Blender 203 – PBR Materialien (Cycles/EEVEE)

PBR bedeutet Physical based Rendering und beschreibt im Großen und Ganzen eine präzise Darstellung der Wechselwirkung von Licht und Oberfläche. PRB-Materialien können bei weitestgehend gleichbleibendem Aussehen (Eigenschaften) im Cycles- und auch EEVEE-Renderer verwendet werden.

Skills: Easy
Addon: Nein
Render Engine: Cycles & EEVEE
Texture Download: Textur zum Tutorial downloaden bei cc0textures.com
Download: Blender-Datei zum Tutorial. Die Datei hat 4 MB da die Texturen hinzugepackt wurden. Download via Mediafire.

 

Wie in einem vorherigen Artikel schon angemerkt ist die neue EEVEE-Render Engine nicht der neue Blender Standard-Renderer der Cycles ablöst, sondern standardmäßig neu seit Blender 2.8 vorhanden. EEVEE rendert sehr schnell und wird daher Echtzeit-Renderer genannt. Das macht EEVEE unter anderem ideal für Darstellung von Effekten für Games. Auch sonst reicht oftmals ein Render in EEVEE für viele andere Bereiche aus. Cycles wird immer dann verwendet wenn es darum geht komplexe Effekte darzustellen (globale Illumination, mehrfache Reflexion etc.).

Viele Effekte (nicht alle) werden von beiden Renderern gleich dargetellt und beide Render-Engines werden über Nodes gesteuert. Im Bild unten sieht man ein PRB-Material in Form von Kacheln auf einem Cylinder. PRB-Materialien unterscheiden sich kaum in den verschiedenen Renderern, aber EEVEE rendert um ein vielfaches schneller (siehe Bild unten).

 

Vorbereitungen

Um ein PRB-Material zu erstellen, soll zuerst in aller Schnelle eine Testumgebung aufgebaut werden. Im Prinzip wird nichts anderes benötigt als ein Cylinder mit den im Bild gezeigten Einstellungen und ein Standard-Punktlicht (siehe Bild unten).

Mit der TAB-Taste wechselt man in den Edit-Mode und markiert eine der Kanten des Cylinder (siehe Animation unten).

Mit dem Shortcut STRG-E wird auf diese Kante Mark Seam angewendet. Das macht die Kante zur Schnittkante. Seit Blender 2.8 kann Mark Seam auch oberhalb des Arbeitsbereichs unter Edge gefunden werden (siehe Bild unten).

Zieht man an der rechten oberen Ecke mit der Maus nach links wird ein zusätzlicher Arbeitsbereich geöffnet. Dieser Arbeitsbereich soll den UV-Image Editor anzeigen (siehe Animation unten).

Im linken Viewport drückt man dann die Taste A um alle Kanten zu auszuwählen und wendet den Hotkey U für Unwrap an (siehe Bild unten).

Der Cylinder wird daraufhin im UV-Image Editor abgewickelt (siehe Bild unten).

Der Cylinder liegt nicht ganz korrekt. Daher wählt ihr einen einzigen Vertex aus und drückt dann STRG-L um alle zugehörigen Vertices ebenfalls zu markieren. Es ging natürlich auch mit der Maus im rechten Viewport die Taste A (alles markieren) anzuwenden (siehe Animation unten).

Mit der Tastenkombination R-X-minus 90 wird die Abwicklung dann auf der x-Achse um 90° Grad rotiert (siehe Bild unten).

Damit ist die Szene für das Material vorbereitet.

 

PRB Material

Dem Cylinder wird dann im Objekt-Mode ein Material zugewiesen. Der rechte Arbeitsbereich kann nun vom UV-Image Editor auf den Shader-Editor (vor Blender 2.8 Node-Editor genannt) umgestellt werden, wo sich nun auch schon das Standardmaterial beziehungsweise die Standard-Nodes zum Cylinder-Material zeigen (siehe Bild unten).

