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Transparence raytracée

Mode: Tous les Modes

Panneau: Contexte Shading (UI ButtonsWnd Shading.png) → sous-contexte Material (UI CtShading SCtMaterial.png) → Mirror Transp

Raccourci clavier: F5


Description

Le raytracing (ou "lancer de rayon") est également utilisé pour simuler la réfraction des rayons lumineux au travers d'un matériau transparent, tel qu'une lentille de verre. Un rayon est envoyé à partir de la caméra et traverse la scène jusqu'à rencontrer un objet. Si le premier objet rencontré n'est pas transparent, alors le rayon prend la couleur de l'objet. Si en revanche l'objet est transparent, alors le rayon le traverse et continue son chemin jusqu'au prochain objet, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'un objet non transparent soit finalement rencontré et donne sa propre couleur à l'ensemble de la "chaîne" de rayons. Finalement, le premier objet transparent hérite de la couleur de son environnement, proportionnellement à sa valeur Alpha (et à l'alpha de chacun des matériaux intercalés dans le parcours du rayon).

Mais quand le rayon traverse un objet transparent, il peut être dévié de sa course conformément à "l'indice de réfraction" (IOR, pour Index Of Refraction) du matériau. Si vous regardez à travers une sphère de verre plein, vous remarquerez qu'elle renverse et déforme ce qui est à l'arrière-plan: cet effet est causé par l'indice de réfraction du verre.

Activer le raytracing
Vous devez activer le raytracing dans les réglage de votre scène si vous voulez utiliser les effets de transparence et réfraction raytracées. Pour cela, allez dans le contexte Scene (UI ButtonsWnd Scene.png, F10) → sous-contexte Render (UI ContextScene Render.png) → panneau Render, et activez le bouton Ray. Le lancer de rayon est activé par défaut depuis la version 2.37 de Blender.


Valeur Alpha
Vous devez changer la valeur Alpha (le curseur A, dans le contexte Shading (UI ButtonsWnd Shading.png) → sous-contexte Material (UI CtShading SCtMaterial.png, F5) → panneau Material), qui est à 1.0 par défaut, sinon le matériau restera opaque au rendu.


Options

Le panneau Mirror Transp.
RayTransp
(Dés)active la transparence raytracée.
Filter
Le niveau de "filtrage" ("filtering") pour le raytracing de la transparence. Plus cette valeur est élevée, plus la couleur de base du matériau teintera la transparence (permet de simuler du verre coloré, par exemple).
IOR
Indice de Réfraction, qui spécifie dans quelle mesure la trajectoire

du rayon est déviée à travers le matériau. Il en résulte une image de l'arrière-plan plus ou moins déformée, comme le montrent les exemples.

Depth
Spécifie le nombre maximal de surfaces transparentes qu'un rayon pourra traverser. Il n'y a pas de "bonne" valeur. Les objets transparents "hors de portée" de Depth seront rendus tout noir. En d'autres termes: si vous remarquez des zones noires à la surface d'un objet transparent, la solution est probablement d'augmenter sa valeur Depth (c'est un problème courant avec le raytracing d'objets transparents).
Limit
Les zones plus épaisses que cette valeur (en BU) ne sont plus transparentes. Cela est utilisé pour contrôler la limite au-delà de laquelle la couleur de filtrage commence à entrer en jeu.
Falloff
Quel est le taux d'absorption de la lumière lorsqu'elle traverse le matériau. Donne de la "profondeur" et de "l'épaisseur" au verre.
Fresnel
Spécifie l'importance de l'effet Fresnel. L'effet Fresnel contrôle la transparence du matériau en fonction de l'angle entre la normale de la surface de l'objet et le point de vue (vecteur objet-caméra). En général, plus cet angle est grand, plus le matériau devient opaque (l'effet est surtout visible sur les bords de l'objet). Voyez aussi la page Réflexions raytracées.
Fac
Un facteur de contrôle pour ajuster la façon dont les zones transparentes et non transparentes d'un objet se superposent, se mélangent.
SpecTra
Ce curseur contrôle l'alpha/atténuation des reflets spéculaires.


Exemples

Indice de réfraction

Influence de l'indice de réfraction d'un objet sur la façon dont il déforme son arrière-plan: sphère d'eau, de verre et diamant (de haut en bas).

Voici quelques exemples de valeurs typiques d'IOR: Air: 1.000 (réfraction nulle); Alcool: 1.329; Verre: 1.517; Plastique: 1.460; Eau: 1.333; Diamant: 2.417.

