System oświetlenia wnętrza w mental ray. Fragment książki: Oświetlenie systemu oświetlenia dziennego w 3d max mental ray

Twórz wolumetryczne światło w Mental Ray za pomocą 3D Max.

Pierwszy krok. Instalowanie Mental Ray Renderer.

Najpierw musisz zainstalować Psychiczny Promień do naszego redaktora. Odbywa się to w następujący sposób, otwórz Rendering (w menu głównym)> Ustawienia renderowania ...> zakładka Wspólne> Przypisz stos renderera> Produkcja> mental ray Renderer. Wszystko jest teraz podstawowym rendererem Scanline zastąpionym Psychiczny Promień.

Drugi krok. Geometria do renderowania.

Światło wolumetryczne w pustej scenie nie będzie wyglądać, musisz stworzyć prosty blank. Niech to będzie model domu z małymi oknami. Zacznijmy od podstawowego prymitywu Box, przejdź do panelu Create> Geometry> Standard Primitives> i wybierz Box. Teraz możemy ustawić do niego następujące parametry:

Krok trzeci. Stwórzmy okna.

Aby światło wolumetryczne dostało się do naszego domu, potrzebne są okna! Dodajmy teraz modyfikatory do obiektu Box. Podążaj ścieżką panel Modyfikuj> Lista modyfikatorów> Modyfikatory przestrzeni obiektu> tutaj aktywuj Edytuj poli. W prawym oknie możesz aktywować edycję na poziomie wielokąta, zrób to i usuń dwa wielokąty na naszym domu, będą to okna.

Czas aktywować zmianę geometrii na poziomie wierzchołków, odmieńmy trochę nasz dom, dzięki czemu okna będą niższe i szersze. Możesz zrobić to, co mamy na obrazku lub poeksperymentować na własną rękę.

W rzeczywistości geometria jest gotowa, pozostaje odwrócić normalne, odbywa się to w następujący sposób:

1) Aktywuj tryb wielokątny.

2) Wybierz wszystkie wielokąty według hot Klawisze CTRL+ A.

3) Otwórz panel modyfikacji, poszukaj stosu Edytuj wielokąty i kliknij przycisk Odwróć.

Po odwróceniu normalnych na zewnątrz nasza konstrukcja zrobiła się czarna, ale to normalne, ponieważ we wnętrzu będziemy mieli miejsce do pracy.

Czwarty krok. Dodajmy kamerę.

Teraz musisz dodać główny aparat do sceny. Otwórz panel Utwórz> Kamery> Cel, ustaw kamerę. Najlepiej zamontować kamerę w oknie widokowym z góry, ale można do tego wykorzystać dowolne okno. Musisz obrócić kamerę, aby okna były widoczne.

Również kamera wymaga regulacji, ustaw parametr Obiektyw na 20mm. Pozostaje zmienić widok obrazu z kamery, wystarczy przejść do okna perspektywy i nacisnąć klawisz C.

Piąty krok. Praca z materiałami.

Musimy przypisać niezbędne materiały, w tym celu otwieramy Edytor materiałów, wystarczy nacisnąć M na klawiaturze. Zanim pojawi się lista materiałów, radzimy od razu nauczyć się jak je dokładnie nazywać, np. nazwijmy to magazynem. Chociaż masz mało materiałów, nie jest to bardzo ważne, ale wtedy, gdy jest ich 20-30, będziesz się pomylić.

1. Przede wszystkim kliknij Pobierz materiał lub Standard, z listy, która się otworzy, wybierz materiał Arch & Design (mi).
2. Teraz aktywujemy magazyn, wybierając go w rzutni i nakładając na niego nasz materiał.
3. Dostosuj parametr Reflectivity ustawiając go na 0. W końcu połysk jest w naszym domu nieodpowiedni.

Możesz dodać wypukłość, aby uzyskać bardziej realistyczny obraz.

1. Poszukaj Bump we właściwościach materiału i ustaw parametr Composite w standardowym rozwinięciu.
2. Dodaj warstwę, przycisk znajduje się w pobliżu wszystkich warstw. Zwykle pierwszą warstwą (Warstwy 1) jest mapa bazowa Smoke. Konieczna jest jednak korekta parametrów:

# Iteracje: 20

Kolor nr 1 - czarny

Kolor #2 - ciemnoszary w RGB 50, 50, 50

1. Dodajmy drugą warstwę z mapą Plamka, naprawmy też parametry:

Kolor #1 - jasnoszary w RGB 180, 180, 180

Kolor #2 - czarny

Teraz musisz ustawić mapę Diffuse, przejdź do Maps> Standard> Bitmap> Concrete-texture-high-resolution.jpg.

W rzeczywistości główna objętość jest skończona, możesz stworzyć render i cieszyć się rezultatem. Na razie jest średniozaawansowany, ale powinieneś to zrobić tak, jak na zdjęciu.

Szósty krok. Konfiguracja oświetlenia.

Czas oświetlić nasz budynek. Aby to zrobić, musisz otworzyć mr Area Spot, znajduje się on w panelu Utwórz> Światła> Standard> mr Area Spot. Stwórz światło w oknie Front, więc lepiej ustawić je z punktu, w którym przechodzi przez nasze okna. Po ustawieniu światła lepsze efekty osiągniemy regulując następujące parametry:

W pakiecie Spotlight Parameters ustaw Hotspot / Beam: 24 i Falloff / Field: 26.

