Der principled BSDF-Shader (Bidirectional Surface Distribution Function) in Blender ist der universellste Shader und baut auf dem PBR-Workflow nach dem Metal-Roughness-Prinzip auf. Er kombiniert eine Vielzahl von Materialeigenschaften in einem einzigen Node und ist das Schweizer Taschenmesser unter den Shadern zur Erstellung physikalisch korrekter Materialien.

Die Parameter des Shaders steuern, wie sich das Licht beim Auftreffen auf die Objektoberfläche verhält.

1 Base Color – regelt die Grundfarbe der Oberfläche.

2 Metallic – wechselt zwischen metallischer und nichtmetallischer Oberfläche (dielektrische Materialien). Wert 0 bedeutet dielektrisch (Holz, Glas, Keramik, Kunstoff usw.) – Wert 1 bedeutet metallische Oberfläche.

3 Roughness – regelt wie glatt eine Oberfläche ist. Wert 0 bedeutet hier glatte glänzende Oberfläche – Wert 1 bedeutet maximal raue und diffuse Oberfläche.

4 IOR – Index of Refraction (Brechungsindex) legt für transparente Materialien, die Winkeländerung der Lichtstrahlen beim Eintritt in das Objekt fest. Physikalisch korrekte Werte liegen zwischen 1 und 4. Der Wert 1 gilt für Luft oder auch das Vakuum. Glas hat Werte zwischen 1.5 und 2.

5 Alpha – steuert die Transparenz einer Oberfläche. Normalerweise in Verknüpfung mit einer Maske und einem Image-Texture. Beispiele: Blätter einer Pflanze oder Logos bzw. Beschriftungen auf Objekten.

6 Normal – ist ein Input, kein Regler. Durch die Verknüpfung mit einer Normal-Map lassen sich Details in der Oberfläche darstellen ohne die Geometrie zu erhöhen. Hierfür wird durch die Map an jeder Stelle des Objekts ein neuer Normalen-Winkel berechnet, wodurch sich sehr plastische Strukuren mit realistischen Reflexionen in der Objektoberfläche darstellen lassen.

7 Diffuse Roughness – neu in Blender seit Version 4! Bisher wurde für die Berechnung von diffusen Oberflächen das Lambertsche Modell verwendet. Bei diesem Modell werden Lichtstrahlen auf diffusen Oberflächen in zufällige Richtungen reflektiert. Seit der Version 4 steht hier auch das Oren-Nayar Modell zur Verfügung, bei dem auf der Oberfläche kleinste Unebenheiten simuliert werden, die Lichtstrahlen physikalisch korrekt nach dem Gesetz Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel reflektieren. Wert 0 berechnet das Shading für diffuse Oberflächen nach dem lambertschen Modell. Wert 1 verwendet das Oren-Nayar Modell und liefert physikalisch korrektere Ergebnisse.

8 Subsurface Scattering – legt fest wie das Licht unter der Oberfläche auf dem Weg durch das Objekt gestreut wird. Genaue Erklärungen dazu sind unter SSS zu finden. Beispiele für Materialien mit SSS sind Wachs, Milch oder Haut.

9 Specular – regelt die Intensität der Reflexionen. Damit hat nach meinem Verständnis die Abkürzung „IOR“ an dieser Stelle mit „Intensity of Reflection“ eine gänzlich andere Bedeutung als gewöhnlich (Index of reflection). Wenn ich hier einem Verständnisfehler unterliege, würde ich mich um einen Hinweis oder eine Anmerkung sehr freuen. Der Wert 0 entfernt alle Reflexionen, beim Wert 0.5 werden Reflexionen korrekt dargestellt und beim Wert 1 wird ihre Intensität verdoppelt.
9.1 Tint – eröffnet die Möglichkeit der Reflektion eine Färbung zu verleihen.
9.2 Anisatropic – Anisotropie beschreibt eine richtungsabhängige Reflexion von Licht auf einer Oberfläche. Während eine isotrope Oberfläche (z. B. mattes Plastik) das Licht gleichmäßig in alle Richtungen streut, reflektiert eine anisotrope Oberfläche das Licht vorzugsweise entlang einer bestimmten Achse. Dies sieht man häufig bei: Gebürstetem Metall (z. B. Aluminium, Edelstahl), Haaren oder Fasern, CDs/DVDs oder bestimmten Lackierungen.
9.3 Anisotropic Rotation – Definiert die Richtung der anisotropen Reflexion (Drehung der Reflexionen). Wird oft mit Texture Maps gesteuert, um komplexe Muster (z. B. gebürstetes Metall) zu erzeugen.

