Video tutorial Blender 3D 2.6 + Cycles in Italiano, con file blend in regalo; versione testuale (con timing)

NOTA --- Per visualizzare la versione video di questo tutorial, cliccare qui

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Salve a tutti,

questo è il primo tutorial riguardante Cycles, il nuovo motore di rendering node-based integrato in maniera nativa in Blender 3D a partire dalla versione 2.61 del programma; raccolgo materiale su Cycles da un po' ma ho aspettato la release ufficiale prima di realizzare dei videotutorials, ora finalmente possiamo iniziare!

In questo tutorial vedremo gli elementi fondamentali del nuovo motore di rendering ed esamineremo una scena che potrete scaricare gratuitamente e senza registrazione dal mio sito web, in modo da poter fare le vostre prove con materiali, textures, illuminazione eccetera e magari pubblicando poi i vostri test nel Forum del sito, nella sezione Gallery degli Utenti.

(cliccare sull'immagine per ingrandirla)

Cycles è un motore di rendering realizzato da Brecht van Lommel, che ho avuto il piacere di conoscere ad Amsterdam alla Blender Conference 2011. Cycles è perfettamente integrato in Blender 3D. In passato ho pubblicato qualche videotutorial su Yafaray, un motore di rendering fotorealistico utilizzabile anche in Blender al posto del motore di rendering standard del programma, Blender Render... in pratica, il motore che utilizziamo di default quando premiamo F12 e renderizziamo la scena 3D, come sto facendo in questo momento a video.

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Adesso sto spostando un po' il cubo nella 3D View e sto avviando nuovamente i rendering perché, con Blender Render, ogni volta che facciamo una modifica dobbiamo ri-renderizzare la scena per vedere gli effetti nel rendering finale... considerazione apparentemente banale, ma aspettate di vedere cosa possiamo fare con Cycles e capirete il perché di questa osservazione!

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Sto aggiungendo un plane sotto il cubo presente di default e sto spostando la fonte di luce per parlare anche di un'altra caratteristica di Blender Render, ossia l'assenza – di default, almeno – del calcolo dell'illuminazione indiretta, quella di rimbalzo, un effetto di illuminazione globale che è fondamentale per ottenere il fotorealismo; se si renderizza ad esempio una cucina o comunque un interno in Blender senza Indirect Lighting o senza aggiungere fonti di luce “fittizie”, infatti, le facce degli oggetti non direttamente esposte alle fonti di luce risulteranno nere, come avviene nella scena trattata in questo momento a video con le facce del cubo non direttamente illuminate... comportamento, questo, che chiaramente non si ha nel mondo reale. Con Blender qualcosina cambia se si attiva Indirect Lighting, disponibile a partire dalla versione 2.5 di Blender 3D, che consente di calcolare la luce di rimbalzo per un certo numero di rimbalzi, infatti adesso anche la faccia non illuminata del cubo non è più nera, il problema è che questo algoritmo è molto, MOLTO lento e, come tutto il resto del motore di rendering nativo di Blender, Blender Render, fa uso della CPU, uno collo di bottiglia notevole considerando che ora le GPU, soprattutto quelle con tecnologia CUDA, sono molto più potenti anche delle CPU di fascia medio-alta.

Altra cosa da notare: quelle ombre troppo, troppo nette... ok, stiamo utilizzando una fonte di luce Lamp omnidirezionale che, tecnicamente, dovrebbe avere la dimensione di un punto, quindi giustamente non proietta cono di penombra, ma nel mondo reale nessuna fonte di luce ha tale caratteristica, ecco perché abbiamo ombre sfumate o il famoso cono di penombra delle eclissi solari... con Blender, possiamo introdurre la sfumatura nelle ombre anche per le luci Point Light aumentando i Samples, ma ciò porta ancora una volta a tempi di rendering decisamente più elevati, soprattutto se si desidera un risultato di qualità, ottenibile in genere con le Area Lamp e molti Samples...

