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概要 ¶
MaterialXとは、シェーディングネットワークを記述するためのオープンソース規格です。 MaterialXシェーディングネットワークは、アプリケーションとレンダラー間で持ち運びできるように設計されています。
SolarisとKarmaは、USDでMaterialXシェーダを取り込めるようにするプラグインのUsdMaterialXを介してMaterialXを活用します。
Houdiniでは、MaterialXマテリアルをVOPで組んで、それを自動的にUsdShade Primに変換することができます。
VOPノードを.mtlxファイルに変換することができるスクリプトが存在しますが、Solarisがサポートしている基本ワークフローは、USD PrimとしてエンコードされているMaterialXノードが前提となっています。
Solarisは.mtlxファイル内で定義されているMaterialX Lookを参照することができますが、.mtlxファイルへの 書き込み のサポートはかなり制限が付いています。
Solarisでは、ユーザは、純粋なMaterialXマテリアルやKarma中心のマテリアルを構築することができます。 この違いは、Karma中心のマテリアルだと、足りない機能を専用シェーダノードで補足できることです。 これらのワークフローを容易にするために、該当するビルダーノードがMaterial Library内で利用可能になっています。
Tip
Karma XPUはMantraとKarma XPUで使用されている従来のVEXベースのシェーダにまったく対応する予定はないので、おそらくMaterialXがKarmaレンダラーのマテリアルを構築するための有望株になります。
Houdiniで使用されている公式のMaterialXの仕様書とドキュメントは、以下のドキュメントにあります:
Tip
HoudiniのMaterialXサポートには、Principled Shaderと同様の物理ベースな万能シェーダである
MtlX Standard Surfaceノードが含まれています。
独自のシェーダを定義しなくても、たいていはこのノードで賄うことができます。
制限事項 ¶
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現在のところ、KarmaはMaterialXの
ライトシェーダに対応していません。 -
MaterialXノードにはColor Spaceパラメータが備わっていますが、これは実際にはメタデータで、現在のところ、USDのHydraインターフェースはこのメタデータをレンダーデリゲートへ渡しません。
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MaterialXではファイルパスに使用できるトークン(例えば、時間に関しては
{frame})がいくつか定義されていますが、現在のところ、これらのトークンはKarmaでもHoudiniでも使用されていません。ただし、<UDIM>トークンは使用可能です。 -
Karmaはボリュームプリミティブ(VDBs)に対してVolumeマテリアルにしか対応していません。
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現在のところ、Karmaは同一プリミティブ上でのSurfaceマテリアルとVolumeマテリアルに対応していません。
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Compositing系ノードがKarmaで対応していません。
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文字列入力は許可されていません。マテリアルのパブリックインターフェースからの単純なパラメータ入力接続さえも許可されていません。
マテリアルタイプ ¶
MaterialXで作成されるマテリアルタイプは、主にSurfaceマテリアルとVolumeマテリアルの2つです。
マテリアルには異なるシェーダタイプを含めることができます:
BSDF
表面が光をどのように吸収、反射、屈折させるのかを表現します。これはSurfaceマテリアルで使用されます。
VDF
ボリュームに特化したシェーディングを表現します。これはVolumeマテリアルで使用されます。
EDF
発光/照明の特性を追加します。これは、SurfaceマテリアルとVolumeマテリアルの両方で使用可能です。
Surfaceマテリアル ¶
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MtlX Surface Material VOPはSurfaceマテリアルを定義します。MaterialXサーフェスシェーディングノードのネットワークをこの
surfaceshader入力に接続することでSurfaceシェーダを定義することができます。また、そのネットワークでディスプレイスメントを適用したいのであれば、そのネットワークをdisplacementshader入力に接続すれば良いです。これは、Houdiniネイティブマテリアルで言う
Collect VOPと同様で、実際にネットワークを構築する時にMtlX Surface Material VOPの代わりにCollect VOPを使用することができます。(Houdiniネイティブマテリアルと同様に、ほとんどのMaterialXサーフェスシェーディング系ノードをスタンドアローンマテリアルとして使用可能です。ただし、サーフェスシェーダにディスプレイスメントシェーダを追加したい場合となれば、MtlX Surface Material VOPまたはCollect VOPを使用して、ディスプレイスメントネットワークをそこに接続する必要があります。)
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BSDF/EDF/Opacityノードを
MtlX Surface VOPに接続してサーフェスシェーディングを定義します。MtlX Thin Surface VOPを使用すれば、表面と裏面で異なるBSDFやEDFが定義された薄い両面ジオメトリのルックを作成することができます。 -
MtlX Layer、MtlX Add、MtlX Multiply、MtlX Mixを使用してBSDFsを合成することができます。
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MtlX Displacement VOPを使用してディスプレイスメントを定義します。
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Uniform EDF VOPを使用すれば、MtlX Surfaceに発光特性を追加することができます。
Volumeマテリアル ¶
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MtlX Volume VOPを使用してボリュームの散乱、吸収、発光を定義します。
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MtlX Geometry Property Value VOPを使えば、名前によってボリュームフィールドをバインドすることができます。
テクスチャとパターン ¶
MaterialXには、テクスチャを扱うノードがたくさん含まれています。
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MtlX Image、MtlX Tiled Image、MtlX Triplanerは、テクスチャ画像を取り込みます。テクスチャファイル名に
<UDIM>トークンを使用することができます(上記の制限事項を参照)。 -
MtlX Normalmap VOPは、法線マップテクスチャをMtlX Standard Surface VOPの
normal入力の入力として使用できるようにワールド空間の法線に変換することができます。MtlX Normalmap VOPの
in入力には、0から1までの範囲の(つまり、0.5を基準とした)接線空間の法線ベクトルが入った典型的な法線マップが必要です。 このノードのnormal入力とtangent入力は、0から1の範囲のベクトルでなければなりません。Note
MaterialXノードを使用して 法線マップ を読み込む時は、カラー空間が入力データに適用されないように必ず Signature を Vector3 に設定してください。
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現在のところ、MaterialXの仕様には、たくさんの既製のプロシージャルパターンが含まれていません。とはいえ、ローレベルの数学系ノードは非常に充実しています。それらのノードを使用してプロシージャルパターンを作成する方法の例は、以下のHow Toセクションを参照してください。
Primvarsとジオメトリアトリビュート ¶
MaterialXシェーダは、USD Primsから任意のPrimvarを読み込むことができます。 その際には、そのノードの Signature をそのPrimvarのデータタイプに設定してください。 そのノードは自動的にそのPrimvarの補間を検知します。
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MtlX Geometry Property Value VOPは任意のPrimvarを読み込むことができます(ここには
primvars:接頭辞を含める必要はありません)。-