W rolecie General Parameters ustaw Shadows: On (Ray Tracted Shadows).

Można wykonać kolejny render pośredni.

Siódmy krok. Tworzenie środowiska.

Czas zacząć tworzyć środowisko. Musisz otworzyć Rendering> Środowisko i przejść do sekcji tła:

1. Ustaw go na „Brak” i aktywuj mapę blasku w menu rozwijanym.
2. Naciśnij M, otwierając edytor materiałów, przeciągnij tam naszą mapę Glow. Aby przeciągnąć i upuścić, przytrzymaj i przytrzymaj lewy przycisk myszy. Używamy pustego slotu, w wyświetlonym oknie dialogowym wybierz Instance. To połączy karty.

Pozostaje dostosować kolor, dla Glow wybierzemy czystą biel, ustaw parametr jasności (Jasność) na poziom 4, jednak sam możesz dostosować jasność do sytuacji.

Możesz wykonać następny render pośredni. Jeśli wszystko zostanie zrobione tak, jak powinno, wynik będzie następujący.

Jak widać, stopniowo nasza scena staje się coraz ciekawsza. Jednak jest jeszcze wiele do zrobienia. Najpierw zastosujmy shadery do kamery, przechodząc do Renderer> stos efektów kamery> Camera Shaders> Output> Glare. Innymi słowy, zastosowaliśmy Camera Shader do naszego Glare.

Jeśli chcesz, możesz wykonać kolejny render, aby zatwierdzić zmiany.

Przy okazji, jeśli chcesz uzyskać bardziej intensywny blask, po prostu połącz kartę Blasku ze slotem w Material Editor (M) i zwiększ parametr Spread.

Ósmy krok. Dodaj oświetlenie boczne.

Teraz jedynym źródłem światła na scenie są nasze okna. Dla lepszej widoczności sceny konieczne jest dodanie oświetlenia bocznego. Przejdź do panelu Utwórz> Światła> Standard> Skylight, aby utworzyć światło. Natychmiast zmień parametry w panelu Dokonaj wyboru> Modyfikuj, interesuje nas Mnożnik, lepiej ustawić go na 1,5, jednak możliwe są małe odchylenia od tej wartości, spróbuj!

Teraz przejdź do panelu Utwórz> Światła> Fotometryczne> mr Sky Portal i dodaj więcej świateł. Tutaj możliwe są pewne trudności, konieczne jest wykonanie naszych lamp dokładnie na wymiar okien i zamienienie ich w pomieszczenie światłem. Aha, i nie zapomnij zrobić Multiplier 1.5 lub tyle samo, co dla Skylight.

Jak widać, światło stanie się bardziej naturalne, oświetli przestrzeń otaczającą okno, czyli część sufitu i ścian.

A mimo wszystko w pokoju wciąż jest zbyt ciemno. Musisz to naprawić, dodając więcej świateł, przejdź do Rendering> Ustawienia renderowania ...> zakładka Indirect Illumination> stos Final Gather. Tutaj musisz ustawić następujące parametry Mnożnik na 2, a Diffuse Bounces na 5. Możesz wykonać kolejne renderowanie pośrednie, aby ocenić wyniki. Przypomnijmy, jeśli nie jesteś zadowolony z intensywności lub jasności, możesz spokojnie zmienić, dostosowując wszystko do swojej wizji.

Jak widać stało się jeszcze jaśniejsze, cała scena jest już widoczna.

Dziewiąty krok. Stwórz światło wolumetryczne.

Właściwie w końcu dochodzimy do tematu naszej dzisiejszej lekcji. Wszystkie przygotowania dobiegły końca, możesz pracować nad światłem wolumetrycznym! Wykorzystamy efekt Volume Light, który jest zawarty w renderze. Aktywuj go wzdłuż ścieżki Rendering> Environment ...> Atmosfera, teraz postępuj zgodnie z tą procedurą:

1. Klikając Dodaj, musisz wybrać Światło głośności.
2. Teraz kliknij Wybierz światło i wybierz miejsce w obszarze mr, które ustawiliśmy wcześniej. W bardziej złożonych scenach, aby nie szukać lampy na liście obiektów, wystarczy nacisnąć klawisz H.
3. Pobawmy się gęstością światła, ustawiając parametr Density na 20.

W podglądzie można renderować i cieszyć się oświetleniem wolumetrycznym.

Dziesiąty krok. Ostateczne ustawienia światła w renderowaniu mental ray

Niezbędne jest przeprowadzenie ostatecznej regulacji całego naszego światła. Można to zrobić trochę inaczej, ustawiając inne parametry lub zostawiając wszystko tak, jak jest, ale zrobiliśmy to w następujący sposób. W Rendering> Render setup ...> Indirect Illumination> Final Gather nieznacznie obniżyliśmy mnożnik z 1,5 do 1,4. Są to jednak gry ze światłem, są indywidualne, można ustawić zupełnie inne ustawienia.

