto-realista Interativa) e está
disponível tanto para renderizadores mental ray como Autodesk Maya. IPR é um tipo de
renderização por software que permite ajustar os atributos de sombreamento e de luzes e ver
as atualizações em tempo real. Quando você executa uma renderização IPR, o mesmo gera um
arquivo (conhecido como deep raster file), que contém todas as informações de amostra de cada
pixel da imagem. O arquivo é escrito no diretório renderData/iprImages. ele terá um nome como
_ipr.iff. este arquivo é similar ao arquivo que é gerado quando você executa uma renderização
normal no Render View, no sentido em que ele é sobrescrito a cada vez que você executa uma nova
Renderização IPR. Desde que o projeto corrente permaneça o mesmo, o arquivo será sobrescrito
quando uma Renderização IPR Render for iniciada na sessão deste usuário.

No entanto, o IPR não insere o nome da câmera como prefixo no nome do arquivo, da mesma forma
que uma renderização normal o faria. Isto significa que se você mudar as câmeras e executar uma
Projeto 01

Renderização IPR, o arquivo deep raster será escrito sobre o mesmo arquivo. Uma renderização
normal irá adicionar o prefixo da câmera ao arquivo e gerar um novo arquivo. Para salvar o arquivo
Maya IPR de modo permanente, a fim de que o mesmo não seja sobrescrito, selecione File->Save-
>IPR File na janela Render View. Isto será útil se você estiver trabalhando em uma cena longa e o
arquivo IPR levar vários minutos para ser gerado. Se este for o caso, você poderá salvar o arquivo
IPR e trabalhar com outras coisas, e ainda assim retornar para ele mais tarde. Se você salvou um
arquivo IPR, é possível usar o fcheck para visualizar o componente de imagem do arquivo. Se você
usar o mental ray para Maya IPR, as imagens IPR serão salvas no diretório Images.

Dica: Arquivos IPR podem ser bem grandes e consumir grandes quantidades de espaço em disco.
Se você não precisar deles, é uma boa idéia apagar estes arquivos.

1 Renderização IPR
• Abra o arquivo de cena que se chama 01-background.ma no diretório support_files/
project1/scenes do DVD-ROM.
• Clique no botão IPR Render na parte superior da interface principal ou no Render View.
• este cena será renderizada, e então uma mensagem aparecerá na parte inferior do Render
View, que diz:
Select a region to begin tuning
• Click+arraste para desenhar uma região ao redor da parte da imagem a ser ajustada.

Você agora pode começar a ajustar as luzes e os materiais para ver o IPR atualizar
automaticamente.

Dica: Enquanto o IPR estiver atualizando, você pode adicionar novas luzes, mover luzes, modificar
atributos de luzes e apagar luzes. Você também pode criar, atribuir e editar novos materiais, e o
renderizador irá se atualizar automaticamente. Mas você não pode criar, modificar ou apagar um
objeto, ou assistir a um objeto animado.

• Pare (Stop) o IPR clicando no botão de pare vermelho do Render View.

16 APReNDeNDO AUTODeSK MAYA 2008 | MANUAL De eFeITOS eFeITOS eSPeCIAIS

LIÇÃO 01: MATeRIAIS

Lição 01: Materiais
IPR executando no Render View

Nota: mental ray IPR permite a atualização de atributos de Raytracing, tais como
reflexões e refrações.

Redes de sombreamento (Shading networks)
Uma rede de sombreamento pode ser definida como um gráfico de nós conectados que pode
ser usado para sombrear objetos. estas redes geralmente contêm o que o Maya classifica como
materiais e texturas, mas elas não precisam conter somente estes nós.

Uma rede de sombreamento Phong com textura xadrez

A idéia por detrás da arquitetura do Maya consiste em ter diversos nós simples que podem ser
conectados em um número virtualmente infinito de combinações em vez de menos nós muito
complexos. Por exemplo, você não encontrará todos os atributos de luzes possíveis em um único
nó; em vez disso, você terá os atributos para Light em um nó, atributos para Light Fog em outro
nó, e atributos para Light Glow em um terceiro nó. embora isto possa parecer inconveniente à
primeira vista, logo se tornará evidente que este é um método bastante poderoso para expandir
uma rede de sombreamento.

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APReNDeNDO AUTODeSK MAYA 2008 | MANUAL De eFeITOS eFeITOS eSPeCIAIS

PROjeTO 01

Grupos de sombreamento (Shading groups)
Um grupo de sombreamento é um conjunto de objetos a serem sombreados com a rede de
sombreamento. Abaixo, encontra-se um diagrama de um grupo de sombreamento chamado
phong1SG (o SG significa shading group, ou grupo de sombreamento). Você pode observar
uma esfera conectada ao grupo de sombreamento; estes objetos formam o conjunto que será
sombreado pela rede de sombreamento. Neste caso, a rede de sombreamento é um material
Phong com um checker (xadrez) conectado a ele:
Projeto 01

Um grupo de sombreamento com rede de sombreamento e superfícies associadas

Nota: Na hora da renderização, o Maya determinará quais objetos serão renderizados,
percorrendo todos os grupos de sombreamento e pegando todos os objetos contidos em cada
grupo. Se um objeto não for um membro de nenhum grupo de sombreamento, o mesmo não
será renderizado.