このノードは、USD Primvar Readerノードと非常に似ているものの、現在のところMaterialXは文字列入力に対応していないので、そのPrimvar名をマテリアルのパブリックインターフェースに接続することができません。KarmaではUSD PreviewノードとMaterialXノードを混在させることができるので、MaterialXが文字列入力に対応するまでは、それが現在の解決策です。
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Karma CPU限定になりますが、MtlX Geometry Property Value VOPを使用してグローバルのVEX変数を取り込むこともできます。
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MtlX Geometry Colorは、
primvars:displayColorPrimvarを読み込みます。 -
MtlX Normalは、
normals(vector3)を読み込みます。 -
MtlX Texcoordは、
primvars:stまたはprimvars:uv(vector2またはvector3)を読み込みます。
色と色補正 ¶
MtlX Color Correctは、テクスチャマップや他の色信号を調整できるように1つにまとまったツールになっています。 色を調整するための他の関連ノードは以下のとおりです:
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MtlX Contrastは、色の対比を増減させます。
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MtlX HSV Adjustは、Hue(色相)、Saturation(彩度)、Value(明度)を使用してRGBカラーを調整することができます。このノードは、内部ではHSVとRGBの双方向変換の処理をしています。
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MtlX Rangeは、色範囲をリマップしたり、ガンマを適用します。
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MtlX Saturateは、色の彩度を増減させます。
さらに、MtlX RGB to HSVとMtlX HSV to RGBを使用して、RGBとHSVの色表現を変換することができます。
How To ¶
| To... | Do this |
|---|---|
簡単にKarmaでマテリアルを作成してそれを割り当てる |
Note Karma Material Builder の中に入ると、⇥ TabメニューはKarma、Preview Surface、MaterialXと互換のあるシェーダのみが表示されるようにフィルタリングされます。
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外部 |
Tip MaterialX定義ファイルから特定のマテリアルをリファレンスすることで、シーンがすっきりして、シーン内の操作がしやすくなります。
一般的には、
Houdiniは、 |
基本的なStandard Surfaceマテリアルを作成する |
MtlX Standard Surface VOPは、Principled Shaderと同様の物理ベースの万能シェーダです。 独自のシェーダを定義しなくても、たいていはこのVOPで賄うことができます。
Note 純粋なUSD MaterialXグラフが必要であれば、このビルダーを使用してください。 しかし、Karmaだけを使用してレンダリングする場合、通常では Karma Material Builder を使用する方が良いでしょう。
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Standard Surfaceマテリアルでテクスチャを使用する |
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BSDFを使用してゼロからサーフェスシェーダを作成する |
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プロシージャルパターンを作成する |
MaterialXには、数値を制御するための非常にローレベルなVOPが用意されています。 あなたに十分な忍耐力があれば、それらのVOPを使用して、縞々やチェック柄といったプロシージャルパターンを構築することができます。 以下の例では、数学系VOPを使用してプロシージャルな縞々テクスチャを作成する方法について説明しています。
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ビューアまたはScene Graph Treeペインからマテリアルインターフェースを編集する |
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ビューアまたはScene Graph TreeペインからShader Primを編集する |
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Material Library LOP
Assign Material LOP
Reference LOP
MaterialX VOPノードのリスト ¶
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純粋な光吸収のVDFを構築します。
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チャンネル毎の入力のfloat/color/vectorの絶対値。
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新しいMaterialXノード。
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入力値のアークコサイン。
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入力のfloat/color/vector/matrixに値を加算してin1+in2を出力します。
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新しいMaterialXノード。
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現在のサーフェスポイントにおけるアンビエントオクルージョンを計算して、0から1の範囲のスカラー値を返します。
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関与媒体のVDF散乱光を構築します。
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2個の基本型の値から2要素配列の[in1, in2]を作成したり、同じ型のin1配列の最後にin2値を追加します。
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アーティストが馴染みやすいようにパラメータ化されたreflectivityとedge_colorを複雑なIOR値に変換します。
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入力値のアークサイン。
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入力値のアークタンジェント。
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現行処理データに関連付けられているジオメトリ従法線ベクトルを、指定した座標空間で定義します。
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指定した温度の黒体放射体の放射放出率を返します。
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2D画像処理向けの畳み込みブラー。
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Burley拡散反射用BSDFノード。
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bg入力を使ってfg入力を暗くします。
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チャンネル毎に入力のfloat/color/vector以上の一番近い整数値を返します。
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セル状2Dノイズ。
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セル状3Dノイズ。
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チェック柄パターン。
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円の形状。
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入力値を、指定した値の範囲に制限します。
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クローバーの葉の形状。