Konieczna jest również poprawa jakości tynku. W tym celu przejdź do Rendering> Render setup ...> Renderer> Sampling Quality i ustaw tam:

Próbki na piksel

Minimalny parametr o 4

Maksymalny parametr to 64

Wybierz filtr Typ: Mitchell

Praktycznie wszystko! Możesz wykonać ostateczny render, ciesząc się wspaniałym obrazem!

Globalne oświetlenie ( ŚwiatowyOświetlenie, żołnierz amerykański) pozwala na symulację efektu powierzchniowego rozpraszania światła, który jest obserwowany w wyniku odbicia rozproszonego światła od różnych powierzchni. Przykładem takiego oświetlenia jest światło słoneczne wpadające przez okno, które odbijając się od podłogi oświetla całe pomieszczenie. Przy renderingu standardowymi środkami w takiej scenie oświetlona zostanie tylko podłoga, a przy renderingu w Mental Ray można również oświetlić ściany z sufitem (co dokładnie i w jakim stopniu zależy od położenia okna i intensywności światło). Globalny efekt oświetlenia jest realizowany na dwa sposoby: za pomocą funkcji ŚwiatowyOświetlenie(Globalne oświetlenie) lub poprzez podłączenie metody FinałZbierać(Opłata końcowa). W obu przypadkach proces wizualizacji jest dość długi i trwa jeszcze dłużej, jeśli stosuje się obie metody, ale często się to dzieje, ponieważ połączenie obu metod pozwala uzyskać bardziej imponujące wyniki.

Za pomocą ŚwiatowyOświetlenie fotony są emitowane ze źródła światła, a wizualizer (jak w symulacji efektu kaustycznego) śledzi ich rozkład w scenie i sumuje energię wszystkich fotonów w każdym punkcie przestrzeni. metoda FinałZbierać działa inaczej, chociaż jego przeznaczenie jest takie samo jak ŚwiatowyOświetlenie: po tym, jak pierwszy promień trafi w punkt na powierzchni obiektu, z tego punktu do sceny emitowana jest dodatkowa wiązka promieni, za pomocą której gromadzone są informacje o kolorze wokół tego punktu, na podstawie których obliczane jest oświetlenie sceny. Taka błędna kalkulacja wymaga b O dłuższy czas niż używanie ŚwiatowyOświetlenie, ale tworzą się gładsze światła i cienie. Ponadto zastosowanie metody FinałZbierać Okazuje się to przydatne w symulowaniu efektu żrącego, ponieważ pozwala zredukować lub nawet wyeliminować artefakty powstające w niektórych przypadkach.

Na przykład utwórz nową scenę z samolotem, piłką i czajnikiem (rys. 20). Ustaw jedno kierunkowe światło, umieść je po lewej stronie sceny i włącz cieniowanie według typu PromieńŚledzoneCienie(rys. 21). Stwórz świetlisty materiał z shadera Architektoniczny zmieniając kolor w pudełku RozproszonyKolor i zwiększenie wartości parametru luminancjaPłyta CD/m 2, który odpowiada za poziom świecenia, do około 7000 (ryc. 22). Spraw, aby kula świeciła, przypisując do niej stworzony materiał. Renderuj rendererem Scanline - pomimo tego, że kulka się świeci, światło z niej nigdzie się nie rozchodzi, czego w rzeczywistości nie może być (rys. 23).

Ustaw Mental Ray jako bieżący renderer. Włącz symulowane globalne oświetlenie: aktywuj w oknie RenderowanieScena patka PośredniOświetlenie oraz w dziale FinałZbierać włącz pole wyboru WłączyćFinałZbierać... Ponownie wyrenderuj scenę, a zobaczysz, że teraz światło kuli oświetla nieco przestrzeń pod nią (rys. 24). Zwiększ wartość parametru Mnożnik do 1,5 i PromieniezaFGPunkt do 500 - intensywność światła rozchodzącego się z kuli zauważalnie wzrośnie (teraz odbicia światła rozproszonego widoczne są nie tylko na płaszczyźnie, ale i na czajniku) - ryc. 25. Dodatkowo zauważalnie poprawiła się jakość obrazu, co osiągnięto dzięki wzrostowi wartości parametru PromieniezaFGPunkt, który dostosowuje liczbę wiązek światła w każdej wiązce.

Skomplikujmy zadanie. Utwórz nową scenę z zamkniętym liniowym splajnem w formie prostokąta (powinien być uformowany w rzutni) Szczyt) i czajnik w środku. Przypisz modyfikator do splajnu Wyrzucać, co pozwoli zamienić go w rodzaj zamkniętej przestrzeni sześciennej - imitację pomieszczenia, wewnątrz którego będzie znajdował się czajnik (ryc. 26). Dodaj do sceny kamerę, aby była widoczna przestrzeń wewnątrz pomieszczenia i umieść płaską kostkę na suficie pomieszczenia (w naszym przypadku będzie pełniła rolę lampy pracującej w trybie oświetlenia nocnego) - rys. 27.