Hattet ihr euch das Material gedownloadet und das ZIP-Verzeichnis entpackt, liegen nun 4 Texturen vor. Eine Textur für die Farben/Color (Ties32_col), eine Displacement Map (Tile32_dis), eine Normal-Map (Tile32_nrm) und eine Rough-Map für die Rauheit/Rauigkeit (Tiles32_rgh) (siehe Bild unten).

Die Bilder können vom Ordner direkt in den Shader-Editor gezogen werden, wo sie dann zunächst als Nodes erscheinen. Benötigt werden die Bilddateien col (Farbe), nrm (Normal) und rgh (Ruigkeit) (siehe Bild unten).

Beginnen wir von unten nach oben. Der Image Node für die Narmal Map benötig noch einen zusätzlichen Node, den Nomal Map-Node zwischen dem Image und dem Prinzipled BDSF. der Normal Map Node ist mit SHIFT-A (Maus im Shader-Editor) und dort unter Vector zu finden. Die Image-Datei muss auf Non Color (keine Farbe) eingestellt werden (siehe Bild unten).

Das Bild, das die Rauheit steuert, wird direkt mit dem Principled BSDF bei Roughness verbunden und Color Space wird auch hier auf Non Color eingestellt (siehe Bild unten).

Die eigentliche Oberflächenfarbe, der Image Node, wird ebenfalls direkt mit dem Principled BSDF verbunden (siehe Bild unten).

Damit ist das Material im Prinzip fertig. Der Cylinder schaut noch ein wenig kantig aus (siehe Bild unten).

Daher erhält der Cylinder einen Subdivision Surface-Modifier der das Objekt etwas glättet (siehe Bild unten).

Um die Roughness besser steuern zu können wird zwischen dem Image Node und dem Principled BSDF noch eine Color Ramp (Verlauf) gesetzt. Der Color Ramp Node ist bei SHIFT-A unter Converter zu finden. Verschiebt man nun den Regler für Schwarz mach rechts so kann die Rauheit zusätzlich reguliert werden (siehe Bild unten).

Das PRB-Material kann jetzt im Cycles Render und auch im EEVEE Renderer betrachtet werden. Die Unterschiede sind minimal (siehe Animation unten).

 

Roughness Map optimieren

Die Roughness soll an sich die Rauheit des Materials darstellen. Das tut sie in diesem Fall nur minimal. Der Effekt ist zu gring. Betrachtet man das Bild Tiles32_rgh einmal in einer Bildbearbeitungssoftware, dann fällt auf das die Map fast nur schwarz aufweist (siehe Bild unten).

In Gimp kann man daher über Farben – Werte die Farbwerte anpassen. Die Regler werden wie unten abgebildet verschoben, um die Feinheiten aus der Roughmap wieder ein wenig herauszuarbeiten (siehe Animation unten).

Man kann nun deutlich schon ein wenig mehr Struktur im Bild erkennen (siehe Bild unten).

Über Farben – Helligkeit/Kontrast kann diese Struktur wenn gewünscht noch mehr hervorgehoben werden (siehe Bild unten).

Die unterschiedlichen Grautöne sind jetzt leicht zu erkennen und fast schon zu stark. Dieses Beispiel soll auch nur aufzeigen, das man durchaus noch Details aus Bildern herausholen kann, es sei denn das Bild ist zu hell, fast weiß, dann ist keine Substanz mehr da die gerettet werden kann (siehe Bild unten).

Das Ergebnis dieser aufgearbeiteten Map ist in der GIF-Animation unten zu sehen. Der Effekt ist fast schon ein wenig zu stark, zeigt aber was machbar ist und vielleicht wäre der Effekt je nach Motiv sogar angebracht.

Man sieht, dass ein PRB-Material recht einfach aufzubauen sind und doch schnell schöne Effekte hervorbringen können. Viele Anbieter von Texturen bieten mittlerweile auch gleich die verschiedenen Maps zum Download an.