Verre

Un verre réaliste n'est pas totalement transparent, la lumière peut donc se refléter à sa surface, il peut la déformer, et vous pouvez même parfois voir des ombres projetées sur le verre, puisqu'en réalité, la surface non-ombrée du verre reflète un peu de lumière vers vous.

Réglages de verre réaliste.

Dans le panneau Render (sous-contexte Render), activez le Raytracing et les ombres (Shadow). Dans l'exemple de rendu ci-contre, nous avons une lampe juste à droite de la caméra, une boule de couleur rouge, un morceau de verre incliné couvrant le bas de l'image, un tore (donut) NURBS "bleu-sarcelle", et un mur de fond, tout cela dans l'ordre Z (de profondeur). Vous pouvez noter:

  • La réfraction de ce qui se trouve derrière le verre (mur, tore…);
  • L'ombre projetée sur le verre par la boule rouge qui se trouve devant lui;
  • L'ombre projetée par la boule à travers le verre sur le tore;
  • Les ombres projetées par la boule (à travers le verre) et le tore sur le mur du fond;
  • La réfraction des ombres de la boule et du tore à travers le verre;
  • L'éclat spéculaire de la lampe sur le verre.

Dans les réglages du matériau, montrés ici pour du verre légèrement bleu-vert, activez Traceable et Shadbuff afin que les lampes "raytracing" et les lampes "shadow buffer" fonctionnent avec notre verre.

Dans le panneau Material, notez que l'alpha n'est pas à zéro. Dans le panneau Shaders, Shadow et TraShadow sont activés. Le verre est coloré par la lumière ambiante (NdT: Vraiment?), et émet sa propre "lumière", pour simuler la lumière diffusée au sein du verre lui-même avant de ré-émerger.

Dans le panneau Mirror Transp, les réglages par défaut sont utilisés, sauf pour IOR.

Atmosphère/Couche nuageuse

Réglages de la couche nuageuse.

Dans cet exemple, nous avons besoin d'une couche nuageuse pour une planète. Elle est utilisée pour texturer une sphère UV d'un diamètre légèrement supérieur à celui de la planète qu'elle entoure.

L'alpha du matériau de base est à zéro, tout comme toutes valeurs Ambient ou Emit.

Évidemment, nous devons utiliser la texture procédurale Cloud ("nuage"), et ce à deux fins: pour affecter légèrement la couleur du mesh, et pour contrôler la transparence alpha. Alors que le matériau de base est blanc, la texture lui apporte une nuance de bleu. Il reçoit les ombres, donc l'ombre de la planète assombrira effectivement la partie de l'atmosphère côté "nuit".

Là où la texture est noire, pensez que cela correspond à 0.0. Si vous faites correspondre (to map (to)) 0.0 à l'alpha, vous obtenez une transparence totale. Là où la texture est blanche, pensez "complet", 1.0. Donc si vous faites correspondre le blanc à l'alpha, vous obtenez une opacité totale. Si ce 1.0 s'applique aussi à une couleur, comme le bleu, vous obtiendrez un bleu complètement opaque. Dans l'exemple ci-contre, ce bleu est ensuite mélangé à la couleur de base du matériau (du blanc) grâce au curseur Col du panneau Map To, de façon à n'ajouter au blanc qu'une légère nuance de bleu.

Pour rendre les nuages plus marqués, plus prononcés, vous pouvez appliquer l'entrée (to map the input) à une plus haute valeur, et/ou multiplier (Multiply, pas Mix) deux canaux texture ensemble.

Astuces

Pour obtenir un effet Fresnel précis physiquement avec l'algorithme actuel, vous devriez fixer Fresnel à 5.0 et Fac à 1.25. Néanmoins, au nom de la liberté artistique, vous pouvez jouer avec ces valeurs, si vous en sentez le besoin.

Projeter des ombres "transparentes"

Par défaut, les ombres des objets transparents sont rendues toutes noires, comme s'ils n'étaient pas transparents du tout. Mais en réalité, plus un objet est transparent, plus son ombre sera légère, atténuée. Cet effet peut être pris en compte, mais pas dans le panneau Mirror Transp de l'objet transparent!

Les ombres transparentes (transparent shadows) sont paramétrées dans le matériau qui reçoit les ombres de l'objet transparent. Elles sont (dés)activées grâce au bouton TraShadow du contexte Shading (UI ButtonsWnd Shading.png) → sous-contexte Material(UI CtShading SCtMaterial.png, F5) → panneau Shaders. L'intensité de l'ombre dépend de la valeur Alpha du matériau la projetant.

Projection d'une ombre transparente: TraShado désactivé à gauche, TraShado activé à droite.