Conectando redes de sombreamento a grupos de sombreamento
A rede de sombreamento é conectada a um atributo Port do grupo de sombreamento. em um
fluxo de trabalho típico, esta conexão será feita automaticamente. Abaixo, está uma amostra do
Attribute editor (editor de Atributos) apresentando três portas em um grupo de sombreamento:

Surface material
esta porta é usada para sombrear superfícies tais como NURBS, polígonos e SubDs.

Volume material
esta porta é usada para sombrear volumes tais como neblinas e alguns tipos de partículas.



Displacement Material
esta porta é usada para superfícies com displacement mapping (mapeamento de deslocamento)
e em conjunto com a porta Surface Material.
Todos os grupos de sombreamento possuem as mesmas três portas; esta generalização permite
que qualquer grupo de sombreamento sombreie qualquer tipo de objeto. Cada porta possui um
mecanismo de sombreamento associado a ela e que será aplicado na rede associada a ela.

Attribute Editor para um Grupo de Sombreamento

Bins (Caixas)
O Hypershade contém uma guia Bins. Bins permitem que os usuários organizem suas redes em
grupos sob determinados títulos. Por exemplo, se você possui diversos personagens em uma cena,
com cada um deles tendo uma quantidade de materiais atribuídos a ele, você pode querer criar
um bin separado para cada personagem a fim de armazenar todos os materiais associados.

1 Crie um bin
• Selecione Window->Rendering Editors->Hypershade.
• Clique na guia Bins.
• Clique no botão Create Empty Bin ou faça um RMB-clique em Master Bin e selecione
Create a partir do menu pop-up. Uma caixa de diálogo irá aparecer, onde você poderá
nomear o seu bin.
• Selecione o nó que fará parte deste bin e depois faça um RMB-clique no nome do bin e
selecione Add Selected.

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PROjeTO 01

Nota: Para ver os shaders no bin, você deve estar com a guia adequada do Hypershade
selecionada.

• Para ver os nós que fazem parte de um bin, certifique-se de visualizar as guias superiores a
partir do menu Tabs e depois selecionar a guia de um bin.

Somente os nós que fazem parte de um bin selecionado serão apresentados.
Projeto 01

Bins sendo apresentados

Dica: O Text Filter permite que você digite uma cadeia de caracteres ou parte de uma cadeia de
caracteres e filtre as guias superiores de acordo. Por exemplo, para ver somente os materiais Phong,
digite pho*.

Containers
Você pode organizar sua área de trabalho no Hypershade ou no Hypergraph de uma maneira mais
eficiente ordenando os nós em grupos lógicos de nós usando nós de containers. Por exemplo, se
você tiver uma rede de sombreamento complexa que aparece diversas vezes em sua cena, você
pode agrupar cada rede em um container para ter uma área de trabalho mais simples.

1 Crie um container

• Selecione Window->Rendering Editors->Hypershade.
• Selecione qualquer objeto com uma rede de sombreamento associada a ele.
• Selecione Graph->Graph Material on Selected Objects.
• Selecione todos os nós que fazem parte da rede de sombreamento, exceto o nó do grupo
de sombreamento.



• Faça um RMB-clique na seleção e selecione Create container a partir do item selecionado.
Os nós serão reunidos em um nó de container.

Um container no Hypershade

2 Faça a expansão de um container

É possível expandir um container para corrigir o seu conteúdo.

• Selecione um container.
• Clique no botão Expand selected container(s) ou selecione Edit->Expand Container.

O container expandido

Nota: Você pode selecionar nós dentro de um container e movê-los para organizar a
apresentação da rede.

• Clique no botão Collapse selected container(s) ou selecione Edit->Collapse Container
para deixar a apresentação da rede resumida.

Dica: Você também pode dar um clique duplo em um container para alternar entre os estados de
apresentação.

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PROjeTO 01

3 Remova um container

• Clique no botão Remove selected container(s) ou selecione Edit->Remove Container
para retirar a rede de sombreamento do container.

O Maya Shader Library (Biblioteca de Shaders do Maya)
Depois de instalar o Autodesk Maya, você pode instalar o Maya Shader Library a partir do disco de
instalação. esta biblioteca é formada por uma coleção de arquivos de cenas formada por mais de
sessenta redes de sombreamento, incluindo materiais e texturas em arquivo. estas redes podem
ser usadas da forma como estão, ou como base para você criar seus próprios materiais e shaders.
Depois que o Shader Library estiver instalado, você pode dar uma olhada na biblioteca diretamente
a partir do Hypershade através da guia Shader Library localizada no painel superior. Para usar
um dos shaders da biblioteca, MMB+arraste o mesmo para dentro do Hypershade ou pressione
Projeto 01

RMB sobre ele e selecione Import Maya file. Depois de ter arrastado ou importado o arquivo,
ele aparecerá na guia Materials e poderá ser atribuído ou manipulado como qualquer outro
material.

Nota: Você não pode atribuir materiais do Shader Library diretamente da guia Shader
Library.

