Texturing in CINEMA 4D – Erstellen eines Haut-Materials

Tutorials 16. März 2015 – 0 Kommentare

In diesem Tutorial erzeugen wir mit den CINEMA 4D-internen prozeduralen Shadern ein Material für eine Hautoberfläche inklusive Adern.

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Wir werden das in der obigen Abbildung verwendete Haut-Material Schritt für Schritt in CINEMA 4D anlegen. Natürlich kann dieses Haut-Material auch als Ausgangsbasis für andere Hauttypen bzw. für jüngere oder ältere Haut dienen.

Erzeugen wir uns ein neues Material, in dem wir doppelt auf eine freie Stelle im Material-Manager klicken. Dabei nicht vergessen, dem Material auch einen passenden Namen zu geben.
Wir beginnen im Farbe-Kanal des Materials. Dort soll eine aus Fusion-Shadern aufgebaute Textur für eine natürliche Hautfarbe sorgen.
Wir wählen ihn aus dem Textur-Menü unter dem Pfeil-Button als Textur für den Farbe-Kanal aus.

Die beiden Elemente Blendkanal und Ausgangskanal des FusionShaders sollen sich zwei verschiedene Aufgaben teilen. Der Ausgangskanal wird für eine untere Haut- bzw. Gewebeschicht sorgen, in der die grobe Farbstruktur festgelegt wird.
Darüber legen wir dann im Blendkanal eine weitere Haut-Texturschicht, die für die offensichtliche Hautfarbe und auch für die Zeichnung der Adern zuständig ist.
Kümmern wir uns zuerst um die untere Schicht, indem wir einen zusätzlichen Fusion-Shader über das Menü im Pfeil-Button in den Ausgangskanal setzen.

Dieser unterste Fusion-Shader soll aus zwei Ebenen mit Noise-Shadern ausgerüstet werden. So lässt sich die farbliche Musterung der unteren Hautschicht gut abstimmen und kombinieren.
Legen wir also für den Ausgangskanal einen ersten Noise-Shader über das Pfeil-Button-Menü fest.

An dieser Stelle gleich der Hinweis, dass die in den Noise-Shadern definierten knalligen Farben im weiteren Verlauf abgeschwächt bzw. weiterverarbeitet werden.
Für die erste Farbe darf also ruhig ein nahezu rotes Orange und für die zweite Farbe ein Hautton gewählt werden.
Die gewebeähnliche Struktur lässt sich recht gut mit dem Stupl-Noise realisieren. Wir reduzieren zusätzlich noch die globale Größe auf 50% und verwenden den Raum „UV (2D)“, damit der Noise zweidimensional wirkt.
Um das farbliche Muster noch etwas weiter aufzuweichen, reduzieren wir den Kontrast des Noise auf ca. -70%.

Nachdem wir den ersten, unteren Noise-Shader fertig haben, wechseln wir eine Ebene höher in den Einstellungsdialog des unteren Fusion-Shaders und fügen den zweiten Noise-Shader, diesmal in den Blendkanal, ein.

Für diesen zweiten Noise verwenden wir gleich direkt den Standard-Noise als Noisetyp. Als Farben kommen diesmal ein ockerähnliches Braun sowie ein helles Violett zum Einsatz.
Damit sich dieses Muster etwas vom ersten Noise-Muster abhebt, setzen wir die globale Größe auf 75%.
Auch hier verwaschen wir die Noise-Struktur über eine Reduktion des Kontrasts auf ca. -50%.

Eine Ebene weiter oben im Einstellungsdialog des Fusion-Shaders können wir das Zusammenspiel der beiden Noise-Shader nun wesentlich besser abschätzen.
Für die Verrechnung der beiden Kanäle belassen wir den Modus auf Normal, reduzieren dafür aber den Überblendungs-Wert auf ca. 57%.
Es ergibt sich die gewünschte muskelartige Gewebestruktur.

Der hierarchisch untere der verschachtelten Fusion-Shader ist damit fertiggestellt. Nun geht es an die eigentliche Hautoberfläche.

Wir wechseln dazu über den Pfeil-Button am oberen rechten Rand des Material-Editors in die Hauptebene des Fusion-Shaders.
Hier fehlt uns noch der Blendkanal für die eigentliche Hautfarbe. Den Job, eine bereits vorhandene Materialebene durch eine zusätzliche Färbung zu verändern, erfüllt der entsprechend genannte Colorizer-Shader. Wir fügen ihn dem Blendkanal über das Menü im Pfeil-Button zu.

