Reflektierendes Material mit definierten Reflexionseigenschaften

Hallo,

meine Frage an Euch wird vermutlich etwas exotisch sein, aber ich bin gespannt ob mir wer dabei helfen kann!

Ich beschäftige mich seit x-Jahre mit Reflexionssimulationen mit Tageslicht und Gebäuden und nutze dabei aktuell noch das 3ds max 2017 (mental ray Renderer) und die jetzt nicht mehr vorhandenen Lichtmesser.

Getestet habe ich V-Ray in den Anfangszeiten, aber eigentlich bin ich mit dem Material Spiegel oder auch Chrom zu sehr guten Ergebnissen gekommen dich ich als Lichtmesstechniker auch verifizieren konnte.

Die Materialien z.B. Spiegel arbeiten im Prinzip mit dem Reflexionsgesetz (Ausgangswinkel = Eingangswinkel) und das in jedem Winkel => logisch, sonst könnte man sich auch nicht sehen im Spiegel.
bei jedem Winkel: Einfallswinkel 0° bis hin zu 90° (89,99°) zur Flächennormale

meine Frage an euch Spezialisten ist, besteht die Möglichkeit ein Material zu kreieren, dass folgende Eigenschaften hat:
- das Reflexionsgesetz soll gültig sein
- aber ich möchte jetzt z.B. das nur im Bereich 60 - 90° zur Flächennormale Licht mit Gültigkeit des
Reflexionsgesetzes reflektiert wird.
- im Bereich 0° bis 59° zur Flächennormale gar nichts oder so stark vermindert das es signifikant am Lichtmesser messbar ist!

im Prinzip kann man beim Material CHROM ja die Eigenschaften in welchen Einfallswinkel das Reflexionsgesetz gilt verändern, aber nicht so "scharfkantig" wie ich es benötige. schon gar nicht mit Zahlenwerten.

Für mich als Laie was die Programmierung der Materialien angeht, könnte ich mir vorstellen das dieser Wunsch eigentlich sehr simple zu programmieren sein sollte? seitens 3ds Max sicherlich, aber bis dato weiß ich nicht ob solche Wünsche ernstgenommen werden und wo man diesen Wusch einwirft!

anbei das Bild von dem Eigenschaften CHROM die ich eben erwähnte und ein zweitens Bild was ich mir wünschen würde

Vorsichtig (ich hoffe ich verstoße nicht gegen Regeln vom Forum) würde ich auch den Aufwand für eine Erstellung/Programmierung eines solchen Materials bezahlen! soll jetzt kein Anreiz sein, aber wenn ein ordentlicher Aufwand dahinter steckt, darf es auch entlohnt werden!

ich war selber in der Vergangenheit auch direkt mit V-Ray in Kontakt die ja über BRDF Materialien/Scanner usw verfügen, aber leider war der Einsatz damals mit V-Ray - kaustischen Effekten - Lichtmesser für mich nicht praktikabel bzw. abbildbar in einem vernünftigen Prozess viele Lichtanalysen durchzuführen.

Aktuell hab ich bemerkt, dass V-Ray das Tool Lichtmesser aufgenommen hat. Leider fehlt mir mit den neuen Versionen (Arnold Renderer) die Erfahrung mit den kaustischen Effekten. Mein Workflow mit 3ds max 2017 ist einfach zu perfekt und müsste komplett verändert werden. Wenn es überhaupt möglich ist!

Ich hoffe meine Frage mit dem Reflexionsgesetz mit eingeschränkter Gültigkeit war soweit verständlich erklärt. Als Techniker oft nicht so einfach

Freue mich auf Antworten und von meiner Seite schon einmal einen herzlichen Dank und schöne Grüße aus Österreich!

Moin,

also vielleicht habe ich das ja falsch verstanden, aber meinst du quasi "Roughness" in einem PBR-basiertem Shader?
Im Physical Material beispielsweise kann man doch über "Roughness" einstellen, wo es reflektieren soll, und wo nicht. Selbiges für den "Metalness"-Wert.

Habe mal ein Gif angehangen. Aus dem Viewport heraus hat man auf den Objekten noch einen separaten Reflektionspunkt und ich habe den Shader jetzt in die Diffus-Farbe gelegt, damit man etwas im Viewport sieht.
Der Shader müsste dann aber natürlich in die Roughness oder ähnliches rein.
Habe dafür einen OSL-Shader gebastelt, der einfach bissl Vektoren umherwirft etc. Kann ich dir auch gern geben, wenn das für dich passt?