Materiais
Um material é essencialmente um modelo de sombreamento que calcula as características da
superfície e determina como uma superfície será sombreada. Os termos shader e material são
usados indiscriminadamente; ambos estão corretos para esta descrição. O termo comum da
indústria é shader, e você encontrará este termo ao longo deste livro.
A única coisa mais importante a fazer quando estiver criando um material de efeito é se concentrar
em como será o realce do objeto. este único fator pode melhorar dramaticamente a aparência do
material mesmo antes que qualquer textura seja aplicada. Dê uma olhada ao seu redor e observe
as várias maneiras com que a luz incide sobre as superfícies. Observe como objetos brilhantes
possuem um pequeno realce mais brilhante e como uma superfície opaca quase que não possui
nenhum realce.
Agora você irá observar de perto como a luz reflete em uma superfície. O diagrama a seguir ilustra
como uma porção de luz incidente é espalhada à medida que ela reflete, e como uma parte da luz
pode ser refletida em um ângulo mais consistente. A luz refletida em um ângulo consistente resulta
em uma região de brilho intenso, chamada brilho especular (specular highlight). A luz difundida é
chamada de luz difusa.
Olho
Luz refletida

Luz refletida

Fonte de luz



Componente Componente
difuso da luz especular da
refletida luz refletida

Valores diferentes de Difusão

Na verdade, o componente especular e o componente difuso de toda a luz refletida irão variar em
função das características da superfície.

No Maya, o componente difuso e o componente especular são controlados separadamente, o que

dá a você a flexibilidade de simular virtualmente qualquer superfície do mundo real.

O material Lambert
O material Lambert funciona bem para superfícies foscas. ele simula superfícies nas quais a maior
parte dos raios de luz será absorvida por imperfeições pequenas e irregulares da superfície.
Quando os raios de luz atingem tais superfícies, eles ricocheteiam nos cantinhos e reentrâncias
em vez de serem refletidos de volta a partir da superfície. Qualquer raio que for realmente refletido
será espalhado nas proximidades em ângulos aleatórios, de modo que você não verá um brilho
especular. existe muito pouca correlação entre o ângulo de incidência e o ângulo dos raios
refletidos.

A extensão com que a luz espalhada será absorvida ou refletida é controlada pelo atributo Diffuse.
este atributo existe em todos os materiais básicos.

Uma vez que a luz refletida em uma superfície é o que dá a você a sensação de sua cor, valores
de difusão baixos, próximos a 0.0, significam que muito pouca luz será espalhada; portanto, a
superfície terá uma aparência escura. Um valor alto de difusão, próximo a 1.0, significa que muita
luz será espalhada; portanto, a superfície parecerá bastante saturada.

Um exemplo de uma superfície Lambert com um valor baixo de difusão é o carvão, onde a maior
parte da luz é absorvida pelas imperfeições da superfície. exemplos de superfícies Lambert com
valores altos de difusão são itens tais como a superfície da lua ou giz colorido. Neste caso, as
imperfeições da superfície fazem com que a luz seja espalhada, e uma parte dela é refletida, dando
a estas superfícies uma sensação forte de cor.

A imagem a seguir mostra dois materiais Lambert com valores diferentes de difusão; fora isso,
todos os seus demais atributos são idênticos.

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PROjeTO 01

Comparação entre materiais Phong, PhongE e Blinn

Dica: O modelo de sombreamento Lambert é usado para calcular o componente de Difusão da
iluminação da superfície. Todos os demais modelos mais complexos de sombreamento derivam
Projeto 01

seu componente de Difusão a partir de Lambert.

Phong, PhongE e Blinn
Superfícies bem lisas, tais como vidros, espelhos e cromo, terão valores de difusão bem baixos,
próximos de zero. Isto porque eles refletem pouquíssima luz espalhada. A luz não se espalha
porque existem poucas imperfeições na superfície que faz com que ela ricocheteie em ângulos
aleatórios. em vez disso, a maioria dos raios de luz são refletidos para fora da superfície em um
ângulo similar, resultando em um brilho especular. Pelo fato do material Lambert não simular o
componente especular de iluminação da superfície, para estes tipos de superfície você pode fazer
uma seleção dentre diversos outros materiais: Phong, PhongE e Blinn.

Tanto o modelo de sombreamento Phong como o Blinn aproximam-se da dinâmica da superfície
relacionada com luz incidente refletindo a partir de uma superfície lisa. eles foram nomeados em
homenagem aos cientistas da área de informática Bui Tuong Phong e james Blinn.

Os atributos Specular Shading, nestes três tipos de materiais, controlam o quanto os raios
de luz ficam coerentes à medida que são refletidos para fora da superfície. Se os raios de luz
forem refletidos próximos ao mesmo ângulo, isto resultará em um pequeno brilho. Se os raios
estiverem mais espalhados, isto resultará em um brilho maior e mais suave. Se os raios se tornarem
suficientemente espalhados, você acabará com a aparência de um modelo de sombreamento
Lambert.

No outro extremo, estes modelos de sombreamento podem simular uma superfície quase
perfeitamente lisa de espelho, onde poquíssima luz é absorvida e os raios refletidos são bastante
coerentes.

De modo diferente do atributo Diffuse, que é comum a todos estes materiais, os atributos que
controlam a aparência do brilho especular possuem nomes diferentes em cada material.

Phong
Cosine Power afeta o tamanho dos brilhos na superfície. Pode-se pensar neste atributo como
sendo o brilho. Números baixos criam brilhos maiores, enquanto que números altos produzem
brilhos menores, tipicamente vistos em superfícies muito brilhantes.



PhongE
Roughness e Highlight Size trabalham juntos para influenciar o tamanho e a aparência do
brilho.

Blinn
Eccentricity afeta o tamanho dos brilhos da superfície. Superfícies muito brilhantes necessitarão
de valores menores para produzir um brilho pequeno e forte, enquanto superfícies como metal
escovado precisarão de valores maiores para produzir brilhos maiores.

