Kenneth F. Musgrave hat einen Algorithmus entwickelt, der prozedural Texturen kreiert, die sich für Terrain und Landschaften eignen. Seine Resultate gehen jedoch über diesen Zweck weit hinaus und können sehr interessante Muster entwerfen. In Cycles wurden seine Methoden zwar implementiert, jedoch werden sie größtenteils übersehen.
Ursache war für mich die Tatsache, dass sie mit den Standardeinstellungen sehr langweilig aussehen, an den Werten herumzuschrauben schien auch nicht viel zu verändern. Tests mit dieser Textur können aus zweierlei Gründen sehr frustrierend sein: Je nach ausgewählter Methode bewirken manche Werte tatsächlich keinen Unterschied. Darüber hinaus sind die Resultate von sehr vielen Kombinationen entweder rein schwarz, weiß oder langweilig.
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Abb. 1) Renderings der Musgrave-Textur auf fBM
a) Standardwerte, Detail: 2.2, Dimension: 2, Lacunarity 1.
b) Detail: 16, Dimension: 2, Lacunarity 1.
c) Detail: 16, Dimension: 0.5, Lacunarity 10.
d) Detail: 5, Dimension: 0, Lacunarity 0.7.
e) Detail: 5, Dimension: 10, Lacunarity 0.7.
fBM ist die Standardeinstellung, sie produziert weiße Blobs in einem schwarzen Ozean. An den Werten herum zu spielen zeigt, dass dieser Algorithmus auch kleinere Punkte oder große weiße Stellen mit harten Kanten erstellen kann, aber das war's auch so ziemlich. Dieser Modus ignoriert Offset und Gain.
Auf fBM zu klicken öffnet ein Drop-Down-Menu, in dem man noch andere Methoden auswählen kann. Betrachten wir zuerst Multifractal. Meiner Meinung nach ist er wesentlich interessanter, obwohl auch dieser Modus Offset und Gain ignoriert. Mit eher extremen Werten produziert er trotzdem ein paar interessante Ergebnisse.
Abb. 2) Musgrave-Textur auf Multifractal.
a) Standardwerte, Detail: 2.2, Dimension: 2, Lacunarity: 1.
b) Offset erhöht auf 0.6. Es entsteht mehr "Festland", da der "Meeresspiegel" herabgesetzt wurde.
c) Detail: 0.9, Dimension: 0, Lacunarity: 20. Dieses Rauschen entsteht nur wenn der Detail-Wert hinter dem Komma hoch ist (natürlich ist 0.5 größer als 0.45).
d) Detail: 15.0, Dimension: 0, Lacunarity: 20. Falls der Detail-Wert hinter dem Komma zu niedrig ist, hat die Lacunarity keinen Effekt.
e) Detail: 7, Dimension: 2.4, Lacunarity: 0.56.
Obwohl Hybrid Multifractal erst mal interessanter klingt und mit Offset eine zusätzliche Option erhält, sind die Ergebnisse doch etwas weniger vielfältig als die des simplen Multifractal. Mit der richtigen Kombination kann man aber auch hier ein paar unerwartete Muster erstellen.
Abb. 3) Renderings der Musgrave-Textur auf Hybrid Multifractal.
a) Detail: 11, Dimension: 1.5, Lacunarity: 0.9.
b) Detail: 11, Dimension: 2.1, Lacunarity: 0.9.
c) Detail: 13, Dimension: 2.2, Lacunarity: 0.9.
d) Detail: 10, Dimension: 17.5, Lacunarity: 0.9.
e) Detail: 13.4, Dimension: 8.5, Lacunarity: 0.86.
Eine weitere Option im Menü dieser Node ist Hetero Terrain. Obwohl dieser Modus ebenso Offset erlaubt, sind auch hier die Ergebnisse weniger vielfältig als bei Multifractal. Es ist die einzige Version, in der sich eventuelles Rauschen auf die weißen Blobs beschränken lässt. Das ist sehr praktisch, weil man dadurch das Land mehr zerklüften kann, ohne den Meeresspiegel zu beeinflussen. Der Offset setzt den Meeresspiegel herab.
Abb. 4) Musgrave-Textur auf Hetero Terrain, obere Zeile: die Textur, darunter ein diffuses Material mit den jeweiligen Einstellungen als Displace Map.
a) Standardwerte, Detail: 2.2, Dimension: 2, Lacunarity: 1, Offset: 0.
b) Offset erhöht auf 0.2. Mit dem Herabsetzen des "Meeresspiegels" zeichnen sich größere Inseln ab.
c) Detail: 4, Dimension: 0, Lacunarity: 2.2, Offset: 0. Mit dieser Funktion bleibt das Rauschen innerhalb der Inseln.
d) Detail: 5, Dimension: 2, Lacunarity: 0.7, Offset: 0.
e) Detail: 5, Dimension: 10, Lacunarity: 0.8, Offset: 0. Da dieses Setup Werte < -600 und > 11.000 erzeugt, wurden sie durch eine ColorRamp Node beschnitten.
Ich habe das Beste für den Schluss aufgehoben: Ridged Mutlifractal. Schon direkt nach der Auswahl sieht er anders als die übrigen Modi aus und endlich kann man alle Schieberegler verwenden. Trotzdem kann es weiterhin frustrierend sein, zufällig Werte zu verändern, zum Beispiel gibt es keinen Unterschied bei den Detail-Werten 4.1 und 5, erst wenn die nächste ganze Zahl überschritten wird, sieht die Textur anders aus. Zusätzlich ist der Offset-Wert sehr empfindlich, Werte < -0.5 oder > 0.5 erzeugen oft schon reines Schwarz oder Weiß.
Abb. 5) Musgrave-Textur auf Ridged Multifractal.
a) Standardwerte Detail: 2.2, Dimension: 2, Lacunarity: 1, Offset: 0, Gain: 1.
b) Offset erhöht auf 0.6. In dieser Version verändert der Offset nicht den Meeresspiegel, sondern die Phase (nicht ganz mathematisch). Die Textur sieht mit diesem Wert invertiert aus.
c) Detail 10, Dimension 0.2, Lacunarity: 1.7, Offset: 0, Gain: 25.
d) Detail: 9, Dimension: 0, Lacunarity: 2, Offset: 0.7, Gain: 3.
e) Detail 10, Dimension 1.5, Lacunarity: 1.05, Offset -0.05, Gain 14.
In Abb. 5 c) und e) sieht man filigrane Unterstrukturen. Wenn man in diesen Fällen den Scale-Wert der Textur herunterregelt, werden erstaunliche Details sichtbar.
Zusammenfassend kann gesagt werden:
Sofern wir nicht etwas im Netz übersehen haben, wird die Musgrave-Textur von allen Prozeduralen am meisten unterschätzt. Wahrscheinlich, weil es etwas anstrengend ist, interessante Resultate zu erzielen. Deswegen haben wir ein Skript geschrieben, das mehrere tausend Bilder mit verschiedenen Einstellungen gerendert hat. Die interessantesten davon können hier heruntergeladen werden.
Für eine wesentlich detailliertere Erklärung der Musgrave-Textur und noch viel mehr über Cycles gibt es hier ein Buch.