Hi,

vielen Dank für den ersten Input! Dein Vorschlag wäre für mich komplettes Neuland, aber gut!

bedeutet ich muss eine 3ds Max Version mit Arnold Renderer verwenden?
bis dato hab ich den Mental ray Renderer und Kaustik verwendet!
die Winkeleinschränkungen beziehen sich aber nicht auf den Beobachter sondern auf den Einfallswinkel der Lichtstrahlen von Lichtquellen z.B. Tageslicht?

zum Testen wäre es mehr als lässig wenn du mir es übermitteln kannst.
da ich einige Simulationen besitze mit realen Messdaten, kann ich hoffentlich bald sagen ob die Effekte auch der Realität entsprechen!

Hallo,

Ich denke das habe ich ggf. falsch verstanden. Die Einstellungen beziehen sich auf den Beobachter, da ich den Kamera-Vektor nutze. Ist also eher ein Fake.
Und ich möchte dich auch nicht bequatschen jetzt Arnold zu nutzen. Ich verstehe auch deinen Post nicht richtig, da du ja via Arnold auch keinen Zugriff mehr auf diese Lichtmesser-Helperobjekte hättest? Was genau tust du denn überhaupt? Brauchst du nun die Lichtmesser?

Hier habe ich einen alten Post gefunden, der ungefähr das fragt, was du erreichen möchtest.

https://forums.autodesk.com/t5/3ds-max-shading-lighting-and/completely-custom-brdf-curve-for-a-amp-d-material/td-p/4449737?db=5&profile.language=ru

D.h. quasi im A&D-Material die Custom-Curve auf 1 stellen komplett. Und dann über Falloff-Maps im Reflection Color Map -Slot arbeiten. Ich weiß nicht, ob du damit dein Ergebnis verwirklichen kannst, aber vielleicht hilft dir das.


Im Übrigen ist die Entwicklung eines MentalRay-Shaders nicht so trivial. Das sind ja quasi C++-Dateien, die dann kompiliert und bestenfalls in eine dll gelinked werden und das braucht denke ich schon Profi-Wissen, um das ordentlich zu tun. Hätte man ggf. das A&D-Material als Quelltext (weiß nicht ob das bei Max2016 beiliegt), könnte man das nehmen und ggf. nur den Input zum Custom-BRDF tauschen mit einer Kurve und dann diesen Shader kompilieren, aber kA, das ist schon extrem aufwändig, glaube ich.

Hi,

Okay - also der Kameravektor wäre falsch. ich bräuchte den Vektor der reflektierenden Oberfläche und der Sonneneinstrahlung.
Kurz erklärt "Was möchte ich machen": Reflexionsuntersuchungen von Oberflächen mit definiertem Reflexionsverhalten z.B. Glas mit spezieller Beschichtung oder Photovoltaikmodule mit optimierter Oberfläche.

vom Beruf selbst bin ich Lichtmesstechniker und beschäftige mich mit diesen Problemen seit vielen Jahre. Jetzt würde mich eine Erweiterung meiner Simulationen interessieren, weil sich natürlich die Materialien weiter entwickeln.

bis dato war die Annahme das Reflexionsgesetz ist gültig in allen Einfallswinkel auf die reflektierende Oberfläche. Nur ist das nicht immer so. Somit musste ich es bis jetzt aufwendig im Nachgang rausrechnen.

darum bin ich auf der Suche nach einem Material wo ich per Parameter einstellen kann, wann ein Licht reflektiert wird. Sprich strahlt die Sonne steil z.b. 20° zur Flächennormale der Oberfläche auf die Oberfläche, dann soll der Lichtstrahl nicht reflektiert werden oder zumindest so schwach das ich es signifikant per Lichtmesser-Helperobjekt erfasse.

ad Lichtmesser: ein Tool was sehr hilfreich ist, wenn man die Simu über ein Jahr in 1min Auflösung rechnen lässt und mehrere Immissionspunkte hat und danach auswerten möchte.
was ich so weiß wurde das Tool aber seitens Autodesk aufgelassen und es steht jetzt durch VRay zur Verfügung.