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Con la versione 2.61 di Blender, stiamo uscendo dal medioevo: tra i motori di rendering nativi, selezionabili dal selettore Engine nella finestra Info, in alto al centro, abbiamo Cycles: selezioniamolo e premiamo subito F12, per avere il primo impatto a sangue freddo con una scena renderizzata col nuovo motore...

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La prima cosa che notiamo è che la scena è stata renderizzata velocemente, in circa 2 secondi (la CPU utilizzata è un i7 con 4 core, 8 thread), beh velocemente se si considera che c'è già l'illuminazione indiretta e le ombre sono sfumate, come visibile a video.

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Torniamo comunque alla 3D View per osservare una funzionalità davvero interessante: la possibilità, scegliendo la nuova voce “Rendering” (disponibile appunto con Cycles) nel selettore Viewport Shading della 3D View, di visualizzare la scena renderizzata, ma ancora modificabile in tempo reale, all'interno della 3D View stessa, senza dover premere F12 e osservare di volta in volta il risultato in una finestra UV – Editor delle immagini!

I manipolatori e la griglia non sono visibili, ma è possibile selezionare un oggetto con un click del tasto destro oppure scegliendolo dall'Outliner e premere ad esempio G X per traslarlo in tempo reale sull'asse X, osservando di volta in volta il nuovo rendering... all'inizio il rendering sarà molto granuloso o, come si dice in questi casi, “rumoroso”, tuttavia non appena ci fermeremo (ossia non modificheremo nulla nella scena, né il punto di vista né materiali o posizioni degli oggetti), a poco a poco la qualità dell'immagine migliorerà.

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Ciò è dovuto al fatto che il rendering è realizzato, in un certo senso, in maniera incrementale, effettuando vari passi detti “Samples”, indicati in alto a sinistra nella finestra del rendering, con l'immagine che sarà più pulita e accurata quanti più samples verranno effettuati. Ogni volta che cambiamo qualcosa in tempo reale, la 3D View in modo Rendering rifarà i calcoli dal primo Sample fino a un certo numero di iterazioni, di default 10 ma vedremo come cambiarlo.

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Le voci riguardanti i calcoli da fare, ad esempio i Samples, i rimbalzi da calcolare, le caustiche, eccetera si trovano nella sezione Integrator della scheda Render, all'interno della Properties Window; notiamo in particolare due voci Samples: una per la View, ossia la vista 3D Rendering interattiva, che stiamo vedendo ora a video, e una per il rendering, ossia il classico rendering che si lancia, anche qui, con F12, per cui magari ora possiamo lavorare, ad esempio, con 10 Samples, per avere un'anteprima del rendering in tempo reale senza impiegare molto tempo e poi lanciare il rendering finale, visto sempre dalla Telecamera, con 100 o più Samples, per avere un'immagine “pulita”, poco rumorosa.

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Nota importante: se mettiamo 0 in Preview Sample, l'algoritmo non terminerà più, aggiungendo continuamente samples, quindi migliorando sempre più la scena... cosa utile magari per capire quanti samples ci servono per il rendering finale, soprattutto se dobbiamo fare delle animazioni, perché possiamo mettere 0 in Preview, osservare a che Sample siamo arrivati leggendo la relativa scritta in alto nella finestra 3D View, e se notiamo che ad esempio già con 100 o 200 Samples la scena è pulita, possiamo fermare la Preview, scrivere 200 nel campo Render Samples e avviare il rendering finale, sia di un'immagine che di un'animazione.

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Ok, abbiamo visto che con 10 Samples e un'immagine rumorosa ci voleva poco tempo, ma già per arrivare a 100 samples stiamo impiegando un bel po'... nella scheda Render, quindi, scegliamo Feature Set Experimental, in alto, quindi cambiamo il dispositivo di rendering, Device, da CPU, ossia il processore, a GPU, la scheda video, operazione importantissima se la nostra GPU è più veloce della CPU, anche perché Cycles sfrutta la tecnologia CUDA, presente su certe schede NVIDIA... il mio pc ha proprio una scheda video NVIDIA GTX 470 provvista di tecnologia CUDA e la differenza si vede, infatti adesso stiamo arrivando a 100 Samples in circa 8 secondi contro i 36 circa di prima, come visibile in alto a sinistra. Da qui in poi, soprattutto per la scena della cucina, che vedremo a breve, utilizzerò la GPU CUDA per Preview e rendering.