10 Transmission – regelt die Transparenz des Materials

11 Coat – simuliert eine Zusätzliche Lackschicht auf der Objektoberfläche. Einstellbare Parameter für Coat sind: Weight (die Intensität des Topcoats, Roughness (wie glänzend oder matt die oberste Lackschicht ist), IOR (der zugehörige Brechungsindex für die oberste Lackschicht) und Tint (Färbung des Topcoats. Auch die oberste Materialschicht bietet einen Eingang für die Verwendung einer eigenen , um Strukturen zu simulieren, die im Baselayer nicht vorkommen). Ein Anwendunsbeispiel für Coat sind zum Beispiel Autolacke.

12 Sheen – simuliert kleinste Hährchen, die unter flachem Betrachtungswinkel einen glänzenden Schein an den Objektkanten produzieren. Auf diese Weise lassen sich Stoffe, wie Samt sehr realistisch darstellen.

13 Emission – bringt die Oberfläche zum leuchten. Mit Color lässt sich die Farbe des abgegebenen Lichts regeln. Mit Strength wird die Leuchtintensität reguliert.

14 Thin Film

1 Base Color – regelt die Grundfarbe der Oberfläche. Bei der Umsetzung von RGB-Werten ist darauf zu achten, dass Werte nicht von 0 biss 255 definiert werden sonder von 0 bis 1. Eine Umrechnung der RGB-Werte ist daher notwendig.

2 Metallic – wechselt zwischen metallischer und nichtmetallischer Oberfläche (dielektrische Materialien). Wert 0 bedeutet dielektrisch (Holz, Glas, Keramik, Kunstoff usw.) – Wert 1 bedeutet metallische Oberfläche.

IOR=1.9 / Roughness=0.3 / metallic=0

9 Specular – regelt die Intensität der Reflexionen. Damit hat nach meinem Verständnis die Abkürzung „IOR“ an dieser Stelle mit „Intensity of Reflection“ eine gänzlich andere Bedeutung als gewöhnlich (Index of reflection). Wenn ich hier einem Verständnisfehler unterliege, würde ich mich um einen Hinweis oder eine Anmerkung sehr freuen. Der Wert 0 entfernt alle Reflexionen, beim Wert 0.5 werden Reflexionen korrekt dargestellt und beim Wert 1 wird ihre Intensität verdoppelt.

specular IOR Level: 0

9.1 Specular Tint – Reflexionen können eine Färbung erhalten, die von der Grundfarbe des Materials unabhängig ist.

dialektrische Oberfläche

9.2 – 3 Anisotropie beschreibt eine richtungsabhängige Reflexion von Licht auf einer Oberfläche. Während eine isotrope Oberfläche (z. B. mattes Plastik) das Licht gleichmäßig in alle Richtungen streut, reflektiert eine anisotrope Oberfläche das Licht vorzugsweise entlang einer bestimmten Achse. Dies sieht man häufig bei: Gebürstetem Metall (z. B. Aluminium, Edelstahl), Haaren oder Fasern, CDs/DVDs oder bestimmten Lackierungen
Anisotropic Rotation – Definiert die Richtung der anisotropen Reflexion (Drehung der Reflexionen). Wird oft mit Texture Maps gesteuert, um komplexe Muster (z. B. gebürstetes Metall) zu erzeugen.

metallic = 1 / roughness = 0.3 / anisoprophy = 0

10 Transmission – regelt die Transparenz des Materials

IOR=1.85 / Roughness=0.02 / transmission weight=1

12 Sheen – simuliert kleinste Hährchen, die unter flachem Betrachtungswinkel einen glänzenden Schein an den Objektkanten produzieren. Auf diese Weise lassen sich Stoffe, wie Samt sehr realistisch darstellen. Auch hier lässt dich dem Effekt über einen eigenen „Tint“-Regler eine Färbung verleihen.

Sheen weight = 0

13 Emission – bringt die Oberfläche zum leuchten. Mit Color lässt sich die Farbe des abgegebenen Lichts regeln. Mit Strength wird die Leuchtintensität reguliert.