W razie potrzeby przypisz materiał świetlny do lampy i teksturuj ściany, podłogę i sufit pomieszczenia, a następnie wyrenderuj scenę za pomocą standardowych narzędzi (Rysunek 28). Ustaw Mental Ray na aktualne renderery i aktywuj symulowane globalne oświetlenie, zaznaczając pole WłączyćFinałZbierać... Zwiększ intensywność światła, ustawiając parametr Mnożnik równy 1,7, a żeby przyspieszyć proces renderowania, zmniejsz wartość parametru PromieniezaFGPunkt do 50. Renderuj przez Mentalny Promień (ryc. 29). Oczywiście w obu wariantach (Scanline i Mental Ray) oświetlenie okazało się zupełnie nienaturalne. Ideą jest doświetlenie przestrzeni lampą na suficie. W pierwszej wersji nie widać z niej żadnej poświaty, a jednocześnie ściany pomieszczenia są doświetlone, choć nie powstały żadne źródła światła. Jednocześnie czajnik wydaje się unosić w powietrzu, co jest konsekwencją braku cieni. W drugim przypadku lampa oświetla przestrzeń światłem rozproszonym, pod czajnikiem pojawił się cień, ale ściany pokoju nadal są nienaturalnie oświetlone - wyczuwalna jest obecność innego źródła światła. Jasne jest, że to źródło jest ustawione domyślnie (w końcu nie stworzyliśmy źródeł), ale w tym przykładzie okazuje się to zbyteczne. Aby się go pozbyć (nie można go usunąć, ponieważ źródło nie pojawia się na liście obiektów sceny), utwórz własne źródło światła (po tym czasie oświetlenie jest domyślnie wyłączone) i zablokuj je odznaczając checkbox Na w obszarze LekkiRodzaj Sekcja OgólneParametry(rys. 30).

Jeśli teraz wyrenderujemy natychmiast, to w pomieszczeniu praktycznie nic nie będzie widać (rys. 31). Dlatego zwiększ wartość parametru PromieniezaFGPunkt do 500 - iluminacja nieznacznie wzrośnie (choć ściany nadal będą niewidoczne) ze względu na wzrost liczby promieni rozproszonych (ryc. 32). Ustaw parametr Rozproszonyodbija równy 4, co zapewni pojawienie się światła i cienia na podłodze, ścianach i suficie (przy dalszym wzroście tego parametru cienie stają się jaśniejsze), oraz Mnożnik- 2.2, co zwiększy natężenie światła (ryc. 33). Ponownie zwiększ liczbę i gęstość rozproszonych promieni, ustawiając parametry PromieniezaFGPunkt oraz WstępnyFGPunktGęstość równy odpowiednio 700 i 1,5 (ryc. 34), - obraz uzyskany podczas renderowania okaże się wyższej jakości, choć nadal jakoś upiorny (wydaje się, że w powietrzu unosi się jakaś mgiełka - ryc. 35) .

Ryż. 34. Konfiguracja parametrów przewijania Końcowe zebranie

Zobaczmy teraz, jakie wyniki można uzyskać za pomocą metody ŚwiatowyOświetlenie (żołnierz amerykański). W rozdziale FinałZbierać odznacz pole WłączyćFinałZbierać, oraz w dziale ŚwiatowyOświetlenie (żołnierz amerykański) zaznacz pole wyboru Włączyć i renderuj. Wyniki będą rozczarowujące (ryc. 36), ponieważ metoda ŚwiatowyOświetlenie opiera się na emisji fotonów przez źródło światła, a jedyne źródło w scenie jest blokowane. Odblokuj źródło, przesuń je do wnętrza lampy, zmniejsz intensywność źródła do około 0,3 i zmień odcień na zbliżony do świecącego materiału (rys. 37). Włącz cieniowanie według typu dla źródła. PromieńŚledzoneCienie i zwizualizuj scenę - pomieszczenie będzie oświetlone, ale będzie oświetlone równomiernie (bez światłocienia) i nie będzie wyczuwalny blask lampy (ryc. 38).

Spróbujmy poeksperymentować z globalnymi ustawieniami oświetlenia. Na początek zwiększ energię fotonów i ilość, która bierze udział w Globalnym Iluminacji, podświetlając źródło i zwiększając w zwoju psychicznypromień: PośredniOświetlenie wartości parametrów Energia oraz żołnierz amerykańskiFotony odpowiednio do 10 i 400 (ryc. 39). Jak widać z wyniku (rys. 40), wzrost energii był nadmierny (spadek Energia do 5), wielkość fotonów i ich intensywność są wyraźnie niewystarczające, podobnie jak ich liczba. Jednocześnie realistyczne, miękkie światło i cień można uzyskać tylko przy bardzo dużej liczbie fotonów o akceptowalnej wielkości (przy małym promieniu fotonów ustawienie dowolnie dużej liczby próbek praktycznie nie ma wpływu na wynik) i intensywność. Spróbuj ustawić wartości parametrów Mnożnik, MaksymalnyNumFotonyzaPróbka oraz MaksymalnyPróbowaniePromień równy 1,2; 1500 i 14 odpowiednio (ryc. 41). Wynik wyraźnie się poprawił (światło i cień na ścianach, podłodze i suficie są całkiem naturalne) - Fot. 42, ale bez łączenia metody FinałZbierać nie jest możliwe uzyskanie blasku lampy.