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2本のストリームのチャンネルを特定の互換性のあるタイプの1本の出力ストリーム内に同じ数のチャンネルを結合します。
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3本のストリームのチャンネルを特定の互換性のあるタイプの1本の出力ストリーム内に同じ数のチャンネルを結合します。
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4本のストリームのチャンネルを特定の互換性のあるタイプの1本の出力ストリーム内に同じ数のチャンネルを結合します。
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マイクロファセットモデルと導体/金属フレネルカーブに基づいた反射BSDFノード。
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法線方向を基準とした円錐内にEDF放射光を構築します。
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定数値。
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線形勾配乗数を使って、入力のfloat/color値のコントラストを強弱させます。
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あるデータタイプのストリームを別のデータタイプに変換します。
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入力値のコサイン。
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クロスハッチパターン。
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2本の入力のvector3ストリームから(vector3タイプの)外積を出力します。
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入力値を滑らかにリマップします。
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入力のmatrixNNストリームのfloat行列式を出力します。
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マイクロファセットモデルと絶縁体フレネルカーブに基づいた反射/透過BSDFノード。
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2つの入力の差を取得します。
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ディレクショナルライトを表現したシェーダ。
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fgとbgのアルファの合計が1以下、1より大きいかに応じて、2本のcolor4入力を結合します。
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Disney BSDF 2012。
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Disney BSDF 2015。
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ディスプレイスメントシェーダ用の構築ノード。
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2ポイント間の距離を測定します。
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入力のfloat/color/vector/matrixを値で除算します。
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bg入力を使ってfg入力を明るくします。
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入力をそのまま出力に通過させます。
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2本の入力のvectorNストリームから(floatタイプの)内積を出力します。
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入力値のe乗を返します。
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colorNまたはvectorNのストリームのチャンネルからfloatストリームを生成します。
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サーフェスのシャドウに擬似コースティクスを適用します。
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チャンネル毎に入力のfloat/color/vector以下の一番近い整数値を返します。
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ゼロ中心の3Dフラクタルノイズ。
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ホスト環境で定義されている現行フレーム番号。
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新しいMaterialXノード。
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新しいMaterialXノード。
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新しいMaterialXノード。
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マイクロファセットモデルと汎用Schlickフレネルカーブに基づいた反射/透過BSDFノード。
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フレネルEDF。
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現行位置での現行ジオメトリに関連付けられているカラー。
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現行ジオメトリの指定したジオメトリプロパティの値。
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光沢/異方性のスカラーパラメータ値から異方性のある表面粗さを計算します。
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新しいMaterialXノード。
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新しいMaterialXノード。
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MtlX Gltf Iridescence Thickness
新しいMaterialXノード。
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新しいMaterialXノード。
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グリッドパターン。
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入力カラーをHSV空間(HとSの範囲が0から1)からRGB空間に変換します。
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スカラータイプのHeightマップをvector3タイプの法線マップに変換します。
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六角形の形状。
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カラーの色相、彩度、明度を調整します。
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value1==value2ならin1、value1!=value2ならin2の値を出力します。
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value1>value2ならin1、value1<=value2ならin2の値を出力します。
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value1>=value2ならin1、value1
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一枚の画像、または、マルチレイヤー画像内のレイヤーからデータをサンプリングします。
