Hoofdstuk 78Het Principled BSDF, elke invoer uitgelegd

Metallic (metaalwaarde) bepaalt of het materiaal zich gedraagt als een geleider (metaal, 1.0) of als een isolator (zowat alles anders: hout, plastic, huid, steen, 0.0). Fysiek bestaat er nauwelijks een tussenvorm: een oppervlak is ofwel metaal, ofwel niet. Metallic op 0.5 zetten omdat het materiaal er 'een beetje metaalachtig' uit moet zien, is dan ook de klassieke misser — het resultaat oogt dof en onnatuurlijk, want je mengt twee reflectiemodellen die in de werkelijkheid niet gemengd voorkomen.

Wat er in de praktijk wél als 'een beetje metaalachtig' oogt (verweerd chroom, afgebladderde verf op staal), is meestal geen constante 0.5, maar een textuur die per pixel tussen 0 en 1 springt: hier volledig metaal, daar volledig niet — gestuurd door bijvoorbeeld een Noise- of Voronoi-textuur die slijtageplekken tekent.

IOR (Index of Refraction, brekingsindex) beschrijft hoeveel een straal licht van richting verandert wanneer hij van lucht (IOR 1.0) een dichter medium binnengaat. Bij een ondoorzichtig materiaal bepaalt dezelfde waarde vooral hoe fel het niet-metalen oppervlak reflecteert bij een rechte hoek van inval: hoe hoger de IOR, hoe sterker die reflectie, ook zonder dat je het materiaal doorzichtig maakt.

Een paar herkenbare waarden om op te varen in plaats van te gokken: water 1.33, gewoon vensterglas 1.45–1.52, menselijke huid ongeveer 1.4, diamant 2.42. Een lage IOR (rond 1.0–1.1) op een verder ondoorzichtig materiaal oogt uitgevlakt en levenloos, omdat de subtiele randreflectie die het oog verwacht dan grotendeels wegvalt.

Bij een gewoon ondoorzichtig materiaal kaatst licht af op het exacte punt waar het invalt. Bij materialen als huid, wax, marmer of melk gebeurt er meer: een deel van het licht dringt een klein stukje het materiaal binnen, kaatst daar een paar keer inwendig heen en weer, en komt op een net iets ander punt weer naar buiten. Dat is Subsurface Scattering, en het is precies waarom een vinger voor een felle lamp aan de randen rood oplicht.

Zonder deze laag ogen organische materialen hard en plastic-achtig, ook met een verder perfect geschilderde Base Color. Overdrijf je Subsurface Weight echter te ver, dan lijkt het materiaal ineens van was of zeep — de waarde zit voor huid meestal ergens tussen 0.1 en 0.3, niet op 1.0.

Waar Metallic de kleur van de reflectie bepaalt (bij metaal gekleurd door Base Color, bij niet-metaal altijd wit-grijs), bepaalt de Specular-groep hóé sterk die niet-metalen reflectie is. Specular IOR Level op de standaardwaarde (0.5, overeenkomend met IOR 1.5) geeft de gebruikelijke glans van plastic en gelakt hout; lager laat het materiaal doffer ogen zonder de Roughness aan te raken, hoger geeft een intensere randglans zoals bij sommige kunststoffen en edelstenen.

Specular Tint kleurt die reflectie zelf, wat in de natuur zeldzaam is maar nuttig voor bijvoorbeeld parelmoer-achtige of licht-iriserende oppervlakken — met mate gebruiken, want een gekleurde specular-highlight op een gewoon niet-metaal oogt snel onnatuurlijk.

Coat (voorheen Clearcoat) simuleert een extra, meestal glanzende laag boven op de rest van het materiaal — het vernislaagje op autolak, de beschermlaag op een houten vloer, de was op een appel. Die laag heeft zijn eigen Roughness en IOR, onafhankelijk van de basislaag eronder, en kan met Coat Normal zelfs een eigen, subtiel ander oppervlaktepatroon krijgen dan de rest (denk aan een lak die de oorspronkelijke oneffenheden van metaalflakes gedeeltelijk gladstrijkt).

Coat Tint kleurt licht dat door de laklaag heen en weer kaatst voor het terugkomt — subtiel, maar bij autolak met metaalflakes (Anisotropic in de basislaag) het verschil tussen een plastic en een echt gelakt oppervlak.

Sheen voegt een extra, brede reflectie toe langs de randen van een oppervlak, veroorzaakt door talloze microscopisch kleine vezeltjes die elk apart een beetje licht opvangen — het silhouet-gloeieffect dat fluweel, vilt en fleece hun karakteristieke zachte rand geeft. Zonder Sheen oogt een stoffen materiaal plat, ook met een correcte Base Color en Roughness.

Sheen Roughness bepaalt hoe breed die randgloed uitwaaiert, Sheen Tint kleurt hem — bij witte stof blijft die meestal wit, bij gekleurde stoffen kan een lichte kleurverschuiving richting de garenkleur realistischer ogen dan een neutrale witte gloed.

Met Emission Color en Emission Strength maak je van het oppervlak zelf een lichtbron, zonder een apart Light-object toe te voegen — een neonbuis, een beeldscherm, gloeiende lava. In tegenstelling tot een losse Emission-shader-node (hoofdstuk 79, Shader-categorie) blijft deze ingang binnen de Principled BSDF gecombineerd met alle andere lagen: het oppervlak kan dus tegelijk een beetje glanzen én zelf licht uitstralen.

Let op het verschil tussen EEVEE Next en Cycles bij hoge Emission Strength-waarden: in Cycles werkt zo'n oppervlak volwaardig als lichtbron voor de rest van de scène (met de juiste Light Paths-instellingen), terwijl EEVEE Next dat pas doet zodra Light Probes in de scène staan om die indirecte belichting op te vangen — zie hoofdstuk 81.