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Version 1.0

Shaders, Lights & Cameras

Shaders, Lights & Cameras was written by Judy Bayne and André Demers,

edited by Edna Kruger and John Woolfrey, and formatted by Luc Langevin.

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Printed in Canada.

Document No. 0130-04613-01 0400

Contents

Roadmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

About This Guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Where to Find Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Document Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Chapter 1

Getting the Look You Want . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

What Affects a Scene? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Placing Your Objects in Your Scene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Placing Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Placing Cameras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Placing Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Using Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Object Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Light Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Camera Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Useful Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

Shader Property Editors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

Saving and Loading Shader Presets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Explorer View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Render Tree View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Render Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Previewing Interactively with the Render Region . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Creating a Render Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Moving and Resizing a Render Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Setting Render Region Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Refreshing the Render Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Tracking with the Render Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Chapter 2

Shader Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Working with Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Attaching Shaders to Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Detaching Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Applying and Editing Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Applying Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Replacing Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Editing Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Deleting a Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

The Shader Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Textures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Light. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Lens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Shaders, Lights & Cameras • 3

Contents

Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Tool Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Shadow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Photon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Displacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

The Material Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Shader Inputs and Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Parameters: The Ins and Outs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Local and Global Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Defining Global Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Applying Local Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Attaching Shaders to Hierarchies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Chapter 3

Material & Texture Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

The Material Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

How Surface and Texture Shaders Work Together . . . . . . . . . . . . . 62

Default Scene Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Setting a Scene’s Ambient Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Applying and Editing a Surface Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Surface Shader Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Surface Illumination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Shading Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Reflectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Transparency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Refraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Using the soft_material Shader. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Blending the Material with a Picture File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Blending Materials and Textures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Defining Colors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Color Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Defining Colors with Sliders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Defining Colors with the Color Editors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Hierarchy Propagation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Default Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Branch Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Local Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Applying a Local Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Applying a Branch Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Texture Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2D Textures and Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3D Textures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Commonly Used Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

4 • SOFTIMAGE|XSI

Contents

Texture Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Planar Projection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85

Cylindrical and Spherical Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

UV Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Texture Support Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87

Applying a Texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88

Three Basic Texturing Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Defining a Texture Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Applying a Local Texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Copying Textures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Using Image Sources & Image Clips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Loading/Creating Sources and Clips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Editing a Clip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

Blending Textures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Chapter 4

Advanced Materials & Textures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105

Creating a Texture Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107

Simultaneous Texture Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109

Freezing a Texture Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110

Using the Texture Support Object. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111

Manipulating Texture Support Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112

Manipulating Textures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114

Implicit and Explicit Texture Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116

Creating Bump Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117

Creating a Displacement Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120

Mapping Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

Creating a Transparency Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

Creating a Reflection Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123

Creating a Sequence Texture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125

Creating Memory-Mapped Textures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126

OGL Display Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127

Pyramid Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128

Image Pyramid Mapping (Rendering) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129

Chapter 5

Working with Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131

Rendering Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133

Light Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133

Types of Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134

Setting a Scene’s Ambience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135

Setting a Realistic Ambient Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136

Creating Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137

The Light Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137

Setting Light Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138

Setting the Light’s Color. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138

Setting the Light’s Intensity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139

Shaders, Lights & Cameras • 5

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