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bgアルファ内にあるfg値のみが保持されるように2本のcolor4入力をマージします。
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in値をmask浮動小数点で乗算してそのin入力をマスクします。
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入力のmatrixの逆マトリックスを出力します。
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dielectric_bsdf、generalized_schlick_bsdf、sheen_bsdf、thin_film_bsdfなどのレイヤー化可能なBSDFを、BSDFまたはVDF上に垂直に重ねます。
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lightshaderタイプのコンストラクタノード。
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MtlX Lin Adobergb To Lin Rec709
新しいMaterialXノード。
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MtlX Lin Displayp3 To Lin Rec709
新しいMaterialXノード。
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ライン形状。
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入力値の自然対数。
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カラーからグレースケースの輝度を出力します。
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入力のvectorNストリームからfloatタイプの大きさ(ベクトル長)を出力します。
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2つの入力値から最大値を選択します。
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測定されたIESライトプロファイルに準拠して、EDF発光を構築します。
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2つの入力値から最小値を選択します。
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fg入力からbg入力を減算します。
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2本の1-4チャンネルのfgとbgの入力とさらにオプションの1チャンネルのmix入力を受け取り、そのmix値に応じてfgとbgを混ぜます。
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入力のfloat/color/vectorを値で除算して整数部を減算した後の残りの小数点値。
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in1入力のfloat/color/vectorをin2値/ストリームで乗算、または、2個のmatrixを乗算します。
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2Dパーリンノイズ。
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3Dパーリンノイズ。
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現行処理データに関連付けられているジオメトリ法線ベクトルを、指定した座標空間で定義します。
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入力のvectorNストリームから正規化したvectorNを出力します。
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法線ベクトルをオブジェクト/接線空間からワールド空間に変換します。
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(未完成)物理ベースのシェーダ。
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拡散反射用BSDFノード。
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mask浮動小数点の反転値でin入力をマスクして、そのmaskの外側にある入力を保持します。
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2Dテクスチャ配置用の入力UVテクスチャ座標をトランスフォームします。
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fgにbg入力を加算します。
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ポイントライトを表現したシェーダ。
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現行処理データに関連付けられている座標を、指定した座標空間で定義します。
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入力のfloat/color/vector値(in1)のin2の累乗を返します。
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入力のRまたはRGBチャンネルを入力のアルファチャンネルで乗算します。
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入力カラーをRGB空間からHSV空間(HとSの範囲は0から1)に変換します。
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四角バイリニア値のランプ。
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上から下への線形値のランプ。
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ランダムなRGBカラーパターン。
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ランダムな浮動小数点パターン。
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入力値をfloat/color/vectorの値の範囲から別の範囲にリマップします。
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MtlX Rec709 Display To Lin Rec709
新しいMaterialXノード。
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入力値をfloat/color/vector値のある範囲から別の範囲に線形的にリマップします。
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原点を中心にvector2値を2Dで回転させます。
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指定した単位軸ベクトルを基準にvector3値を回転させます。
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粗さ/異方性のスカラーパラメータ値から異方性のある表面粗さを計算します。
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二重表面粗さのパラメータ値から異方性のある表面粗さを計算します。
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カラーの彩度を調整します。
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fg入力とbg入力を反転させて、それらを乗算した結果を反転させます。
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color3の各チャンネルを別々のfloat出力として出力します。
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color4の各チャンネルを別々のfloat出力として出力します。
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vector3の各チャンネルを別々のfloat出力として出力します。
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vector4の各チャンネルを別々のfloat出力として出力します。
