Bonjour à tous!

Dans ce tutoriel, je vais vous parler de la méthode de rendu physique (ou «paradigme») PBR, en particulier dans Substance Painter.

Substance Painter nous permet de définir des matériaux qui adhèrent au modèle de rendu physique (PBR; parfois, vous trouverez également PBS, qui signifie Physically Based Shading, en référence aux surfaces des objets, bien sûr).

Un matériau PBR est constitué de quelques textures (images qui sont mappées sur les objets 3D); ici, nous ne verrons que ce qu'ils sont et, surtout, comment ils se combinent pour définir un matériau PBR en Substance. Nous devons comprendre ces choses afin de pouvoir créer et personnaliser nos matériaux en toute confiance, sans deviner.

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Pour éviter de rendre ce tutoriel trop théorique, je parlerai des éléments fondamentaux du PBR et de la façon dont ils se traduisent en Substance à l'aide d'un modèle 3D déjà fourni avec des matériaux et texturé dans ce programme; cependant, vous n'avez pas besoin d'avoir ce modèle pour apprendre de ce didacticiel.

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Le paradigme du rendu basé physiquement, comme son nom l'indique, est basé sur une approche physique: ce qui se passe dans le monde réel.

Vous pouvez spécifier les matériaux avec deux méthodes de travail: Metallic (métallique) et Specular (spéculaire).

Dans le premier cas (Métallique), il faut distinguer les surfaces métalliques et non métalliques et, à partir de cette distinction, tous les autres canaux se comportent différemment.

Dans le cas spéculaire, nous définissons plutôt l'intensité et la teinte de couleur des réflexions spéculaires pour déterminer comment la lumière qui interagit avec la surface de l'objet se comportera.

En particulier, dans le PBR Metallic Workflow (celui utilisé dans cet exemple), l'apparence d'une surface est donnée par certaines fonctionnalités, dont les plus importantes sont:

  • sa nature: métallique ou non métallique (ou: "diélectrique");

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  • sa "Basic Color" (Couleur de base), qui dans un objet métallique indique l'intensité des reflets lumineux, tandis que dans les objets non métalliques, elle indique en fait la couleur de base d'une surface, sans effets d'éclairage;

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  • le Glossiness (niveau de brillance / lissé; l'opposé de la "Roughness", rugosité) de la surface, en ses différents points.

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A ces caractéristiques, observées dans le monde réel, s'ajoutent certaines qui sont pratiques dans le monde virtuel; par exemple, grâce à des images de textures spéciales telles que «Normal Maps» ou «Height Maps», il est possible de simuler la présence de détails sans les modéliser sur les géométries (afin de maintenir faible le nombre de sommets, d'arêtes et de faces - et, par conséquent, pour utiliser moins de ressources informatiques dans la phase de rendu, notamment dans les jeux vidéo et autres applications temps réel).

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Le tonneau en bois que j'utilise dans cette vidéo nous permet d'examiner, dans un seul objet, comment ces informations de base se traduisent en textures et de les combiner en un matériau de Substance.

Pour voir l'aperçu du matériau complet appliqué à l'objet dans la fenêtre 3D, j'appuie sur la touche M (Material, en fait), ou je choisis Material dans le menu déroulant en haut à droite de la fenêtre 3D.

Comme vous pouvez le constater, nous avons à la fois des éléments métalliques (fer) et non métalliques (bois), qui nous permettront d'apprécier les différences avec lesquelles ces deux types de matériaux sont traités, dans la définition de leur couleur de base et des couleurs de les réflexions spéculaires, dans le paradigme PBR.

Pour visualiser les canaux d'informations individuels (qui sont traduits en autant d'images de textures appliquées à la surface de l'objet), nous pouvons appuyer plusieurs fois sur la touche C ou choisir le canal qui nous intéresse dans le menu déroulant en haut à droite dans la vue 3D.

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Commençons par le canal métallique, qui définit quelles parties du matériau doivent être traitées comme du métal et lesquelles ne le sont pas, en particulier en utilisant une image en niveaux de gris, où le blanc est utilisé pour un métal pur et le noir pour un non-métal pur; dans le cas du baril, nous avons également des gris car le matériau utilisé pour les pièces métalliques, "iron old", doit représenter - comme son nom l'indique - le vieux fer usé, peut-être avec de la poussière ou de la rouille qui abaisse la "métallicité" de la surface.

Les parties en bois, en revanche, semblent être absolument noires, ou plutôt non métalliques, comme il se doit.

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Passons au deuxième canal fondamental du PBR: "Basic Color", la couleur de base.

Comme vous pouvez le voir, ce canal d'information présente la couleur de base de l'objet à travers une Texture Couleur, sans effets d'éclairage ou d'ombrage: ce sont des Textures "plates".