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E' possibile ovviamente utilizzare due o più View 3D, magari con viste Solid, se questo ci aiuta a trasformare meglio la scena, visto che abbiamo bordi ben definiti per gli oggetti, icone per le fonti di luce o le Empty, manipolatori di trasformazione eccetera, guardando comunque l'anteprima in una 3D View Rendering.

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Selezioniamo il cubo e apriamo la scheda Material, nella Properties Window, per avere un primo impatto coi Materials in Cycles prima di esaminarli con la scena della cucina.

Cos'è cambiato da Blender Render? Tutto! Adesso i Materiali hanno, di base, un colore per l'ombreggiatore diffuso, ma funzionano con i Nodi, come vedremo... per prima cosa, quindi, cambiamo il colore diffuso dell'oggetto, per osservare l'effetto in tempo reale, quindi attiviamo i Nodes: notiamo la presenza di una sezione chiamata Surface che serve a definire, appunto, l'ombreggiatura sulle facce, sulla superficie dell'oggetto. Qui la prima cosa da fare è scegliere il modello di ombreggiatura, di default Diffuse, una specie di Lambert di Blender Render.

Accanto al colore e ad altri box notiamo un pulsante con un cerchietto: cliccando si aprono dei menù con varie opzioni relative alla voce scelta, per cui ad esempio possiamo scegliere se utilizzare una Texture immagine o procedurale, come Noise o Wave, per definire l'aspetto diffuso dell'oggetto... su tutte queste cose torneremo comunque con calma nel corso del videotutorial.

Gli Shader hanno nomi intuitivi, nella maggior parte dei casi: Diffuse è tipo Lambert, Glossy per i materiali riflettenti e c'è un materiale ad hoc per il vetro, per cui per diamanti, vetri, acqua ed altri elementi del genere è sufficiente scegliere Glass ed impostare l'indice di rifrazione, come sto facendo a video col cubo.

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Selezioniamo adesso il Plane con un click del tasto destro su tale oggetto nella 3D View Rendering ed impostiamo un Material anche per questo elemento: cambiamo ad esempio il colore in blu e scegliamo un Material Velvet, letteralmente velluto, per osservare l'effetto che fa.

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Anche World, lo sfondo dell'universo virtuale, può avere un colore o una Texture, per cui andando nella scheda World, nella Properties Window, possiamo cambiare anche qui il colore e attivare i Nodi per definire ombreggiatori, Texture e l'intensità dell'illuminazione in arrivo da World, con Strength, come visibile in questo momento a video.

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Abbiamo detto, all'inizio, che Cycles è un motore Node-based, quindi tutte le impostazioni dei Materials possono essere regolate dalla finestra Editor dei Nodi, scegliendo la prima opzione, quella di default, ossia Material Editor, cosa ben diversa dal Compositing Editor, per la post-produzione, terza icona nell'header... restiamo nella prima ed esaminiamo i Materials degli oggetti selezionati di volta in volta da questo punto di vista.

L'aspetto finale del Material è quello in arrivo sul Nodo Material Output e, come possiamo notare, ci sono tre porte di ingresso per tale nodo (e, chiaramente, nessuna in uscita); le tre porte d'ingresso sono Surface, per definire l'ombreggiatura delle facce, Volume per i Materials volumetrici e Displace per le deformazioni sulle mesh introdotte mediante Textures, come col Modifier Displace, quindi.

In questo caso è presente un Nodo Glossy che definisce l'ombreggiatore base e tale nodo è collegato a Material Output, quindi banalmente questo materiale è un semplice Glossy di colore rosso, mentre scegliendo il Plane avremo Velvet, e così via.

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Se a questo punto inseriamo una Texture per l'aspetto del Material Velvet, ad esempio una Texture Noise, nella scheda Material all'interno della Properties Window, verrà creato automaticamente un Nodo Texture collegato in input al colore del Nodo Velvet, e questo perché adesso l'aspetto dell'ombreggiatore è regolato, appunto, da una Texture.