Usar Blinn, Phong ou PhongE?
embora todos estes três materiais produzam brilhos especulares, cada um deles fornece resultados
visuais bastante diferentes. este impacto visual será provavelmente o fator determinante em

relação a qual deles usar, embora valha a pena notar que há um pequeno aumento no tempo
de renderização associado ao uso de materiais mais complexos, tais como Blinn. A ordem de
performance de renderização, do mais rápido para o mais lento, é:

• Phonge
• Phong
• Blinn

Comparação entre materiais Phong, PhongE e Blinn

Phong é menos complexo que Blinn; ele não leva em conta alterações na especularidade em
função do ângulo através do qual você está vendo a superfície.

Blinn é um modelo de sombreamento mais sofisticado e mais próximo da vida real, no qual
as superfícies se parecem mais brilhantes em ângulos mais agudos. Isto pode ser controlado
através do atributo Specular Roll Off no material Blinn. Specular Roll Off também permite que
as superfícies reflitam mais de seu ambiente quando vistos de ângulos oblíquos. As imagens
seguintes mostram o efeito deste atributo na refletividade:

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PROjeTO 01

0.01 0.3 1.0
Efeito do Specular Roll Off na Refletividade
(Reflected Color mapeado com xadrez)

Dica: Use o valor 0.3 para Specular Roll Off a fim de simular uma superfície molhada, como, por
Projeto 01

exemplo, tinta úmida.

Você também verá que o Specular Roll Off afeta a transição entre o Specular Color e o Diffuse
Color.

0.3 0.7 1.0
Efeito do Specular Roll Off na transição de Specular Color para Diffuse Color

Dica: Os brilhos suaves em superfícies Blinn são menos prováveis de exibir roping (estrias) ou
flickering (tremor) que os brilhos mais intensos das superfícies Phong. Use o material Blinn para
superfícies com ondulações ou deslocamentos para reduzir roping ou flickering do brilho.

Materiais especializados para superfícies
Até agora você viu os materiais usados mais frequentemente. existem diversos outros materiais no
Maya. estes materiais são:

• Shaders anisotrópicos (Anisotropic shaders);
• Shaders em camadas (Layered shaders);



• Shaders com rampa (Ramp shaders);
• Mapas de sombreamento (Shading maps);
• Shaders de superfície (Surface shaders);
• Use Background shaders.

O shader Anisotrópico
O objetivo do shader Anisotrópico é o de simular superfícies que possuam sulcos micro-facetados
onde o brilho especular tende a ser perpendicular à direção dos sulcos. Se uma superfície
anisotrópica é girada contra a direção dos sulcos, o formato e a localização do brilho irão mudar,
dependendo de como a direção dos sulcos se altera. exemplos de usos para este material são
cetim, seda, náilon, CDs, etc.

Material anisotrópico

Nota: A imagem mostrada acima foi renderizada a partir do arquivo 01-satinOrnament.
ma de support_files. Existem também outros shaders anisotrópicos para você renderizar no
Hypershade.

No exercício seguinte, você irá criar e aplicar um material anisotrópico em um CD que está caindo,
reproduzindo os brilhos com aparência de arco-íris típicos da superfície inferior de um CD. Mais
adiante nesta seção, você irá completar o CD usando um shader em camadas.

1 Arquivo da cena

• Abra o arquivo de cena chamado 01-anisoCD_01.ma.
este arquivo contém um disco NURBS que foi animado como um corpo rígido colidindo com
um objeto estacionário. A simulação foi criada para permitir que se mexa no TimeSlider. A

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PROjeTO 01

geometria do CD é formada por diferentes partes, de modo que diferentes materiais podem
ser aplicados às diversas seções. Todas as peças estão reunidas sob um único nó de corpo
rígido.

2 Layout

• Selecione Panels->Saved Layouts->Hypershade/Render/Persp.
• No Perspective view, selecione Panels->Perspective->camera.
A câmera já está animada neste exercício. Certifique-se de que, quando renderizar, você esteja
renderizando esta câmera.

3 Crie e atribua um material anisotrópico

• Use o menu Create do Hypershade para criar um material anisotrópico.
• Atribua-o para mainCDbody e mediumRing.
Projeto 01

4 Ajuste o material anisotrópico

• Faça a atribuição dos seguintes valores:

Diffuse para 0.05;
Angle para 180;
Spread X para 37;
Spread Y para 0.1;
Roughness para 0.4;
Fresnel Index para 8.4.

Nota: O valor de Diffuse deve ser baixo porque este pretende simular a capa de plástico lisa da
parte inferior de um CD. Quase toda a luz refletida de uma superfície bem lisa será representada
pelo componente especular. Os micro-sulcos nesta capa irão produzir os brilhos anisotrópicos
controlados pelos atributos a seguir.

Spread X
Controla o quanto os sulcos se espalham na direção X; seu intervalo vai de 0.1 a 100 (a direção X é a
direção U da superfície, girada no sentido anti-horário pelo atributo Angle). Quando aumentamos
este valor, o brilho especular é reduzido nesta direção, fazendo com que a superfície se pareça
mais lisa. Quando diminuímos este valor, o brilho se espalha mais nesta direção, fazendo com que
a superfície se pareça menos lisa.

Spread Y
Controla o quanto os sulcos se espalham na direção Y; seu intervalo vai de 0.1 a 100 (a direção Y é
perpendicular à direção X). O efeito deste atributo é similar ao do Spread X.



Roughness
Controla a aspereza da superfície. Seu intervalo vai de 0.01 a 1.0, com valores maiores dando
uma aparência mais áspera. À medida que este valor aumenta, os brilhos especulares ficam mais
espalhados. este valor também afetará a refletividade do material se Anisotropic Reflectivity
estiver On.

