Ржавый металл в Blender: слои износа без Substance

Ржавчина это не текстура, а история. В отличие от чистого полированного металла, который разобран в материале про 3D-текст, металл ржавеет там, где на него попадала вода, где содралась краска, где скапливалась грязь. Материал, в котором ржавчина распределена случайно, выглядит как пятнистая раскраска, а не как проржавевшая вещь.

Дальше послойное построение такого материала процедурно, без внешних программ: от чистого металла до подтёков и отслоившейся краски. Тот же послойный подход на другом материале разобран в кирпичной стене.

Из чего состоит ржавый предмет

Разложение задачи на слои, которые собираются по очереди.

Основа: металл. Отражающий, с направленной шлифовкой или без.

Краска поверх. Если предмет был окрашен. Матовая, с собственным цветом.

Отслоение краски. Места, где она сошла и виден металл.

Ржавчина. Там, где металл открыт и была влага. Матовая, шероховатая, объёмная.

Подтёки. Ржавые следы, стекающие вниз от очагов.

Грязь и пыль. Поверх всего, в углублениях.

Ключ к достоверности: каждый слой появляется не там, где случайно, а там, где для него есть причина.

Основа: чистый металл

Начинаем снизу.

Металличность на максимуме, шероховатость средняя. Полированный металл под краской не бывает, поэтому лишний блеск здесь не нужен.

Лёгкая направленная неоднородность шероховатости даёт следы проката или обработки. Это видно только на открытых участках, но именно они привлекают внимание.

Цвет: сталь почти нейтральная, чуть холодная. Для чугуна темнее и теплее.

Подробный разбор построения металла есть в материале про реалистичный металл.

Где ржавчина появляется на самом деле

Самая важная часть, определяющая правдоподобие.

Нижние поверхности и места скопления воды. Там, где влага стоит, а не стекает.

Сварные швы и стыки. Разнородный металл и щели, где держится вода.

Крепёж. Болты, заклёпки, шайбы ржавеют первыми и заражают вокруг себя.

Царапины и сколы. Любое повреждение покрытия это точка старта.

Углы и внутренние сгибы. Там скапливается грязь, которая держит влагу.

Края и кромки. Покрытие на ребре тоньше и стирается быстрее.

Обратите внимание: половина пунктов это места, которые определяются геометрией. Отсюда следующий раздел.

Запечённые карты как основа масок

Приём, который делает работу управляемой.

Вместо ручного рисования масок используются данные о самой геометрии.

Карта перекрытия. Показывает углубления и внутренние углы. Готовая маска для грязи и застоявшейся влаги.

Карта кривизны. Выделяет выпуклые рёбра. Готовая маска для стёртой краски.

Направление поверхности. Показывает, что смотрит вверх, а что вниз. Нужна для подтёков и для воды сверху.

Высота по объекту. Позволяет сделать больше ржавчины внизу, у земли.

Эти четыре источника закрывают почти все закономерности. Как их получить, разобрано в материале про запекание карт.

Слой краски и её отслоение

Второй по заметности элемент.

Краска смешивается с металлом по маске. Маска строится из кривизны: на выпуклых рёбрах краски нет, на плоскостях есть.

Добавляется шум, чтобы граница не была геометрически ровной. Реальное отслоение имеет рваный неровный край.

Важная деталь: у отслоившейся краски есть толщина. По краю скола видна её кромка, и это делается лёгким рельефом на границе маски.

Вторая деталь: под отслоившейся краской металл не чистый, там уже пошла ржавчина. Слои связаны: где нет краски, там ржавеет.

Сама ржавчина

Материал с характерными свойствами.

Цвет: не один оранжевый, а диапазон от жёлто-рыжего свежего налёта до тёмно-коричневого старого.

Металличность: нулевая. Ржавчина это не металл, и это главное отличие в материале. Ржавые участки с металличностью выглядят неверно.

Шероховатость: высокая, с разбросом. Ржавчина матовая и неоднородная.

Рельеф: объёмный. Ржавчина вспучивает поверхность, и это заметно. Плоская ржавчина читается как пятно краски.

Многослойность цвета делается наложением нескольких шумов разного масштаба: крупный задаёт пятна, мелкий фактуру.

