Blender 251 – Anisotropic Material (Cycles & Eevee)

Anisotropic scheint ein bedeutungsschwerer Begriff. Tatsächlich kann man das Thema auch kryptisch aufbauschen. Im Grunde ist das Ganze aber sehr einfach zu verstehen. In diesem Beitrag werden Materialien für den Cycles- und Eevee-Renderer vorgestellt.

Skills: Easy
Addon: Nein
HDRI-Images: hdriheaven.com

 

Dieser Beitrag ist angelehnt an ein Video-Tutorial von Anrew Price (Blender Guru) auf Youtube aus dem Jahre 2012.
Eine weitere etwas theoretischere Erklärung, ebenfalls bei Youtube.

Hinweis: Ansiotropic kann die Renderzeiten (beim Cycles Renderer) in die Höhe schnellen lassen. Man benötigt, um die sogenannten Fireflys (Lichtpunkte) zu vermeiden, eine hohe Zahl an Samples (Photonen) für die Render. Gerade die feinen Rillen benötigen eine gewisse Anzahl an Strahlen.

 

Anisotropic

Ohne viele Umschweife lässt sich sagen, dass ein anisotropischer Effekt das Ergebnis gewisser Oberflächeneigenschaften ist. Die Animation unten zeigt oben eine Fläche, die wir einfach einmal als normal bezeichnen. Das Licht trifft darauf und wird reflektiert.

Darunter befindet sich eine Oberfläche mit Rillen, erzeugt durch einen besonderen Schliff. Das Licht wird in den ansteigenden, dem Betrachter zugerichteten Bereichen reflektiert. Ändert sich die Position des Betrachters oder des Lichts, dann dementsprechend werden andere Bereiche zurückgesendet. Solche Rillen beziehungsweise der Schliff kann extrem fein sein. Die Rillen einer Schallplatte reflektieren beispielsweise ähnlich (siehe Animation unten).

Ein einfacher Zylinder in Blender reicht als Beispiel vollkommen aus. Der Boden wurde unterteilt und jede zweite Reihe Vertices nach vorne verschoben. Bei diesem einfachen Objekt kann man schon einen anisotropischen Effekt erkennen (siehe Animation unten).

In älteren Blender-Versionen konnte man sich die Richtung der Normalen noch als Strahlen anzeigen lassen. Das verdeutlicht schön den Effekt beziehungsweise die Richtung der Reflexion. Auch in diesem Beispiel kann man einen Hauch von Anisotropic wahrnehmen (siehe Animation unten).

Dreht man ein Objekt mit einem solchen Material wandert das Licht im Kreis die feinen Kanten entlang, was meist einen großen Eindruck hinterlässt.

 

Anisotropic mit Cycles

Auf die Schnelle modellieren wir hier einen Kochtopf aus einem Zylinder (siehe Animation unten).

Dann werden zwei Materialien benötigt. Ein Topf-Material und ein Anisotropic für den Boden. Nacheinander werden die Flächen markiert und den Materialien per Assign zugewiesen (siehe Bild unten).

Über Select und Deselect kann getestet werden, ob die beiden Bereich richtig bestimmt wurden (siehe Bild unten).

Über dem Arbeitsbereich zieht ihr euch nun einen weiteren Fensterbereich auf und wählt als Ansicht den Shader-Editor aus (siehe Bild unten).

In den Standard-Materialeinstellungen befinden sich zu Anisotropic zwei Regler, hinzu kommt der Metallic-Effect der relativ weit aufgezogen wird (siehe Bild unten).

Die Einstellung wirkt, kommt aber noch etwas flau daher (siehe Bild unten).

Das war Möglichkeit Nummer Eins Anisotropic zu erzeugen. Die zweite und bessere Variante ist es den Ansiotropic-BSDF Shader zu verwenden (siehe Bild unten).

Einstellungen unter Roughness und Anisotropy erscheinen gleich eindrucksvoller als die Variante über den Principled-BDSF Shader (siehe Bild unten).

Aber es geht immer noch eindrucksvoller. Die nächste Variante verwendet ein kreisförmiges Graustufenbild (Image Texture) zur Unterstützung des Effektes, inklusive eines Displacement das die Geometrie leicht verändert und die Rillenbildung unterstützt (siehe Bild unten).

Sehr ausschlaggebend ist hier der Wert des Math-Nodes (auf Multiply eingestellt) und der Wert von Value. Damit steht und fällt der Effekt (siehe Animation unten).

So und in weiteren Varianten kann der Effekt, in Cycles gerendert, dann letztendlich ausschauen (siehe Bild unten).

 

Anisotropic mit Eevee

In vielen Fällen könnt ihr die Render-Engine wechseln und die Einstellungen werden von Eevee übernommen (oder umgekehrt). Das ist hier nicht der Fall. Das einige Dinge nicht immer funktionieren hängt unter anderem auch von Spiele-Engines ab, die gewisse Effekte nicht unterstützen. Oder nicht in der Art unterstützen wie es Cycles berechnet.

In Eevee lässt sich der Anisotropic-Effekt derzeit nur faken. Ihr setzt dazu einfach die unten abgebildeten Nodes zusammen (siehe Bild unten).

Über den Gamma-Node kann man die Helligkeit und somit oft die Stärke des Effektes regulieren. Ebenso mit dem Grauwert des RGB-Mix. Im Principled BDSF-Node sollte Metallic aufgezogen und Specular reduziert werden (siehe Bild oben).

Der Effekt ist in Eevee dann nicht ganz so spektakulär aber kann sich sehen lassen, zumal in Echtzeit gerendert (siehe Bild unten).

 

Bumpmap in Gimp erstellen

Bei dem Beispiel zum Cycles-Renderer wurde eine Image-Textur zur Unterstützung verwendet. In Gimp kann eine solche Textur schnell und einfach gebaut werden (siehe Bild unten).

Zunächst legt ihr eine neue Fläche an. Als Größe wurde hier 1024 x 1024 Pixel verwendet. Diese Fläche füllt ihr über Filter – Rauschen – HSV-Rauschen mit Punkten/Störungen auf (siehe Bild unten).

Die Fläche sollte einigermaßen gut befüllt sein (siehe Bild unten).

Danach wendet ihr auf diese Fläche Filter – Weichzeichnen – Bewegungsunschärfe an. In den Eingabefeldern beim Zentrum der Unschärfe müsst ihr die Hälfte der Flächengröße angeben, da die Bewegung ja um die Mitte herum stattfindet. Der Winkel sollte um die 90 bis 180 Grad eingestellt sein (siehe Bild unten).

Euer Bild wird dann zwar Kreise aufweisen, die aber sehr schwach zu erkennen sind. Daher kopiert ihr die Ebene, wendet als Ebenenmodus Multiplizieren an und vereint dann die beiden Ebenen. Diesen Vorgang kann man mehrmals wiederholen. Letztendlich kann auch Farben – Helligkeit/Kontrast weiterhelfen.

Am Ende sollte ihr in jedem Fall ein Ergebnis erzielen, dass dem Beispielbild unten nahe kommt (siehe Bild unten).

Diese Map wird dann als Image-Texture in Blender geladen und unterstützt den Eindruck der Anisotropic um ein vielfaches. Aber: an den Value-Wert denken. Weniger ist hier in jedem Fall mehr!