Angle
Define as direções X e Y da superfície relativas às direções intrínsecas U e V da superfície. X é a
direção U, girada no sentido anti-horário pelo atributo Angle. estas direções X e Y são usadas pelo
shader para posicionar os micro-sulcos que controlam as propriedades anisotrópicas do shader.
este valor varia de 0 a 360 graus.

Fresnel Refractive Index
Afeta a aparência do brilho anisotrópico (se o material é transparente e você está fazendo
raytracing, isto não afeta o modo como a luz de outros objetos se inclina quando passa através do
material). À medida que você aumenta o valor deste atributo, o brilho se torna mais intenso.

Para objetos transparentes, você pode querer configurar o Fresnel Index para casar com o
Refractive Index do objeto. Isto dará o resultado mais fisicamente preciso para o brilho.

Se o Anisotropic Reflectivity estiver On, a refletividade do material será calculada diretamente a
partir de sua aspereza (roughness). Se este atributo estiver Off, o valor da refletividade será usado
em seu lugar.

5 Faça uma Renderização IPR

• Vá para o frame 57.
• Selecione IPR->IPR Render->camera.

Uma variedade de brilhos estará claramente visível no renderizador.

• Defina uma região para ajuste que englobe todo o CD.

Observe a qualidade e o formato dos brilhos especulares. eles são longos e se espalham através
da superfície, não ao redor.

6 Mapeie Specular Color

Os brilhos coloridos que aparecem nos CDs geralmente vão da parte de dentro do CD para
a borda externa e são tipicamente formados por uma variedade de cores do espectro de luz
visível. em CDs de verdade, estas cores do arco-íris são causadas pela difração da luz (difração
é o termo que descreve a luz se dividindo em seus comprimentos de onda individuais quando
ela passa por um meio, como, por exemplo, um prisma). Uma textura de rampa (ramp texture)
colorida será usada para simular a aparência da difração.

29

PROjeTO 01

• No Hypergraph, deixe as guias superiores e inferiores aparentes.
• Selecione a guia Textures.
• MMB-clique+arraste a textura rainbowSpecRamp sobre o material anisotropic1 e
selecione Specular Color a partir do menu suspenso.

7 Ajuste as luzes

Quando estiver trabalhando com materiais anisotrópicos, controlar a direção, a distribuição
e a intensidade da luz é vital para o sucesso da aparência que você está tentando atingir.
Normalmente, são necessárias múltiplas luzes em diversos ângulos sobre a superfície para ver
bem os brilhos anisotrópicos.

• Aumente a Intensidade (Intensity) de spotLight2 para ver o impacto que ela tem sobre o
brilho dos realces.
Projeto 01

• Mova a luz para ter uma idéia do significado de sua intensidade e posição relativas à
superfície.

Posição e intensidade de spotLight2 modificados

8 Salve o arquivo
• Salve o arquivo, pois você irá completar o CD no próximo exercício.

Nota: Um arquivo de filme chamado ansioCD.mov está disponível na pasta support_files para
mostrar o resultado final.

O shader em Camadas
O shader em Camadas pode ser usado de duas maneiras diferentes. ele pode ser usado para criar
camadas de materiais ou para criar camadas de texturas. Uma vez que existe um nó especificamente
designado para fazer texturas em camadas, e que será tratado na lição sobre Texturas, você verá
aqui somente as capacidades relativas à criação de camadas de materiais.

Quando estiver usando o nó de shader em camadas, pergunte a si mesmo se você precisa ver
diferentes tipos de materiais em diferentes áreas da mesma superfície, ou se você precisa ver
diferentes materiais sobre a mesma área, como por exemplo, uma camada polida sobre a pintura
de um carro. Se tudo o que precisar for sobrepor texturas, você deve usar textura em camadas em
vez de shader em camadas. É melhor evitar o uso desnecessário de shader em camadas porque
eles são muito caros para renderizar.

Neste exercício, você irá usar o shader em camadas para combinar dois materiais diferentes.



1 Crie materiais para usar como camadas

Antes de colocar qualquer coisa em camada, você irá precisar de alguns materiais simples.

• No Hypershade, crie um material Phong e um lamber.
• Configure o material Phong como azul e o material lamber como vermelho.
• Mapeie (Map) um xadrez (checker) ao Transparency do material Phong.
• Altere o atributo Repeat UV para 8 e 8 no nó place2Dtexture para a textura checker.

2 Crie um nó layered shader

• Crie (Create) um nó layered shader.
• Abra o Attribute editor para o nó layeredShader.

3 Conecte os materiais ao nó layered shader

• MMB-clique+arraste o Lambert vermelho para dentro da seção Layered Shader Attributes.
• MMB-clique+arraste o Phong azul para dentro da seção Layered Shader Attributes.
Você irá observar que cada vez que você arrastar um material sobre a seção Layered Shader
Attributes, um novo ícone aparecerá. Estes ícones representam as camadas.
• Clique no pequeno x sob o ícone da camada verde para removê-lo.
O ícone verde é simplesmente a camada default que você pode descartar uma vez que tenha
adicionado suas próprias camadas.

4 Embaralhe as camadas

Você agora possui um shader em camadas com dois materiais nele. No entanto, a amostra do
shader em camadas parecerá estar completamente vermelha. Isto ocorre porque o material
Lambert vermelho (sem nenhuma transparência) está sobre o Phong azul. Você precisa alterar a
ordem das camadas para ver o Phong sobre o Lambert.