Подтёки

Деталь, дающая больше всего достоверности за раз.

От каждого очага ржавчины вниз идёт след: вода стекала и несла с собой ржавые частицы.

Как это делается: маска, вытянутая по вертикали от источника. В процедурном виде это шум, сильно растянутый вдоль одной оси, умноженный на маску очагов.

Что учесть. Подтёк идёт строго вниз по мировой оси, а не по поверхности объекта. Он слабее у конца. Он огибает выступы.

Подтёки от болтов на вертикальной поверхности это, пожалуй, самый узнаваемый образ ржавого металла вообще.

Грязь и пыль поверх

Последний слой, объединяющий картину.

Грязь ложится в углубления по карте перекрытия. Она матовая, тёмная, без цвета.

Пыль ложится на горизонтальные поверхности по карте направления. Она светлая и снижает контраст.

Оба слоя делают материал цельным: без них ржавчина и краска выглядят двумя отдельными материалами, наложенными друг на друга.

Мера: грязь не должна съедать проработку под собой. Она приглушает, а не закрывает.

Стадии коррозии

Разные истории требуют разной подачи.

Начальная. Точечные рыжие очаги на крепеже и царапинах, краска почти целая. Читается как заброшенность на год-два.

Средняя. Краска отслаивается кусками, ржавчина сплошная на нижних частях, подтёки выражены.

Глубокая. Металл проеден, появляются дыры, слоистые отслоения, форма нарушена.

Последняя стадия требует изменения геометрии, а не только материала: дырявый металл материалом не изобразить.

Рельеф: где нужна геометрия

Граница возможностей материала.

Мелкая шероховатость ржавчины прекрасно делается картой нормалей.

Средний рельеф, вспучивание, отслоившиеся чешуйки требуют смещения поверхности, иначе на скользящем свете их не видно.

Сквозные повреждения и рваные края требуют настоящей геометрии.

Практический ориентир: если дефект виден на силуэте, его надо делать геометрией. Если нет, хватит карт.

Другие виды коррозии

Ржавчина это про сталь, но металлы портятся по-разному.

Медь и бронза. Патина зеленовато-голубая, ложится ровным слоем и держится в углублениях. В отличие от ржавчины она не разрушает металл, а защищает его, поэтому форма остаётся целой.

Алюминий. Не ржавеет, а мутнеет: поверхность покрывается белесым налётом, теряет блеск и становится шершавой. Ярких цветов нет.

Оцинкованная сталь. Сначала тускнеет цинк с характерным серым узором, и только потом, когда покрытие сходит, начинается ржавчина.

Латунь. Темнеет до коричневого, а на выступающих местах, которых касаются руками, остаётся блестящей. Этот контраст очень узнаваем.

Путаница между ними частая: зелёная патина на стальном предмете или оранжевая ржавчина на алюминии сразу выдают невнимательность.

Проверка материала

Как понять, что получилось.

Посмотреть при скользящем свете: работает ли рельеф ржавчины.

Отойти далеко: читается ли предмет как ржавый, или превращается в пятна.

Посмотреть на подтёки: идут ли они вниз по мировой вертикали.

Проверить металличность на ржавых участках: она должна быть нулевой.

Сравнить с фотографией: почти всегда обнаруживается, что ржавчины слишком много и она слишком равномерная.

Свет для ржавого металла

Постановка, показывающая проделанную работу.

Ржавый предмет сложнее чистого металла: в нём одновременно есть отражающие участки и матовые. Свет должен работать на обоих.

Скользящий источник обязателен: только под малым углом видно рельеф ржавчины и кромки отслоившейся краски. При свете в лоб вся проработка рельефа пропадает.

Окружение с контрастом нужно для уцелевших металлических участков: им по-прежнему нечего отражать в пустой сцене.

Практический приём для проверки: покрутить источник вокруг объекта. Хорошо собранный материал меняется при этом заметно, плоский остаётся одинаковым.

Грабли, на которые наступают все

Порядок, который себя оправдал

Сводка по шагам.

Порядок важен: маски строятся до материалов, иначе придётся переделывать оба. Тот же порядок работает и там, где фотореализм не нужен: стилизованные текстуры рисуются вручную, но слоями.

Частые вопросы