Iwann muss ich meine 2016er Version samt MentalRay sowieso verlassen. Aber bis dato war mein Workflow schon fast perfekt
daher bin ich nicht abgeneigt auf die neue Version per Arnold Renderer umzusteigen und zur Not per VRay die Lichtmessung durchführen. Was anderes ist mir mit der neuen Version noch nicht eingefallen.

ich bin auch am überlegen mir ein BRDF Messgerät anzuschaffen um "echte" Daten zu erzeugen, aber diese Messgeräte haben leider noch einige Schwächen. Meine Lichtmesssysteme im Labor sind zwar HighEnd, aber benötigen leider eine spezielle Schnittstelle damit ich BRDF Daten raus schreiben könnte. Eigentlich sind die Systeme zum Vermessen von Leuchtensysteme gebaut worden ;-)

Danke Danke nochmal für deine super Tipps. Der Link ist schon mal ein nächster Anhaltpunkt den ich mir jetzt genauer anschaue.
Dachte schon mit den OSL hätte ich eine Lösung, außer es lässt sich doch der Sonnenstrahl mit der reflektierenden Oberfläche verknüpfen?

anbei ein Rendering - die weiße Aufhellung ist eine verstärkte Kaustik und zeigt per Video oder einzelne Renderings wo sich die Bereiche befinden in denen man direkt in die Sonnenreflexion sieht!
in Ö haben wir dann seit 2016 eine eigene Richtline mit Grenzwerten usw...

hoffe mein Thema / Problem ist etwas klarer

https://forums.chaos.com/forum/v-ray-for-maya-forums/v-ray-for-maya-wishlist/47406-custom-brdf-or-schlick-implementation-pretty-please
Hier ist noch ein alter Thread für VRay, aber da kommt jetzt auch nix weiter raus, außer eben eine FallofMapp in Reflectivity zu packen. Ggf. wäre dann wohl VRay für dich die bessere Wahl?
Dazu passend habe ich auch diese Map hier gefunden:

https://docs.chaos.com/display/VMAX/VRayFakeFresnelTex

etwas älter, aber das hier hatte ich auch noch gefunden.
Aber da kannst du jetzt auch keine Curve reinpacken.
https://www.sigerstudio.eu/sigertexmaps-complexfresnel/

in dem Thread hier ist auch nochmal ein Node-Graph zu sehen, wie man den built-in fresnel deaktiviert und stattdessen mit "ramp"/falloff ein Material bauen könnte
https://maxforums.org/forum/thread/ggx_brdf_metals_or_more/0

Generell so wie ich das verstehe, kann man ggf auch dann den IOR extrem erhöhen, um quasi die internen Berechnungen zu biegen, wenn man den internen IOR benutzen will? Na ja, bin da echt nicht tief genug in der Materie.
Aber wenn du Arnold nutzen wollen würdest, fehlt dir ja dann der Lichtmesser, oder?
Das Problem sehe ich aber auch ein wenig darin, dass die Materials ja an sich eine Approximation sind. Reicht diese Genauigkeit denn überhaupt aus?

Wenn ich Arnold und VRay - Lichtmesser nicht gleichzeitig benutzen kann, dann hab ich ein Problem. Wobei ich gegen VRay nicht abgeneigt bin, überhaupt wenn man BRDF Daten hat. Aber die sind bis dato das Problem!

Vielen Dank für deine Links. Bin selber auch schon auf ein paar andere gestoßen, aber ich merke du suchst mit einem besseren Auge als ich. interessante Links die ich mir merke für andere Zwecke.
Ich dachte das die "Entwicklung eines Materials" für einen Fachmann einfacher ist, schätze ich müsste jetzt wirklich einmal bei Autodesk die Anfrage einkippen und ein paar Jahre warten auf eine Antwort.

thema Falloff-Map:
hab ich gestern noch getestet, ABER iwie komme ich mit der Falloff-Richtung nicht klar bzw. die Ergebnisse:
wenn ich den Falloff auf einer reflektierenden Fläche benutzen möchte, dann muss ich beim Typ "Rechtwinklig/Parallel" und bei der Richtung "Lokale X-Y-Z-Achse" (Die Achse die normal zur Fläche steht) nehmen. oder? kein Objekt auswählen, weil dann das Objekt mit dem Material + Falloff-Map verwendet wird als Bezugsfläche.
so hätte ich es laut Support verstanden:
https://knowledge.autodesk.com/de/support/3ds-max/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2019/DEU/3DSMax-Lighting-Shading/files/GUID-B3F75800-E884-467B-A4D1-C95702BFA15F-htm.html

die anderen Optionen wie Kamera usw. wären ja alle verfälscht und nicht richtig.