3ds Max zawiera dedykowane źródła, które symulują realistyczne światło dzienne. Pomagają ustawić światło dzienne sceny za pomocą kilku kliknięć myszką. Ale jednocześnie mają wystarczającą elastyczność, pozwalającą na dostosowanie parametrów takich jak: wysokość horyzontu, kolor nieba, warunki atmosferyczne, zachmurzenie, a nawet dokładne położenie geograficzne. Te źródła światła w wiązce nazywają się Światło dzienne system(system oświetlenia dziennego).

Ryż. 2.4.01 Przykład oświetlenia zewnętrznego Światło dzienne system

Podczas tworzenia Światło dzienne system, 3ds Max poprosi o aktywację ekspozycji. Pojawi się okno dialogowe, w którym możesz je aktywować, naciskając przycisk tak(Tak). Alternatywnie możesz później ręcznie aktywować ekspozycję. Dodatkowo prośba o stworzenie PanFizyczny Niebo jako środowisko.

Ryż. 2.4.02 Okno dialogowe aktywacji ekspozycji

Ryż. 2.4.03 Okno dialogowe instalacji Pan Fizyczny Niebo jako środowisko

System światła dziennego Mental ray obejmuje PanSłońce Pan Sky i PanFizycznyNiebo(co zostanie omówione w dalszej części tej sekcji). Należy również rozważyć kontrolę narażenia. PanFotometrycznyNarażenieKontrola opisane wcześniej w tym rozdziale.

Ryż. 2.4.09 Ustawianie czasu (po lewej) i lokalizacji geograficznej (po prawej)

Wybierz mapę żądanego kontynentu z listy rozwijanej Mapa(Mapa). Obraz mapy został zaktualizowany. Kliknij myszką na lokalizację, w której chcesz ustawić żądany punkt na mapie. Podczas instalowania pola wyboru NajbliższyDużaMiasto(Najbliższe duże miasto), wskaźnik zostanie umieszczony w lokalizacji miasta najbliższego wskazanego miejsca z listy Miasto(Miasto) po lewej stronie okna dialogowego.

Źródła światła dziennego wpsychicznypromień.

Źródła światła i narzędzia do symulacji światła dziennego w promieniu mentalnym to: Pan Słońce, Pan Niebo, Pan Niebo Portal, shader Pan Fizyczny Niebo.

Aby uzyskać najbardziej realistyczne wyniki, najlepiej zastosować wszystkie powyższe komponenty w systemie. Światło dzienne, a w wiązce np. parametr czerwony/ Niebieski Odcień który jest obecny w źródle światła słonecznego i nieba, a także w shaderze otoczenia Pan Fizyczny Niebo... Każdy składnik jest opisany w dalszej części rozdziału.

Notatka:Okna projekcyjne 3ds Maks. obsługa interaktywnego wyświetlania wiązki światła dziennego,Pan Słońce orazPan Niebo.

Na początek rozważmy osobno parametry źródła światła mr Sky.

pan Sky Parametry.

Źródło PanNiebo to fotometryczne dookólne źródło światła (firmament), które służy do symulacji rozproszonego światła firmamentu.

Ryż. 2.4.10 Parametry Pan Niebo systemy oświetlenia dziennego

Na(Włączone) Włącza i wyłącza źródło światła.

Mnożnik(Mnożnik) Mnożnik natężenia światła. Domyślna wartość 1.0 .

Grunt Kolor(Kolor ziemi) Kolor „powierzchni” ziemi.

Ryż. 2.4.11 Przykłady uderzeń Grunt Kolor na globalnym oświetleniu

Notatka: Rysunek 2.4.11 pokazuje wpływ koloru ziemi na światło odbite od ścian domu, ponadto „powierzchnia” ziemi nie odbiera cieni z obiektów na scenie.

NieboModel(Model nieba) Z tej listy rozwijanej możesz wybrać jeden z trzech modeli nieba: MgłaNapędzany,PerezWszystkoPogoda,CIE.

Przyjrzymy się jednemu z tych modeli. MgłaNapędzany(Napędzany mgłą).

Mgła to jednolita zasłona światła, która rośnie wraz z odległością od obserwatora i zakrywa fragmenty krajobrazu. Jest to wynik rozpraszania światła przez cząsteczki zawieszone w powietrzu i cząsteczki powietrza.

Haze zmniejsza kontrast obrazu, a także wpływa na wyrazistość cieni. Zobacz też AntenowyPerspektywiczny(Perspektywa z lotu ptaka) opisane w dalszej części tego rozdziału.

Mgła(Haze) Liczba cząstek stałych w powietrzu. Możliwe wartości od 0,0 (absolutnie czysta atmosfera) do 15,0 (maksymalnie „zakurzona”). Domyślna wartość 0.0 .

Ryż. 2.4.12 Wpływ parametrów Mgła na atmosferę sceny: 0,0 (lewo) ; 5,0 (środek); 10,0 (po prawej)

PanNieboZaawansowanyParametry(Opcje zaawansowane pan Sky)

Ryż. 2.4.13 Dodatkowe parametry Pan Niebo

Horyzont(Horyzont)

Wzrost(Wysokość) Wysokość linii horyzontu, wartości ujemne obniżają linię, wartości dodatnie podnoszą linię horyzontu. Wartość domyślna 0,0

Ryż. 2.4.14 Wysokość linii horyzontu: 0,0 (po lewej); -0,6 (po prawej)

Notatka:Wysokość horyzontu wpływa tylko na wizualną reprezentację w źródle światłaPanNiebo. Poza tym odcień horyzontu zależy również od źródła światła.PanSłońce.