• No Attribute editor do shader em camadas, MMB-clique+arraste o ícone Lambert para a
direita do ícone Phong.
Você deverá agora ver as duas camadas na amostra.

Dica: A ordem das camadas da esquerda para a direita no Attribute Editor representa a ordem das
camadas de cima para baixo na superfície.

31

PROjeTO 01

5 Faça uma renderização IPR da cena
Crie uma esfera.
• Atribua o layeredShader para a esfera e inicie uma renderização IPR.

Você observará que o brilho especular permeia ambas as regiões, Phong e Lambert, da superfície
(porque, embora Phong seja transparente nestas regiões, seu brilho especular é
visível). Isto essencialmente acaba com o objetivo de se usar materiais em camadas.

Pelo fato de diferentes partes da superfície mostrarem diferentes materiais, você terá de alterar as
camadas novamente.

6 Manipule as camadas

• Com o IPR ainda em execução, desfaça a conexão entre o checker e o Phong no
Hypershade.
Projeto 01

• Crie uma conexão entre o checker e o atributo Transparency de Lambert.
• No Attribute editor para o shader em camadas, troque as camadas usando MMB-clique do
mesmo modo que você fez anteriormente.

Observe como na renderização IPR o brilho especular não aparece mais nas duas regiões
vermelha e azul.

O renderizador IPR

Dica: Em materiais com camadas mais complexas, você pode precisar aplicar um mapa especular
(specular map) para controlar os brilhos especulares em camadas diferentes



A rede de sombreamento deve ser similar a:

Rede de sombreamento do shader em camadas

Exemplo de shader em camadas
Neste exercício, você irá completar o CD que você começou anteriormente neste capítulo. Você
irá utilizar um shader em camadas para adicionar a base laminada visível sob o plástico claro com
sulcos da parte de baixo do CD.

1 Arquivo da cena

• Use o arquivo que você salvou anteriormente.
OU
• Abra o arquivo chamado 01-anisoCD_02.ma.

2 Layout

• Selecione Panels->Saved Layouts->Hypershade/Render/Persp.
• Na Perspective view, selecione Panels->Perspective->camera.

3 Crie um shader em camadas

• Crie um material Layered Shader no Hypershade.
• Atribua o layeredShader1 para mainCDbody e mediumRing.
• Abra o Attribute editor para o layeredShader1.
• MMB-clique+arraste anisotropic1 do Hypershade para dentro da seção Layered Shader no
Attribute editor do layeredShader1.
• Clique no x sob o ícone verde da camada default para removê-lo.

4 Inicie um IPR

• Faça um IPR render no frame 57 para testar a renderização ao longo deste exercício.

33

PROjeTO 01

5 Crie um Blinn para a camada laminada

Um material Blinn será usado para criar uma base laminada prateada/dourada no CD.
esta camada irá sob a camada plástica clara anisotrópica.

• Crie (Create) um material Blinn no Hypershade.
• MMB-clique+arraste o Blinn para dentro da seção Layered Shader Attribute no
Attribute editor do layeredShader1.
Neste ponto, você não será capaz de ver a camada Blinn porque o material anisotrópico
não possui nenhuma transparência.

6 Ajuste a transparência do material anisotrópico

• Aumente o atributo Tranparency do material anisotrópico para cinza claro, para o
plástico claro.
Projeto 01

Isto fará com que a camada Blinn apareça.

7 Ajuste o material Blinn

• Ajuste os atributos de Blinn para obter uma aparência prateada.

Dica: Um bom material metálico usaria um valor bem baixo para Diffuse, alto para Specular
Roll Off e baixo para Eccentricity.

8 Adicione um mapa de reflexão (reflection map)

embora Diffuse, eccentricity e Specular Roll Off sejam os atributos principais que você ajusta no
Blinn shader, adicionar um mapa de reflexão irá melhorar o impacto visual do laminado.

• Mapeie o atributo Reflected Color no Blinn com um Env Chrome da seção Environment
Textures da janela Create Render Node.
Isto fará com que o CD pareça estar refletindo um pseudo-ambiente.

• Ajuste o atributo Reflectivity para aumentar ou diminuir o brilho do mapa de reflexão.
• Ajuste as cores na textura envChrome se você não quiser uma aparência azulada.

9 Faça os ajustes finais

Se você estiver testando a renderização no mesmo frame, você deverá verificar alguns outros
frames durante a animação para garantir que os valores que está usando forneçam os resultados
esperados.

O ângulo da câmera e a posição das luzes são partes importantes do efeito geral neste exemplo.
Faça experiências com luzes diferentes para ver como elas afetam a imagem geral.



O shader em camadas permite que você combine os recursos de diversos modelos de
sombreamento para produzir um único resultado final. esta flexibilidade extra é obtida à custa
do aumento do tempo de renderização, mas também fornece resultados que de outro modo
seriam difíceis de se alcançar.

10 Salve seu trabalho

• O arquivo final da cena é se chama 01-anisoCD_03.ma.

Dica: O arquivo anisoCDBlendCol.mb demonstra um método alternativo de se obter uma
aparência similar no sombreamento, mas com o uso de um nó de utilitário blendColors em vez de
um shader em camadas.