Transparence raytracée versus Z

Artefact de raytracing.

La transparence Z (ZTransp, dans le panneau Links and Pipeline des matériaux), fait que Blender utilise la Z-valeur, ou distance à la caméra, pour gérer la transparence d'un matériau. Quand vous utilisez des plans transparents comportant des images, le raytracing laissera les couleurs traverser les zones transparentes, au contraire de la technique à base de Z-valeurs (qui consiste à rendre "normalement" ce qui est derrière un objet transparent, avant de l'y superposer). En conséquence, plus loin dans le processus de rendu, certains problèmes peuvent se poser. Par exemple, quand un anti-aliasing (OSA) est appliqué, des artefacts peuvent en résulter, comme montré ci-contre. Dans cet exemple, le raytracing ne fournit pas les échantillons (samples) corrects pour les parties du sol situées derrière les zones transparentes du plan contenant l'image de l'arbre. Pour résoudre ce problème, utilisez ZTransp pour le matériau, pas la transparence raytracée.

Sinon, vous pouvez aussi modifier la taille du filtre d'interpolation de la texture pour lui donner une valeur inférieure à 1.0 (0.1 par exemple). Ce curseur se trouve dans le sous-contexte Texture (F6), panneau Map Image.

Le raytracing affecte la couleur, mais n'affecte pas la valeur du canal alpha qui est conservé et passé à la suite du pipeline de rendu. Le raytracing traitera (rendra) correctement un matériau transparent, mais retournera un canal alpha opaque (à 1.0), quel que soit le réglage Alpha du matériau.

Au contraire, ZTransp modifie les valeurs du canal alpha dans la sortie. Si vous voulez par la suite faire du compositing avec votre rendu, notamment de la superposition alpha (Alpha Over), vous souhaiterez probablement utiliser la Z-transparence pour votre matériau. Le désavantage de ZTransp est que la lumière ne peut être ni courbée ni réfractée (pas d'effet "loupe").

Pour modifier les valeurs alpha du rendu de votre objet, tout en utilisant le raytracing, attribuez un Pass Index ("indice de passe") à votre objet (panneau Object and Links, contexte Editing). Rendez l'image avec la transparence raytracée, en activant la passe de rendu Index OB (panneau Render Layer). Puis utilisez le nœud de compositing Index OB pour le masquer, et le nœud Set Alpha pour régler la transparence de cette partie de l'image.

Indice de réfraction de matériaux courants

La liste suivante vous donne les indices de réfraction à utiliser pour la transparence raytracée de divers liquides, solides (minéraux) et gaz:

NdT
J'ai traduit autant de termes que possible, mais certains me sont inconnus, et sont donc restés en anglais… Notez également que pour respecter l'ordre alphabétique, certains éléments ont changé de place par rapport à la version anglaise!