Plama(Rozmycie) Rozmywa linię horyzontu. Wyższa wartość sprawia, że ​​linia horyzontu jest bardziej rozmyta i mniej widoczna. Wartość domyślna to 0,1.

Ryż. 2.4.15 Rozmycie linii horyzontu: 0,2 (po lewej); 0,8 (po prawej)

NocKolor(Kolor nocy) Minimalna „wartość” koloru nieba: oznacza, że ​​niebo nigdy nie będzie ciemniejsze niż ustawiona tutaj wartość koloru.

NiefizyczneStrojenie(Nie ustawienia fizyczne)

Parametr w tej grupie może sztucznie zabarwić kolor nieba chłodnymi lub ciepłymi tonami, aby nadać obrazowi bardziej artystyczny wygląd, w przeciwieństwie do fotorealistycznego obrazu.

Czerwony /NiebieskiOdcień(Odcienie czerwieni / niebieskiego) Wartość domyślna to 0,0, co jest fizycznie poprawne (ma temperaturę barwową 6500K). Zmieniając wartość na -1,0 (głęboki niebieski), na 1,0 (głęboki czerwony), możesz dostosować kolor nieba, aby uzyskać żądany kolor nieba.

AntenowyPerspektywiczny(Perspektywa z lotu ptaka)

Perspektywa z lotu ptaka jest na tyle naturalnym zjawiskiem, że gdy obiekty oddalają się od oczu obserwatora lub kamery, wyrazistość i wyrazistość konturów zanika. Obiekty znajdujące się na odległość charakteryzują się spadkiem nasycenia kolorów (kontrast światła i cienia mięknie, a kolor traci jasność). To. tło wydaje się jaśniejsze niż pierwszy plan.

Zjawisko perspektywy lotniczej wiąże się z obecnością w atmosferze pewnej ilości kurzu, wilgoci, dymu i innych drobnych cząsteczek. Zobacz też Mgła(zamglenie) opisane powyżej.

Pole wyboru AntenowyPerspektywiczny(Perspektywa z lotu ptaka) To pole wyboru włącza wyświetlanie perspektywy lotniczej.

(Visible Distance) Ten licznik wskazuje odległość, na którą wpływa perspektywa z lotu ptaka oraz zasięg obiektów.

Bieżąca strona: 25 (w sumie książka ma 31 stron) [dostępny fragment do czytania: 21 stron]

Czcionka:

100% +

Oświetlenie i ustawienie źródeł światła

Scena jest w pełni teksturowana, zainstalowane są kamery do renderowania odpowiednio wyrenderowanych obrazów wnętrza. Teraz nadszedł czas na zbudowanie odpowiedniego oświetlenia dla sceny i dodanie pewnych efektów renderowania, dzięki którym obrazy sceny staną się bardziej spektakularne i realistyczne.

Zauważono, że tylko dobrze oświetlona przestrzeń pozwala odnieść zdecydowane wrażenie zbudowanej sceny. Zwykle dla początkujących poprawna instalacja a dostosowanie oświetlenia sceny stwarza pewne trudności, ponieważ to za pomocą światła otaczająca przestrzeń otwiera się dla człowieka. W końcu kolory przedmiotów, właściwości powierzchni i wszystko inne, co człowiek widzi w otaczającym go świecie, jest niczym innym jak odbiciem od powierzchni przedmiotu światła skierowanego na nią pod różnymi kątami. Padając na powierzchnię światło ulega rozproszeniu, a skład jego widma częstotliwości zmienia się (w zależności od właściwości odblaskowych obiektu). Z powyższego wynika wniosek: za pomocą prawidłowe ustawienie fakturowe walory obiektów i oświetlenie, można zarówno poprawić wrażenie przeciętnej sceny, jak i odwrotnie, zepsuć dobrze przygotowaną wizualizację.

Fizyczna reprezentacja światła

Z punktu widzenia fizyki promieniowanie świetlne charakteryzuje się pojęciami strumienia świetlnego, natężenia światła i oświetlenia. Lekki przepływ ustawia energię światła emitowaną na jednostkę czasu i jest mierzona w lumenach (lm, lm). Strumień świetlny emitowany w danym obszarze przestrzeni nazywa się mocą światła i jest mierzony w kandelach (cd, cd). Charakterystyka natężenia światła umożliwia porównywanie źródeł o różnym rozkładzie przestrzennym światła. Oświetlenie - jest to stosunek strumienia świetlnego do powierzchni oświetlanej powierzchni, mierzony w luksach (lx, lx).