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vector2の各チャンネルを別々のfloat出力として出力します。
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布のような材質の後方散乱特性用マイクロファセットBSDF。
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入力チャンネル毎の符号: -1, 0, +1。
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入力値のサイン。
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lowからhighまでの入力値を0から1の範囲に(エルミート補間で)滑らかにリマップします。
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左右分割のマット。指定したU値で分割します。
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上下分割のマット。指定したV値で分割します。
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スポットライトを表現したシェーダ。
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入力値の平方根。
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MtlX Srgb Displayp3 To Lin Rec709
新しいMaterialXノード。
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MtlX Srgb Texture To Lin Rec709
新しいMaterialXノード。
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物理ベースのシェーダ。
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MtlX Standard Surface To Gltf Pbr
新しいMaterialXノード。
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MtlX Standard SurfaceからUSD Preview Surface
MtlX Standard SurfaceをUSD Preview Surfaceに変換するシェーダ。
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本当のサブサーフェススキャタリング用BSDF。
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入力のfloat/color/vector/matrixから値を減算し、in1-in2を出力します。
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surfaceshaderタイプのコンストラクタノード。
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閉じた'厚みのある'オブジェクトの散乱と発光を表現したサーフェスシェーダを構築します。
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照明を受けない発光サーフェスシェーダ。
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セレクタパラメータの値に応じて、5本の入力ストリームの内どれかの値を渡します。
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入力ストリームのチャンネルを任意に並べ替えて、指定したタイプの新しいストリームを返します。
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入力値のタンジェント。
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現行処理データに関連付けられているジオメトリ接線ベクトルを、指定した座標空間で定義します。
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マイクロファセットベースのBSDFの上に虹色の薄い膜の層を追加します。
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両面オブジェクト用コンストラクタノード。
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タイル張りの円パターン。
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タイル張りのクローバーの葉パターン。
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タイル張りの六角形パターン。
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一枚の画像からデータをサンプリングし、UV空間でその画像をタイル化したりオフセットできる準備をします。
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ホスト環境で定義されている現行時間(秒)。
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指定したmatrixで入力のvectorN座標をトランスフォームします。
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入力のvector3法線を、指定した空間から別の空間に変換します。
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入力のvector3座標を、指定した空間から別の空間に変換します。
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入力のvector3ベクトルを、指定した空間から別の空間に変換します。
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純粋なディフューズ透過用BSDFノード。
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入力のmatrixの転置行列を出力します。
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三角波パターン。
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MaterialX版USD Preview Surfaceシェーダ。
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MaterialX版USD Primvar Reader。
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MaterialX版USD Transform 2Dシェーダ。
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MaterialX版USD UV Textureシェーダ。
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USD UV Texture2.3シェーダのMaterialX版。
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利用可能なノイズを、アーティストが使いやすいノード形式にまとめて、周波数、オフセット、ジッターなどのコントロールを追加しています。
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利用可能なノイズを、アーティストが使いやすいノード形式にまとめて、周波数、オフセット、ジッターなどのコントロールを追加しています。
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均一発光用EDFノード。
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入力のRGBチャンネルを入力のアルファチャンネルで除算します。
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volumeshaderタイプのコンストラクタノード。
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ボリュームマテリアル。
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2D Worleyノイズ。
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3D Worleyノイズ。
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glTF-2.0のPBRシェーダ。
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新しいMaterialXノード。