A
Acétone 1.36
Acier 2.50
Actinolite 1.618
Actinolite, Néphrite 1.600
Actinolite, Néphrite (Jade) 1.600 - 1.641
Actinolite, Smaragdite 1.608
Agalmatolite (pyrophyllite) 1.550
Air 1.000
Alcool 1.329
Alcool éthylique 1.36
Alcool éthylique (de grain) 1.36
Aluminium 1.44
Amblygonite 1.611
Ambre 1.545
Ammolite 1.600
Anatase 2.490
Andalousite 1.640
Anhydrite 1.571
Apatite 1.632
Apophyllite 1.536
Aragonite 1.530
Argent 0.18 (?????)
Argon 1.000281
Asphalte 1.635
Axenite 1.674 - 1.704
Axinite 1.675
Azote (gaz) 1.000297
Azote (liq) 1.2053
Azurite 1.730
B
Barytine 1.636
Barytocalcite 1.684
Bénitoïte 1.757
Benzène 1.501
Béryl 1.57 - 1.60
Béryl, Aigue-marine 1.575
Béryl, Émeraude 1.560 - 1.605
Béryl, Émeraude œil de chat 1.560 - 1.605
Béryl, Émeraude, Synth flux 1.561
Béryl, Émeraude, Synth hydro 1.568
Béryl, Morganite 1.585 - 1.594
Béryl, Rouge 1.570 - 1.598
Béryllonite 1.553
Bière 1.345
Boissons gazeuses 1.34 - 1.356
Brasilianite 1.603
Brome (liq) 1.661
Bronze 1.18
Brownite 1.567
C
Calcédoine (Quartz ~amorphe) 1.544 - 1.553
Calcédoine, Agate 1.544
Calcédoine, Agate 1.540
Calcédoine, Chrysoprase 1.534
Calcédoine, Jaspe 1.540
Calcédoine, Onyx 1.486
Calcédoine, Prase 1.540
Calcite 1.486
Calspar 1.486
Cancrinite 1.491
Canneberge (Cranberry) (Jus de) (25%) 1.351
Carbone (Bisulfure de) 1.628
Carbone (Dioxyde de) (gaz) 1.000449
Carbone (Tétrachlorure de) 1.460
Cassitérite 1.997
Célestine 1.622
Cérusite 1.804
Ceylanite 1.770
Chalybite 1.630
Chlore (gaz) 1.000768
Chlore (liq) 1.385
Chrome 2.97
Chrome (Jaune de) 2.31
Chrome (Rouge de) 2.42
Chrome Tourmaline, 1.61 - 1.64
Chrome (Vert de) 2.4
Chrysobéryl 1.745
Chrysobéryl (Alexandrite) 1.745
Chrysobéryl (Alexandrite) 1.750
Chrysobéryl (œil de chat, cymophane) 1.746 - 1.755
Chrysocolle 1.500
Clinohumite 1.625 - 1.675
Clinozoïsite 1.724
Cobalt (Bleu de) 1.74
Cobalt (Vert de) 1.97
Cobalt (Violet de) 1.71
Colemanite 1.586
Coquillage (nacre?) 1.530
Corail 1.486
Corail 1.486 - 1.658
Cordiérite 1.540
Corindon 1.766
Corindon, Rubis 1.757 - 1.779
Corindon, Rubis étoilé 1.76 - 1.773
Corindon, Saphir 1.757 - 1.779
Corindon, Saphir étoilé 1.760 - 1.773
Craie 1.510
Cristal 2.000
Crocoïte 2.310
Cuivre 1.10
Cuivre (Oxyde de) 2.705
Cuprite 2.850
D
Danburite 1.627 - 1.641
Danburite 1.633
Diamant 2.417
Diopside 1.680
Dolomite 1.503
Dumortiérite 1.686
E
Eau (0° C) 1.33346
Eau (100° C) 1.31766
Eau (20° C) 1.33283
Eau (35° C – température ambiante) 1.33157
Eau (gaz, vapeur) 1.000261
Eau (solide, glace) 1.309
Ébonite 1.66
Ekanite 1.600
Elaeolite 1.532
Enstatite 1.663
Épidote 1.733
Éthanol 1.36
Euclase 1.652
F
Fabulite 2.409
Feldspath (moonstone) 1.518 - 1.526
Feldspath (moonstone), Adularia 1.525
Feldspath, Adventurine 1.532
Feldspath (moonstone), Albite 1.535
Feldspath, Albite 1.525
Feldspath, Amazonite 1.525
Feldspath, Labradorite 1.565
Feldspath, Labradorite 1.560 - 1.572
Feldspath, Microcline 1.525
Feldspath, Oligoclase 1.539
Fer 1.51
Fluorite 1.434
Formica 1.47
G
Grenat, Almandine 1.83
Grenat, Andradite 1.88 - 1.94
Grenat, Démantoïde 1.880 - 1.9
Grenat, Démantoïde 1.880
Grenat, Grossulaire 1.738
Grenat, Hessonite 1.745
Grenat, Mandarin 1.790 - 1.8
Grenat, Pyrope 1.73 - 1.76
Grenat, Pyrope 1.740
Grenat, Rhodolite 1.740 - 1.770
Grenat, Rhodolite 1.760
Grenat, Spessarite 1.79 - 1.81
Grenat, Spessartite 1.810
Grenat, Tsavorite 1.739 - 1.744
Grenat, Uvarovite 1.74 - 1.87
Grenat, Uvarovite 1.870
Gaylussite (natrocalcite) 1.517