Oprócz powyższych charakterystyk oświetlenia dla grafika 3D temperatura barwowa i lokalizacja źródeł światła są bardzo ważne. Pod temperatura koloru rozumie się jako wielkość fizyczną charakteryzującą wartość koloru i jasności źródła światła, mierzoną w kelwinach (K). Odcienie o temperaturze poniżej 4000 K są uważane za ciepłe (kolory od czerwonego do żółtego to kolor świecy, żarówek itp.), a źródła o temperaturze barwowej powyżej tej są uważane za zimne. Lampy fluorescencyjne, stroboskopowe to przykłady zimnych źródeł światła. Temperaturę barwową można wykorzystać do zmiany tego, jak dana osoba czuje się podczas oglądania sceny (podobna technika jest często stosowana w kinie i fotografii).

Typy źródeł światła w 3ds Max 2009

W poprzedniej wersji do źródeł światła dodano Mr Sky Portal. To światło ułatwia ustawienie oświetlenia dziennego w scenach wewnętrznych i działa jak oświetlenie oparte na HDRI. Jeśli weźmiemy pod uwagę źródła światła Mental Ray, to program domyślnie udostępnia dwanaście różne rodzaje oświetlenie sceniczne oraz systemy obiektów Sunlight i Daylight. Jest w nim kilka programowych i sprzętowych algorytmów oświetlenia, z których każdy ma swoje własne ustawienia i ustawienia oświetlenia.

Oprawy standardowe - ignorujące światło odbite od powierzchni obiektów.

Oświetlacze fotometryczne - Obliczanie oświetlenia globalnego i rozpraszania dyfuzyjnego.

Wbudowany zewnętrzny renderer Mental Ray, który posiada własne obiekty ze źródłami światła.

Ponadto istnieje możliwość podłączenia innych rendererów, z których każdy z reguły udostępnia własne urządzenia do użytku.

Począwszy od wersji szóstej program posiada inną metodę oświetlania – wykorzystującą HDRI (High Dynamic Range Image – obraz o rozszerzonym zakres dynamiczny). Jeden ze sposobów wykorzystania HDRI opisano w dalszej części tego rozdziału.

W każdym konkretny przypadek o wyborze metody oświetlenia decyduje porównanie wyników zastosowania kilku metod, które są oceniane według kryteriów takich jak fotorealizm i czas renderowania. Jeśli na przykład fotorealistyczne renderowanie sceny trwa 5–6 godzin, to animowanie takiej sceny jest raczej problematyczne ze względu na zbyt dużo czasu. Ale jako szkic wnętrza uzyskany w ten sposób obraz będzie najbardziej odpowiedni. Jednak nadal nie ma jasnych kryteriów wyboru tej lub innej metody. Po kilkukrotnym zastosowaniu wymienionych metod i widząc różnicę między nimi, możesz zrozumieć, która metoda ustawienia oświetlenia sceny jest dla Ciebie bardziej odpowiednia w tym czy innym przypadku. To prawda, że ​​w każdym przypadku przy stosowaniu jakichkolwiek metod ustawiania oświetlenia wymagana jest dość dokładna regulacja parametrów i być może nie zostanie natychmiast uzyskany dobry wynik.

Oświetlenie domyślne

Jeśli w scenie nie ma żadnych świateł, program 3ds Max 2009 automatycznie ustawia scenę na oświetlenie domyślne. Jest to wbudowane (dookólne) standardowe źródła światła o parametrach, których nie można regulować. Może istnieć jedno (domyślne) lub dwa wbudowane źródła. Pojedyncze źródło zapewnia kontrastowe, niezbyt naturalne światło (rysunek 5.15). Dwa wbudowane światła są umieszczone: jedno w lewym górnym rogu sceny z przodu, a drugie z tyłu w prawym dolnym rogu. Możesz zmienić domyślne ustawienia oświetlenia za pomocą polecenia menu Widoki → Konfiguracja rzutni. Otworzy się okno z zakładkami, z którego należy wybrać metodę renderowania iw obszarze Opcje renderowania zmienić żądane ustawienia. Oświetlenie z dwoma wbudowanymi źródłami jest bardziej miękkie i bardziej naturalne niż jedno. Te źródła nie tworzą cieni z obiektów, a renderowanie z nimi nie wygląda naturalnie, ale pozwalają zobaczyć położenie obiektów w scenie. W poprzednim rozdziale były ćwiczenia, w których renderowanie odbywało się tylko przy użyciu domyślnego oświetlenia. Jeżeli w scenie zainstalowane jest co najmniej jedno źródło światła, oświetlenie domyślnie jest automatycznie wyłączane i wtedy iluminacja jest determinowana jedynie obecnością i mocą zainstalowanych opraw.

Ryż. 5.15. Oświetlenie sceny domyślnie z jednego źródła

Jeśli nie zaznaczysz pola Domyślne oświetlenie w domyślnych ustawieniach oświetlenia, to scena będzie oświetlona w rzutniach z zainstalowanymi źródłami, co nie zawsze jest dobre dla dobrej widoczności obiektów. Dlatego lepiej ustawić pole wyboru jeszcze przed rozpoczęciem pracy ze źródłami światła.