Wir könnten den Colorizer-Shader nun einfach als flächendeckenden Hautfärber verwenden. Dafür ist er aber viel zu schade. Weil auch er mit Texturen arbeiten kann, lassen sich mit ihm auf diesem Weg nämlich auch die Adern realisieren.
Zunächst bestimmen wir aber über den Gradienten des Shaders die eigentliche Hautfarbe. Wie in der obigen Abbildung gezeigt, setzen wir auf das linke Ende die gewünschte Hautfarbe und auf das rechte Ende des Gradienten ein helles Blau, das später in der Textur als Aderung wiedergegeben wird.
Der größte Bereich dieses Shaders bzw. Gradienten ist selbstredend hautfarben; die Farbgreifer sollten also entsprechend angepasst sein.

Für die Aderung nehmen wir am besten einen Noise-Shader. Wir legen ihn über das Menü im Pfeil-Button als Textur im zugehörigen Feld an.

Natürlich verlaufende Linienstrukturen, mit der wir sehr schön die Adern nachbilden können, bietet der Sema-Noise. Als Farben verwenden wir Schwarz und ein helles Grau, dadurch werden bei der Verarbeitung dieses Shaders im Fusion-Shader nur die hellen Stellen der Linienstruktur berücksichtigt.
Wir belassen die Oktavenzahl auf 1, damit die Aderung nicht zu wirr ineinander verläuft.
Eine globale Größe von 200% passt die Größe der Adern noch der umliegenden Haut an. Wir setzen zusätzlich das Delta auf 200%, weil wir diesen Noise auch für den Relief-Kanal weiterverwenden. Die Delta-Größe wird dort dafür sorgen, dass die Adern nicht zu schroff aus der Hautoberfläche hervorstechen.

Wie bereits erwähnt, brauchen wir diesen Shader noch für den Relief-Kanal. Um auch wirklich den richtigen der vielen Shader zu kopieren, wechseln wir eine Ebene höher in den Einstellungsdialog des Fusion-Shaders und kopieren uns den Noise-Shader über den Befehl Shader/Bild kopieren des Menüs im Pfeil-Button in die Zwischenablage.

Jetzt ist auch die obere der beiden Haut-Shader-Schichten komplettiert. Wir überblenden die beiden Schichten mit einem Wert von ca. 70%. Sollte der Hauttyp beim späteren Rendering etwas zu hell oder zu dunkel zu sein, lässt sich hier schnell Abhilfe schaffen.

Auch die Arbeiten am Farbe-Kanal sind damit abgeschlossen. Da wir uns schon einen Shader für den Relief-Kanal kopiert haben, machen wir auch gleich dort weiter.

Nachdem wir den Relief-Kanal über die Kanalliste auf der linken Seite des Material-Editors aktiviert haben, laden wir uns einen Ebene-Shader als Textur hinein. Der in der Zwischenablage befindliche später kommt erst einen Schritt später zum Zug, da es neben den Adern ja auch noch andere Hautunebenheiten zu berücksichtigen gilt.

Nach Klick auf den Shader-Button des Ebene-Shaders landen wir in der Ebenen-Verwaltung. Dort fügen wir jetzt den kopierten Noise-Shader mit der Aderung per Klick auf den Button Shader… hinein.

Die einzige Änderung, die wir nun noch an unserem Noise-Shader vornehmen müssen, ist der Tausch der beiden Shader-Farben Schwarz und Hellgrau.
Andernfalls würden die Adern nicht aus der Hautoberfläche heraus, sondern als Vertiefungen in die Haut hinein generiert werden.

Über den bereits integrierten Noise-Shader für die Adern bauen wir jetzt noch zwei weitere Shader-Ebenen ein: einen Noise– und einen Tiles-Shader. Die obige Abbildung zeigt den Aufbau im Überblick; legen wir und also die beiden Shader jeweils per Klick auf den Button Shader… über das Auswahlmenü an.