Possiamo variare le impostazioni della Texture, come dimensione o distorsione, o dalla scheda Material o dal Nodo nell'Editor dei Nodes, mentre per impostare le coordinate di mappatura (ad esempio Generated o UV Mapping) dobbiamo agire sulla sezione Vector, ed ecco un Nodo Texture Coordinate, quindi possiamo cambiare la modalità di mappatura al volo dall'Editor, se preferiamo, cambiando semplicemente i collegamenti... è tutto molto intuitivo.

Possiamo aggiungere delle caratteristiche al Material direttamente dal Node Editor aggiungendo i Nodi che ci servono ed effettuando i vari collegamenti; per visualizzare il menù dei Nodes disponibili possiamo scegliere Add nell'header della finestra Nodes Editor oppure premere SHIFT A mentre il cursore del mouse si trova su tale finestra... ad esempio possiamo aggiungere un Nodo Texture di tipo Wave e collegarlo al canale Displacement del Material, variandone poi i parametri, oppure ad altri Nodi del Material; ovviamente, le azioni avranno degli effetti anche sulla struttura della scheda Material, nella Properties Window, per cui diciamo che potete scegliere il metodo che preferite a seconda dei casi. A video sto mostrando ora qualche esempio.

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Glossy è quindi un Material riflettente, Transparency è ovviamente trasparente, Diffuse è un lambertiano e così via, ma chiaramente vogliamo poter creare materiali con due o più caratteristiche in un colpo solo, ad esempio un Diffuse con il 20% di effetto Mirror... ebbene in questo caso dobbiamo utilizzare un ombreggiatore Mix Shader che mette a disposizione due slot per impostare due o più Materials da miscelare... dico due o più perché i sotto-materiali di un Mix Shader possono essere a loro volta dei Nodi Mix, quindi possiamo miscelare più effetti in cascata, ad esempio col primo Mix un Diffuse e un secondo Mix che miscelerà invece Trasparenza e Glossy, l'importante è impostare correttamente Factor per ogni Mix, con valori tra 0 e 1 e che serve a determinare l'influenza del primo e del secondo Nodo sull'effetto finale.

[16:40 --> 18:07]

Ok, fatte queste premesse passiamo ad una scena decisamente più interessante: esamineremo una cucina che ho modellato qualche mese fa e renderizzato con Blender Internal; ho pubblicato quei rendering, effettuati con Indirect Lighting e che mostravano una discreta qualità, in alcuni video e articoli pubblicati sul sito... i rendering erano sì di buona qualità ma richiedevano circa 40 minuti su questo computer con i7 e Blender Internal, vediamo come vanno le cose ora con Cycles!

Potete scaricare liberamente questa scena all'indirizzo www.redbaron85.com/cucina.zip , con “cucina.zip” tutto in minuscolo, in modo da provare voi stessi i vari Materials ed effetti, il file .blend è un piccolo regalo di Natale per consentirvi di provare Cycles con una scena già pronta e piena di elementi, magari poi potrete pubblicare i vostri risultati nella Gallery degli Utenti, nel Forum! Il file è packed, quindi contiene le Textures da utilizzare, ma attenzione perché all'inizio avrete un problema con le Texture, lo vedremo tra pochi minuti e vedremo ovviamente come risolverlo.

A video ho lanciato un rendering con Blender Internal ma, come vi dicevo, impiega tempi biblici, infatti qui siamo fermi col preprocessing di Indirect Lighting e sto terminando l'esecuzione di Blender per riaprire il file ed utilizzare subito Cycles... vi assicuro che noterete la differenza in termini di performance in fase di rendering... ah, attenzione: le “bande” e altre possibili distorsioni nel video sono dovute alla compressione della ripresa, infatti questo filmato sta passando per tre diverse fasi di resizing e compressione, il rendering finale è molto più “pulito” di quello che vedrete a breve a video, ma d'altronde potrete rendervene conto voi stessi utilizzando il file .blend della scena sul vostro computer.