Genauigkeit:
bis Dato wurde das Material Spiegel verwendet! ich habe 3 Objekte mit besonderer Verglasung vermessen bzw. 1 Objekt ist bei mir und das kann ich das ganze Jahr beobachten und vergleichen. Ja - wenn man die geometrischen Unsicherheiten mit berücksichtigt - passt das sehr gut! Natürlich nicht die absolute Zeit wie "die Blendung/Reflexion startet um 12:25Uhr an einem definierten Immissonspunkt". Jedes Grad (z.B. Dachneigung ist nicht 40° sondern real 41° erzeugt dann Abweichungen, aber die Dauer von 12:25Uhr bis 12:55Uhr ist dann z.b. 12:33 bis 13:00 Uhr. jede normale vektorielle Berechnung hat diese Unsicherheiten, speziell weil bei komplexen Flächen wird es rein mathematisch unübersichtlich und das Thema Verschattung durch fremde Objekte zw. Reflexion und Immissionspunkt wird extrem aufwendig bis gar nicht lösbar.
im Prinzip geht es darum im Vorfeld zu untersuchen, ob es überhaupt reflektiert zu einem definierten Immissionspunkt (Wohnraum, Verkehrsfläche,...), dann in welchen Ausmaß und wenn notwendig Verbesserungsmaßnahmen testen.

zum OSL noch kurz:
kann man einer Oberfläche / Objekt nicht einen Vektor verpassen und mit diesen dann rechnen? so wie du es mit dem Kameravektor gemacht hast?

Vielen Dank nochmal für deine Zeit!

Ja, kein Problem.

Ich glaube das größte Problem ist einfach, dass wir unterscheiden müssen.
In 1) Fake-Materialien und 2) korrektes Raytracing.

Was ich da mit dem Kamera-Vektor etc. vorgeschlagen habe oder die Fakes mit dem Falloff, das ist dann quasi nur für den Betrachter (Die Kamera eben). Aber was ist mit off-Screen - oder okkludierten Flächen? Da hilft nur eine korrekte Raytracing-Tiefe und ein passendes Material mit korrektem BRDF?
Da bin ich mir nicht 100% sicher und da müsste man mal Tests machen. So richtig verstehe ich das aber auch gerade noch nicht

Ich frag mal im Beta-Forum für dich. Da gibt es 1-2 fähige User. Das Problem ist ja, dass für VRay eben Chaos Group dein Ansprechpartner wäre (da kannst du ja mal im Forum nachhaken, Stichwort "Custom BRDF curve"?) und für Arnold auch das Arnold-Team an sich zuständig ist, nicht direkt Autodesk. Aber die entwickeln auch nicht für einzelne User. Von daher müsstest du wenn dann einen fähigen Programmierer ansprechen, der sich damit auskennt. Aber ich frag nochmal nach, vielleicht erhalte ich noch weitere Ideen usw.

Bis dahin

https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2021/ENU/3DSMax-Lighting-Shading/files/GUID-19073D30-AAFA-428D-986F-EFFFE07D9CA6-htm.html

Hatte gerade das hier noch gefunden. Aber selbst wenn, dann könnte man wieder nur Werte für 0 und 90Grad eingeben und den Slope, aber keine eigene Kurve.

Ja, kein Problem.

Ich glaube das größte Problem ist einfach, dass wir unterscheiden müssen.
In 1) Fake-Materialien und 2) korrektes Raytracing.

Was ich da mit dem Kamera-Vektor etc. vorgeschlagen habe oder die Fakes mit dem Falloff, das ist dann quasi nur für den Betrachter (Die Kamera eben). Aber was ist mit off-Screen - oder okkludierten Flächen? Da hilft nur eine korrekte Raytracing-Tiefe und ein passendes Material mit korrektem BRDF?
Da bin ich mir nicht 100% sicher und da müsste man mal Tests machen. So richtig verstehe ich das aber auch gerade noch nicht

Ich frag mal im Beta-Forum für dich. Da gibt es 1-2 fähige User. Das Problem ist ja, dass für VRay eben Chaos Group dein Ansprechpartner wäre (da kannst du ja mal im Forum nachhaken, Stichwort "Custom BRDF curve"?) und für Arnold auch das Arnold-Team an sich zuständig ist, nicht direkt Autodesk. Aber die entwickeln auch nicht für einzelne User. Von daher müsstest du wenn dann einen fähigen Programmierer ansprechen, der sich damit auskennt. Aber ich frag nochmal nach, vielleicht erhalte ich noch weitere Ideen usw.

Bis dahin

ich dachte mit der Verknüpfung eines Objektes oder der "lokalen Ausrichtung x-y-z" würde man den Betrachter umdefinieren - Sprich nicht die Kamera sondern das Objekt selbst!

Super - danke! ich werde auch meine alten Emails an das ChaosTeam rausholen und ihnen nochmal schreiben! Arnold Team muss ich erst den Kontakt aufbauen!