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Les couleurs des parties métalliques et des parties en bois ont des intensités similaires: la couleur est différente, c'est vrai, mais elles ne semblent pas si radicalement différentes, même si elles appartiennent à des substances complètement différentes ...

La raison en est que la distinction, pendant les processus d'ombrage et de rendu, est faite par Substance en utilisant le canal métallique (et sa texture), qui indique à Substance que les réflexions lumineuses doivent être traitées différemment selon qu'elles se rapportent à un métal ou à un non - surface métallique: les gris de la couleur de base des pièces métalliques définissent en effet l'intensité des reflets lumineux (et la teinte de couleur) à donner à ces reflets.

Le matériau Iron Old est un matériau "sale", donc l'effet n'est pas beaucoup apprécié, mais regardez comment les choses changent, dans les différents canaux et dans le résultat final, si j'insère un matériau "Aluminium pure" entre le matériau du le bois et celui du métal et si je désactive le matériel Iron Old ci-dessous:

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  • dans le résultat final, les parties métalliques semblent BEAUCOUP plus réfléchissantes qu'auparavant;

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  • dans le canal Métallique, les parties métalliques sont en blanc pur: c'est un métal très pur;

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  • dans le canal de couleur de base, les parties métalliques sont presque blanches: un signe que dans ces points l'intensité des réflexions spéculaires sera maximale et il n'y aura pas de teinte de couleur.

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Maintenant, regardez ce qui se passe en ramenant à zéro la valeur Métallique dans Aluminium Pur: les "bandes" sont devenues blanches, elles ne se reflètent plus comme avant, elles ressemblent à des objets en plastique blanc.

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Nous mettons maintenant Metallic à 1, mais nous diminuons la valeur de la couleur de base: les bandes conservent la "réflectivité" typique du métal, mais elles deviennent progressivement plus foncées.

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Le point est le suivant: dans le Metallic Workflow, comme celui-ci, la couleur de base d'un objet ne suffit pas, à elle seule, pour définir comment et combien une surface sera réfléchissante, car elle doit spécifier s'il s'agit d'un métal ou non; dans une surface métallique, l'intensité de la couleur de base est également l'intensité des réflexions de lumière spéculaire, tandis que dans une couleur non métallique, la couleur de base définit juste la couleur appropriée de la surface, comme cela se produit sur les parties en bois du canon.

Je garde le matériau Aluminium pure activé et Iron Old désactivé pour vous montrer les effets du troisième canal fondamental d'un matériau: "Roughness", la rugosité.

La Roughness (rugosité; qui est l'opposé de la "Glossiness", la brillance), est représentée, comme la carte métallique, avec une image en niveaux de gris, où le blanc est la rugosité maximale, tandis que le noir représente une surface complètement brillante et parfaitement réfléchissante; en fait, un miroir parfait est implémenté dans le PBR avec un matériau métallique avec une couleur blanc pur et une Roughness 0, comme visible dans la vidéo en ce moment.

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En augmentant la valeur de Roughness, nous rendrons la surface moins lisse et, par conséquent, cela rendra ses réflexions plus "diffuses" (floues). Cela s'applique aux métaux et aux non-métaux.

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Maintenant, je supprime le matériau pur en aluminium et j'active Iron Old pour revenir à la configuration d'origine du projet et jeter un œil à des informations "supplémentaires" qui, en infographie, vous permettent d'ajouter des détails aux surfaces pendant la processus de rendu; c'est-à-dire sans avoir à les modéliser physiquement sur les géométries.

Je sélectionne "Normal + Height + Mesh" dans le sélecteur en haut à droite de la fenêtre 3D.

Cette vue montre la combinaison de plusieurs canaux d'information qui modifient les détails simulés sur la surface d'un objet; sans ces détails, les surfaces de l'objet sembleraient plates, peu crédibles, surtout dans les parties en bois.

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En particulier, dans l'exemple que je montre à l'écran, les détails de la surface sont principalement mis en œuvre, dans les parties en bois, par la couche "Fibers" ("Fibres"); pour observer les différences d'aspect de la surface avec et sans ces informations, il suffit de désactiver ces effets dans l'onglet "Layers", en observant les différences à la fois en mode "Normal + Height + Mesh" et en mode "Material", dans le vue 3D.

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Les différences deviennent plus évidentes si l'objet est éclairé par un éclairage "oblique", plutôt que frontal.

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Ces effets existent également dans les parties métalliques, dans les couches "Iron" et "Edges" du matériau "Iron Old".

Eh bien, pour ce tutoriel d'introduction sur les bases du PBR dans Substance Painter, nous nous arrêtons ici; J'espère que vous l'avez trouvé intéressant et utile.

À bientôt!