[18:10 --> 20:00]

Ok, ricarichiamo quindi la scena, fondiamo le finestre in modo da avere solo la vista Camera e passiamo al motore di rendering Cycles, quindi scegliamo la modalità di visualizzazione Rendering nella Viewport Shading ed osserviamo il primo rendering, effettuato di default con 10 Samples... effettuato molto lentamente, in questo caso, visto che il Device di default è la CPU, per cui ora passo a GPU CUDA nella scheda Render, nella Properties Window... in ogni caso, 10 samples di Preview sono troppo pochi per una scena del genere, l'anteprima è ancora troppo rumorosa, per cui passiamo ad esempio a 100 o più (potete provare anche con 0, ovviamente).

[20:00 --> 21:40]

Torniamo per un attimo alla vista Solid per individuare e selezionare facilmente uno dei tappetini, quindi passiamo alla finestra Material per aggiungere un Materiale e fornire una Texture immagine, già mappata con UV Mapping (per la cronaca, tutti gli oggetti della scena sono già unwrappati, quindi potete applicare le immagini con coordinate UV, come farò a video a breve)... attenzione però, sto passando al motore di default, Blender Render, per farvi notare una cosa: per certi Material in modalità di visualizzazione Textures le immagini sono già visibili nella finestra 3D View, in maniera interattiva, e vi ricordo che in questo momento le immagini sono impacchettate, packed, all'interno del file .blend, così come lo scaricherete dal www.redbaron85.com/cucina.zip ... adesso torniamo al motore di rendering Cycles, ok adesso ho selezionato il quadro, quindi procediamo con questo oggetto, poi passerò al tappetino: scegliamo il Material del quadro ed aggiungiamo una Texture al canale del colore dell'ombreggiatore Diffuse del Material, quindi scegliamo l'immagine “Hokusai – La grande onda” dal menù Browse Image to be Linked: l'immagine è visibile correttamente nella 3D View, in modalità di visualizzazione Textured, ma adesso passiamo alla modalità Rendering...

[21:40 --> 22:30]

... quel Plane è nero! L'immagine non è visibile! Ciò è dovuto al fatto che Cycles non carica correttamente le immagini dal file packed, non so se si tratta di un bug di questa prima release o di un'impostazione del motore di rendering, comunque quello che dobbiamo fare in questi casi è “spacchettare” i file delle risorse dal file Blend originale e ricaricare i file immagini delle Textures, per cui scegliamo File --> External Data --> Unpack into Files e la prima voce di tale menù, in modo da creare, nella stessa cartella ove si trova il file .blend della scena, una sottocartella “textures” contenente le immagini che ci servono.

Ricarichiamo il file immagine per la Texture del Material cliccando su Open e scegliendo il file da disco ed ecco nella Preview (e quindi anche nel rendering finale) l'immagine applicata correttamente alla mesh.

[22:30 --> 24:40]

A questo punto possiamo passare ad esempio al Node Editor e personalizzare il Material, aggiungendo nodi e collegamenti per implementare vari effetti, oppure possiamo svolgere tali operazioni dal pannello Materials, nella Properties Window... ad esempio, se vogliamo rendere questo Material leggermente riflettente, per simulare ad esempio un poster o un puzzle dietro una lastra di vetro o plexiglass, possiamo cambiare il Material in Mix ed impostare un Material Diffuse di base con la Texture per definire l'immagine e un Material Glossy con colore bianco per implementare l'effetto Mirroring, i riflessi, dosando poi l'entità di tale effetto variando il valore di Factor del nodo Mix.

[24:40 --> 25:40]

Adesso sto applicando la Texture immagine anche al pavimento, già dotato di Layer UV per la mappatura del relativo file immagine e sto cambiando un po' il colore e l'intensità di World per esaminare le differenze di illuminazione introdotte nella stanza cambiando appunto questi parametri per la luce in arrivo dall'esterno, come visibile a video.