Glycérine 1.473
H
Hambergite 1.559
Haüyne 1.490 - 1.505
Haüynite 1.502
Hélium 1.000036
Hématite 2.940
Hémimorphite 1.614
Howlite 1.586
Huile, essence de Wintergreen 1.536
Huile, essence de girofle 1.535
Huile, essence de citron 1.481
Huile, Néroli 1.482
Huile, essence d'orange 1.473
Huile, essence de safran 1.466
Huile végétale (50° C) 1.47
Hydrogène (gaz) 1.000140
Hydrogène (liq) 1.0974
Hypersthène 1.670
I
Idocrase 1.713
Iode, (cristal d') 3.34
Iolite 1.522 - 1.578
Ivoire 1.540
J
Jade, Jadéite 1.64 - 1.667
Jadéite 1.665
Jet 1.660
K
Kornerupine (prismatite) 1.665
Kyanite 1.715
L
Lait 1.35
Lapis Gem (lazurite) 1.500
Lapis Lazuli (lazurite) 1.50 - 1.55
Lazulite 1.615
Leucite 1.509
M
Magnésite 1.515
Malachite 1.655
Écume de mer (meerschaum) 1.530
Mercure (liq) 1.62
Méthanol 1.329
Miel, 13% d'eau 1.504
Miel, 17% d'eau 1.494
Miel, 21% d'eau 1.484
Moldavite 1.500
N
Natrolite 1.480
Nylon 1.53
O
Obsidienne 1.489
Olivine (péridote) 1.670
Opale noble 1.440 - 1.460
Opale de feu 1.430 - 1.460
Opale blanche de lait 1.440 - 1.460
Or 0.47 (?????)
Oregon Sunstone 1.560 - 1.572
Oxygène (gaz) 1.000276
Oxygène (liq) 1.221
P
Padparadja 1.760 - 1.773
Painite 1.787
Perle 1.530
Périclase 1.740
Péridot 1.635 - 1.690
Peristerite 1.525
Pétalite 1.502
Phénacite 1.650
Phosgénite 2.117
Plastique 1.460
Plexiglas 1.50
Plomb 2.01
Polystyrène 1.55
Polystyrène expansé 1.595
Prasiolite 1.540
Prehnite 1.610
Proustite 2.790
Purpurite 1.840
Pyrite 1.810
Q
Quartz 1.544 - 1.553
Quartz fondu 1.45843
Quartz, Améthyste 1.540
Quartz, Citrine 1.532 - 1.554
Quartz, Citrine 1.550
Quartz, Œil de tigre 1.544
R
Rhodizite 1.690
Rhodochrisite 1.600
Rhodonite 1.735
Rhum blanc 1.361
Caoutchouc naturel 1.5191
Rutile 2.62
S
Sanidine 1.522
Scapolites 1.540
Scapolites jaunes 1.555
Scheelite 1.920
Sel (chlorure de sodium) 1.544
Sel gemme 1.544
Sélénium amorphe 2.92
Serpentine 1.560
Shampoing 1.362
Silicium (ou silicone?) 4.24
Sillimanite 1.658
Sinhalite 1.699
Smithsonite (bonamite) 1.621
Sodalite 1.483
Soufre 1.960
Sphalérite (blende) 2.368
Spinelle 1.712 - 1.717
Spinelle bleue 1.712 - 1.747
Spinelle rouge 1.708 - 1.735
Spinelle synthétique 1.730
Spodumène 1.650
Spodumène, Hiddénite 1.655
Spodumène, Kunzite 1.660 - 1.676
Staurolite 1.739
Stéatite (talc) 1.539
Stichtite 1.520
Sucre, Solution à 30% 1.38
Sucre, Solution à 80% 1.49
T
Taaffeite 1.720
Tantalite 2.240
Téflon 1.35
Thomsonite 1.530
Titanate de strontium 2.410
Titanite (sphène) 1.885
Topaze 1.607 - 1.627
Topaze bleue 1.610
Topaze impériale 1.605 - 1.640
Topaze rose 1.620
Topaze blanche 1.630
Topaze jaune 1.620
Tourmaline 1.603 - 1.655
Tourmaline 1.624
Tourmaline bleue (indigolite) 1.61 - 1.64
Tourmaline œil de chat 1.61 - 1.64
Tourmaline verte (verdélites) 1.61 - 1.64
Tourmaline, Paraiba 1.61 - 1.65
Tourmaline rouge (rubellite) 1.61 - 1.64
Trémolite 1.600
Tugtupite 1.496
Turpentine 1.472
Turquoise 1.610
U-V
Ulexite 1.490
Variscite 1.550
Verre 1.51714
Verre, Albite 1.4890
Verre, "crown" 1.520
Verre, "crown", Zinc 1.517
Verre, "flint", Dense 1.66
Verre, "flint", Lanthane 1.80
Verre, "flint", léger 1.58038
Verre, "flint", le plus lourd 1.89
Verre, "flint", lourd 1.65548
Verre, "flint", moyen 1.62725
Vivianite 1.580
Vodka 1.363
W
Wardite 1.590
Whisky 1.356
Willemite 1.690
Withérite 1.532
Wulfénite 2.300
Z
Zincite 2.010
Zircon 1.777 - 1.987
Zircon, haut (?) 1.960
Zircon, bas (?) 1.800
Zirconia, Cubique 2.173 - 2.21
Zoïzite, Tanzanite 1.690-1.7