Kümmern wir uns als Erstes um den Noise-Shader, in dessen Einstellungsdialog wir per Doppelklick auf das Shader-Thumbnail gelangen. Dieser Noise-Shader bildet mehr oder weniger die untere Hautschicht nach, die wir im Farbe-Kanal bereits definiert haben. Wichtig sind hier zum einen die globale Größe von 50% sowie der Kontrast von ca. 55%, damit die Gewebestruktur nicht zu verwaschen abgebildet wird.

Der Tiles-Shader bildet mehr oder weniger die Hautporen nach. Wer das Haut-Material nie für Close-Ups verwenden wird, kann auf diesen Shader auch verzichten, da von ihm bei normalem Kameraabstand durch das Antialiasing nicht allzu viel übrig bleiben wird.
Wir verwenden das Muster der Kacheln und setzen alle Kachelfarben gleichsam auf Weiß. Die unter den Größen-Parametern abgebildeten Werte verdeutlichen, dass es sich hier um kleinste Noise-Ausprägungen handeln soll.

Zurück in der Ebenen-Verwaltung des Ebene-Shaders müssen wir nur noch die Blendemodi der Ebenen festlegen. Für die mittlere Noise-Ebene für die gröberen Hautunebenheiten verwenden wir den Multiplizieren-Modus bei einer Stärke von etwa 10%, die oberste Ebene mit den Poren lassen wir über die anderen Ebenen mit ca. 30-35% überlagern.

Im Einstellungsdialog des Relief-Kanals legen wir schließlich noch die Stärke der Relief-Ausprägung fest. Hier empfehlen sich Werte von -1% bis -5%, je nachdem, wie stark die Adern an der Hautoberfläche sichtbar sein sollen.

Auch wenn unsere Haut nicht wirklich glänzt – ein relativ niedriges, dafür breites Glanzlicht sorgt dafür, dass sich die Hautoberfläche bei Lichteinstrahlung entsprechend matt und samtig gibt. Gleich werden wir dazu noch eine zusätzliche Verfeinerung in Form eines ideal geeigneten Illuminationsmodells verwenden.

Zunächst kümmern wir uns aber noch um den Glanzfarbe-Kanal. Weil wir in den Glanzlicht-Kanal keine Textur laden können und ein weiß schimmerndes Glanzlicht nicht wirklich zur Hautoberfläche passt, können wir hier beim Glanzfarbe-Kanal die Scharte auswetzen.
Wir integrieren den bereits aus dem Farbe-Kanal bekannten Colorizer-Shader über das Menü im Pfeil-Button als Textur in den Glanzfarbe-Kanal.

Auch hier legen wir zunächst die eigentliche Farbe für den Glanzfarbe-Kanal fest.
Passend zu den Adern verwenden wir zur linken Seite ein kurzes Stück dunkleres Rosa, zur rechten Seite hin, für die glatteren Hautflächen, darf es ein sehr helles Rosa sein.

Als Textur für den Colorizer-Shader kommt natürlich kein anderer Shader als der Ebene-Shader aus dem Relief-Kanal in Frage. Wir kopieren ihn uns schnell aus dem Textur-Feld des Relief-Kanals und fügen ihn über das Menü im Pfeil-Button als Textur ein.

In obiger Abbildung ist zu sehen, wie sich der kopierte Ebene-Shader in Zusammenarbeit mit dem Colorizer-Shader verhält. Die Adernstruktur wird wie gewünscht mit dem dunklen Rosaton gezeichnet, die flachen Stellen im Noise besitzen das helle Rosa.

Wie schon kurz angedeutet, haben wir in CINEMA 4D verschiedene Illuminationsmodelle zur Verfügung. Illuminationsmodelle kümmern sich um das Shading der Texturen bzw. Materialien und können zusätzlich Einfluss auf die Oberflächenbeschaffenheit von speziellen Materialien wie Textilien oder eben auch Haut nehmen.
Wir finden die Illuminationsmodelle für jedes Material separat im Eintrag Illumination.
Für unsere Zwecke ist das Modell Oren-Nayar prädestiniert. Es ahmt sehr schön den stumpfen, weichen Charakter der Haut nach.

Der Würfel zeigt das eben von uns erstellte Haut-Material. Auf dieser Basis kann die Haut nun ganz nach Bedarf abgeändert werden. Für die Hautfarbe ist selbstredend der Farbe-Kanal die erste Anlaufstelle; eine stärkere oder schwächere Ausprägung der Aderung ist leicht über den Relief-Kanal zu erreichen.

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