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Aggiungiamo altri Materials e altre Textures, ad esempio il legno per i mobili (con Texture immagine) o un Material Velvet per il tappetino con relativa immagine da fotografia... mmm ecco qui si capisce perché bisognerebbe scegliere nomi significativi per i file, infatti adesso spero di ricordare quello giusto, dovrebbe essere DSC3195, ma voi non fate così e date nomi chiari ai vostri file immagine, ai file blend, agli obj eccetera.

Aggiungiamo un Material Glossy, variando un po' il colore rispetto a quello di default, per le maniglie dei mobili, e zoomiamo per osservare meglio gli oggetti disposti sul lavabo, ossia il rubinetto, i bicchieri e i piatti.

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Selezioniamo ad esempio il cucchiaino, che condivide lo stesso Material “metallo cromato” utilizzato anche dal lavabo e dal rubinetto, ed impostiamo un Material Glossy lasciando le impostazioni di default, che per i metalli così vanno più che bene; notate, a mano a mano che aumentano i Samples, come migliora la qualità del Material, ad esempio i riflessi luminosi sul cucchiaino.

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Come detto poco fa, c'è un Material per il vetro che ci consente di realizzare questo tipo di oggetti con un semplice click: proviamolo con i bicchieri, selezionandone uno e scegliendo un Material Glass: fatto, tutto qui, abbiamo finito con vetro e bicchieri!

Adesso mettiamo un Material Mix per i piatti, miscelando un Diffuse e un Glossy, in entrambi i casi di colore bianco, variando un po' Factor per provare i vari effetti... vi ricordo che il video è di scarsa qualità un po' perché stiamo utilizzando pochi Samples e un po' per via della compressione di questo video, il risultato che otterrete sarà decisamente più pulito senza questi “quadrettoni” dovuti alla compressione.

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Per Materials semplici, come i muri (ad esempio adesso sto cambiando quello color crema, poi le altre pareti) non è necessario agire sui Nodi, è sufficiente cambiare il colore dell'ombreggiatore, ottenendo alla fin fine un Material tipo Diffuse, un lambertiano semplice.

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Adesso invece sto azzerando l'intensità dell'illuminazione in arrivo da World perché voglio parlarvi della possibilità di rendere gli oggetti dei veri emettitori luminosi, fonti di luce a tutti gli effetti, grazie al Material Emission, che sto applicando in questo caso alle Tende, che infatti sono diventate luminose ed illuminano la scena. Ho utilizzato il primo oggetto a portata di mano ma chiaramente qualsiasi cosa può utilizzare Emission e tale ombreggiatore può essere inserito come sotto-materiale in un sistema con Mix Shader, quindi potete definire colore, trasparenza, riflessione, emissione luminosa ed altri effetti per i vostri materiali.

[29:50 --> 33:40 (fine)]

Mi avvicino ora al lavabo per mostrare l'effetto di defocus, la sfocatura dovuta alla profondità di campo della telecamera, implementata da Cycles come proprietà dell'oggetto Camera, che sto cercando nell'Outliner ma niente, faccio prima a selezionare l'icona nella 3D View... comunque la struttura da fuori con questa illuminazione “dall'interno” fa un effetto suggestivo... ok, tornando alla telecamera, dopo averla selezionata dobbiamo aprire la scheda Object Data nella Properties Window ed impostare il punto di messa a fuoco o specificando la distanza dalla telecamera in Distance oppure scegliendo un oggetto dalla scena, in modo da tenerlo sempre a fuoco e sfocare il resto, ad esempio nelle animazioni; la profondità di campo (e quindi la sfocatura) va regolata mediante il parametro Size, ma qui bisogna fare delle prove per trovare il valore giusto...

Ok, per questo primo videotutorial su Cycles per Blender 3D 2.6, è tutto; ovviamente presto pubblicherò altri videotutorials per esplorare in dettaglio le funzionalità di questo motore di rendering e darvi qualche dritta su come realizzare certi Materials o certi effetti, questa è solo un'introduzione... vi ricordo che potete scaricare la scena da www.redbaron85.com/cucina.zip ; come sempre, su RedBaron85.com trovate questo ed altri tutorials, insieme a modelli 3D, textures ed altro ancora; per chiarimenti ed altro, infine, è disponibile il Forum del sito. A presto !