O shader com rampa (ramp shader)
O shader com Rampa permite um controle adicional sobre o modo como as cores mudam com
o ângulo da luz, o brilho ou o ângulo de visão (facing ratio). Você pode dar aos seus objetos um
aspecto plano de desenho animado usando o shader com rampa.

este shader compartilha diversos atributos com outros materiais. Todos os atributos relativos à cor
são controlados por rampas. existem também gráficos para definir Specular Roll Off e Reflectivity,
melhorando a performance, evitando redes de sombreamento complexas e fazendo com que o
sombreamento do tipo desenho animado seja mais fácil de ser alcançado.

Neste exercício, você irá usar um shader com rampa para dar um aspecto plano de desenho
animado a algumas bolas saltitantes.

1 Arquivo da cena

• Abra o arquivo de cena 01-bounce_01.ma.
Este arquivo é formado por várias esferas que usam dinâmica para pular no chão.

Nota: Existe também uma Luz de Área (Area Light) bem grande acima da cena, que é o motivo
pelo qual a iluminação é tão brilhante.

2 Crie um shader com rampa

• Crie um material Ramp Shader no Hypershade.
• Atribua o rampShader a todas as esferas.
• Abra o Attribute editor para o rampShader.

Você observará que muitos dos atributos comuns de materiais são controlados por rampas.

3 Edite os atributos da rampa para criar um shader de desenho animado

35

PROjeTO 01

Sob a seção Color, crie outro manipulador de rampa no campo ramp clicando no campo.
• Configure o Selected Position deste manipulador de rampa para 0.15.
• Selecione o primeiro (first ramp handle) manipulador da rampa e mude sua cor para um
azul brilhante.
• Selecione Interpolation e mude-o para None.
Isto criará uma linha bem definida entre as diferentes cores.
• Selecione o segundo manipulador da rampa e configure um azul mais escuro.
• Selecione Interpolation e mude-o para None.

Nota: Para configurar uma cor usando valores RGB, abra a janela Color Chooser e, sob a seção
Sliders, altere HSV para RGB. Você agora poderá usar os três controles deslizantes como os
valores R, G e B.
Projeto 01

• Mude Color Input para Brightness.

4 Faça uma renderização de teste da cena

• Execute a cena até o frame 85.
• Renderize para ver os resultados.

Observe que não existem contornos, somente regiões planas de cor.

Shader com rampa até agora

5 Edite o atribute Incandescence

• Sob a seção Incandescence, crie outro manipulador de rampa.
• Configure o Selected Position deste manipulador de rampa para 0.3.
• Selecione o primeiro manipulador da rampa e, sob Selected Color, mude os valores HSV
para -1,-1,-1.



Nota: Ao configurar a incandescência para valores negativos, você estará forçando que a luz
seja absorvida na borda externa da geometria ao invés de ser emitida.

• Altere Interpolation para None.
• Faça a renderização da cena.

Observe regiões planas de cor circundadas por um contorno preto.

Shader de rampa com contorno

6 Adicione sombreamento especular

• Sob a seção Specular Shading, altere Specularity para 1.0 e Eccentricity para 0.06.

Isto mudará o tamanho e o brilho do realce.

Shader de rampa com especular forte

Nota: O brilho retangular é o resultado da luz de área.

37

PROjeTO 01

7 Salve seu trabalho

• este arquivo de cena final é se chama 01-bounce_02.ma.

Nota: Um arquivo de filme chamado bounce.avi está disponível no DVD que acompanha o
livro para mostrar o resultado final.

Mapas de sombreamento
Um Mapa de Sombreamento (Shading Map) é um nó que permite re-mapear a saída de um material
para criar resultados personalizados de sombreamento. Lembre-se que um material é uma fórmula
matemática ou um conjunto de instruções sobre como sombrear a superfície. O objetivo do mapa
Projeto 01

de sombreamento é permitir que você controle o resultado final do sombreamento para ir além
daquilo que é possível com os materiais padrões.

Um mapa de sombreamento permite um controle completo sobre a transição entre a área realçada
e a área sombreada de uma superfície. Por exemplo, você poderia obter uma aparência de desenho
animado mapeando uma textura de rampa para obter faixas simples de sombreamento.

Mapa de sombreamento usado com uma rampa para produzir um sombreamento Blinn com
aparência de desenho animado

Mesmo materiais mais complexos que possuem uma camada translúcida espalhada podem às
vezes ter uma redução não-Lambert em intensidade de difusão. Isto pode ser grosseiramente
simulado usando um mapa de sombreamento para ajudar a obter uma pele com aparência mais
natural, por exemplo.

Isto pode ser um recurso bastante poderoso porque permite que você remapeie a saída de
qualquer modelo de sombreamento usando um mapa de sombreamento. As saídas remapeadas
de diferentes modelos de sombreamento podem então ser recombinadas para que um novo



modelo de sombreamento seja criado.

Exercício de pintura do carro
Mapas de sombreamento combinados com um shader em camadas podem ser usados para
renderizar pinturas metálicas realistas. Isto permite uma variação maior na aparência da pintura
para evitar superfícies planas, monocromáticas.

Pintura lisa e brilho metálico

Pintura de carro pode ser representada de diversas maneiras. O objetivo deste exercício é mostrar
o uso de um mapa de sombreamento para o controle e posicionamento de realces no corpo de
um carro.

1 Arquivo da cena

• Abra o arquivo que se chama 01-car_01.ma do DVD.

2 Crie shaders

• No Hypershade, crie os seguintes nós:

Layered shader;
Blinn;
Shading map.

3 Adicione o mapa de sombreamento ao shader em camadas

• Abra o Attribute editor do layeredShader1.
• MMB-clique+arraste o material shadingMap1 do Hypershade para a seção Layered
Shader Attributes do nó layeredShader1.

39

PROjeTO 01

• Remova a camada verde do nó layeredShader1.
• Atribua o material layeredShader1 ao bodyGroup do carro.

4 Ajuste o mapa de sombreamento

Selecione o material shadingMap1 e abra o seu Attribute editor.
•

Na seção Shading Map Attributes, você irá notar dois atributos chamados Shading Map Color
e Color.

• MMB-clique+arraste o material blinn1 do Hypershade para o atributo Color da seção
Shading Map Attributes do nó shadingMap1.
• Configure o seguinte para blinn1:
Projeto 01

Color para black;
Diffuse para 0.0;
Eccentricity para 0.45;
Specular Roll Off para 0.42;
Specular Color para white;
Reflectivity para 0.0.

5 Shading Map Color

• Mapeie o atributo Shading Map Color de shadingMap1 com uma textura Ramp.
• No Attribute editor para a nova textura de rampa, defina quatro manipuladores da seguinte
forma:
Manipulador em Position 1.0, RGB 1.0, 1.0, 1.0;
Manipulador em Position 0.0, RGB 0.0, 0.0, 0.0.

6 Camada de pintura polida

Da mesma forma que em um carro de verdade, um shader polido
claro deve ser colocado em camada sobre uma base fosca para
criar duas regiões distintas de brilho
.
• No Hypershade, crie um material Blinn e configure o seguinte:
Color para black;
Transparency para white;
Diffuse para 0.0;
Eccentricity para 0.09;
Specular Roll Off para -10.0;
Reflectivity para 0.0.
Ramp attributes


• Renomeie o novo Blinn para clearCoat.

7 Adicione a camada polida ao shader em camadas

• Pressione MMB no material clearCoat para dentro do Attribute editor do nó layeredShader1.
• Use MMB para reordenar as camadas de modo que a camada de pintura polida esteja na
frente da camada de base.

8 Camada de reflexo

embora reflexos possam ser adicionados à camada de pintura polida, efeitos personalizados
de reflexo serão isolados em sua própria camada.

• Crie outro shader Blinn.

Este shader será usado para controlar os reflexos.

• Configure Color para black.
• Aumente Transparency para white.
• Diminua Eccentricity para 0.01 e aumente Specular Roll Off para 0.95.

Isto garantirá que o reflexo será visto somente em ângulos oblíquos ao olho da câmera.

• Clique no atributo Specular Color e configure seu HSV para 0,0,4.

Isto irá configurar uma cor especular para super branco, permitindo que você veja claramente os reflexos
causados pelo atributo Specular Roll Off alto.
• Diminua o Reflectivity para 0.05 para evitar reflexos desbotados.

Dica: Você deve configurar Raytracing com On em Render Settings para ver os reflexos.

• Renomeie to novo Blinn para refl ectivity.

9 Adicione o Blinn de reflexo ao shader em camadas

• Faça MMB de reflectivity do reflexo para dentro do Attribute editor do nó layeredShader1.
• Use o MMB para reordenar as camadas de modo que a camada de reflexo esteja na frente
da camada de pintura polida.

41

PROjeTO 01

Uma rede de Shader em Camadas usando um Mapa de Sombreamento para controlar os brilhos
Projeto 01

10 Configure seus parâmetros de renderização para raytracing

• Na seção Raytracing Quality da janela Render Settings, configure Raytracing para On.

11 Faça uma renderização de teste da cena

• O arquivo final da cena chama-se 01-car_02.ma.

O shader de superfície
O shader de superfície é um nó de tradução que simplesmente permite traduzir os nomes das saídas
de qualquer nó para os nomes necessários a fim de que o shader seja um material de superfície
válido.

Isto significa que um nó deve se conectar diretamente a uma porta de material da superfície de
um grupo de sombreamento, e que pelo menos um dos seguintes atributos de saída nomeados
especialmente seja um nó válido:

• outColor
• outTransparency
• outGlowColor

Caso o nó conectado à porta de material da superfície de um grupo de sombreamento não tiver
pelo menos um dos atributos acima, nenhum dos objetos atribuídos a este grupo de sombreamento
será renderizado.



Nota: Não importa qual atributo de um nó está conectado à porta do material da superfície
de um grupo de sombreamento; somente os atributos outColor, outTransparency e
outGlowColor do nó conectado serão usados.

O nó de shader de superfície é simplesmente um modo de traduzir uma rede arbitrária do Maya
ou nós escritos pelo usuário com atributos de saída nomeados aleatoriamente para aquilo que o
renderizador irá reconhecer como sendo uma rede de sombreamento.

Use Background shader
O Use Background shader se torna importante em fluxos de trabalho envolvendo composição no
pipeline de produção. ele permite que uma superfície mascare outros objetos por detrás dele
usando a cor de fundo. Isto será tratado em maiores detalhes mais adiante neste livro.

Conclusão
Materiais são a base para se fazer sombreamento em superfícies. Um material é um conjunto de
instruções que descreve a aparência da superfície de um objeto quando ele é renderizado. Não é
somente um conjunto de mapas de textura, mas também uma descrição de como a luz irá incidir
sobre a superfície. O Maya fornece várias ferramentas para ajudar você a definir os materiais em
sua cena.

Na próxima lição, você aprenderá a respeito de texturas procedurais e em arquivo que podem ser
usadas em redes de sombreamento.

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Shading Networks Project 01

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