Dodatkowo iluminacja sceny zależy również od oświetlenia otoczenia, które nie ma źródła i jest sterowane poprzez zmianę ogólnego poziomu oświetlenia w trzech parametrach kolorystycznych. Ustawienia dokonuje się za pomocą polecenia menu Rendering → Environment (Rendering → Environment). Otworzy się okno dialogowe z dwiema zakładkami, z których należy wybrać Środowisko (rys. 5.16). W ten sposób ustalany jest zarówno poziom wpływu podświetlenia otoczenia na oświetlenie sceny i jego kolor, jak i możliwość wykorzystania obrazu jako mapy otoczenia. Lepiej jest zrezygnować z używania wysokiego poziomu oświetlenia ogólnego (Ambient) w scenie i należy go zwiększać tylko w razie potrzeby i tylko w niewielkim stopniu. Jest to konieczne, ponieważ oświetlenie ogólne spłaszcza obiekty i zaciera ich krawędzie.

Ryż. 5.16. Ustawienia otoczenia sceny

Oprawy standardowe

W programie jest siedem standardowych urządzeń, nie licząc urządzeń Mental Ray (rys. 5.17). Zestaw standardowych źródeł wystarcza do symulacji stosunkowo realistycznego oświetlenia zarówno sztucznych, jak i naturalnych źródeł światła.

Ryż. 5.17. 3ds Max 2009 Standardowe światła

Teraz bardziej szczegółowo o każdym źródle.

Źródło światła słonecznego służy do tworzenia i kontrolowania symulowanego światła słonecznego w scenie. Ten obiekt można znaleźć, klikając przycisk Systemy na karcie Utwórz paska poleceń. Przy jej użyciu powstaje kierunkowe źródło światła, które oświetla scenę pod kątem imitacji promieni słonecznych padających na powierzchnię Ziemi w danym momencie współrzędne geograficzne ach iw określonym czasie. Jest to spuścizna starszych wersji programu i pozostała w 3ds Max 2009 głównie ze względu na kompatybilność projektu. Począwszy od piątej wersji, zastępuje go ulepszony system Daylight.

Omni (źródło dookólne) - emituje promienie światła we wszystkich kierunkach równomiernie z jednego punktu. Dzięki swoim właściwościom fizycznym może symulować żarówkę. Aby uzyskać dostęp do tego obiektu, kliknij przycisk Światła na karcie Utwórz paska poleceń i wybierz kategorię obiektu Standard. Istnieją pewne parametry do konfiguracji tego źródła (rys. 5.18), niektóre z nich zostaną omówione w dalszej części ćwiczeń.

Ryż. 5.18. Standardowe parametry iluminatora dookólnego (wielokierunkowego)

Target Direct i Free Direct znajdują się na tej samej karcie paska poleceń, co źródło wielokierunkowe. Obiekty te emitują równolegle do siebie wiązkę światła o zmiennych wymiarach o przekroju kołowym lub kwadratowym. Swobodne źródło skierowane jest wzdłuż osi emitowanego przez nie strumienia światła i umożliwia zmianę kierunku poprzez obrót tej osi. Celowane źródło ma cel, do którego jest skierowane i który jest sterowany niezależnie od źródła światła, podczas gdy ono z kolei pozostaje stale na niego skierowane. Źródła kierunkowe mają parametry podobne do źródeł dookólnych, z wyjątkiem tego, że mają ustawienie rozmiaru obszaru światła ciągłego w stosunku do obszaru tłumienia (rysunek 5.19).

Ryż. 5.19. Ustawienia bezpośredniej wiązki źródła

Punkt docelowy i punkt wolny — w edytorze te urządzenia znajdują się na karcie Światła standardowe. Wiązki szperacza, w przeciwieństwie do źródeł kierunkowych (Direct), nie są zorientowane równolegle, lecz rozchodzą się stożkowo z jednego punktu, w którym znajduje się źródło światła. Przykładem takiego źródła są reflektory lub latarka. Źródła docelowe mają takie same właściwości, jak opisane powyżej. Podobnie jak w przypadku oświetlacza kierunkowego, reflektor może zmieniać obszar światła ciągłego względem obszaru tłumienia.

Źródło SkyLight znajdujące się na tej samej karcie ze standardowymi źródłami, w przeciwieństwie do innych standardowych źródeł, nie jest takie: jego wyimaginowane promienie światła nie pochodzą z jednego punktu. Dodatkowo to urządzenie wykorzystuje algorytm globalnego oświetlenia Light Tracer. Po umieszczeniu w scenie znajduje się nad nią wyimaginowana kopuła - nieskończenie duża półkula, której każdy punkt emituje promienie światła. To źródło jest składnikiem systemu DayLight, który zostanie omówiony później. Ponadto to właśnie to źródło umożliwia wykorzystanie mapy HDRI (High Dynamic Range Image) do oświetlenia sceny.

Fotometryczne źródła światła

W tej wersji 3ds max 2009 liczba źródeł fotometrycznych została zmniejszona do trzech. Jednak pomimo tego, że w poprzedniej wersji było ich osiem, nowe źródła mogą z łatwością odtworzyć dowolne z ośmiu urządzeń z poprzedniej wersji (ryc. 5.20). Jeżeli wcześniej każdy rodzaj źródła fotometrycznego miał ściśle określony kształt (punkt, obszar itp.), to teraz kształt można wybrać z listy w ustawieniach samego oświetlacza. Ich parametry oświetlenia podawane są w lumenach, kandelach, luksach, czyli tak jak w przypadku źródeł światła w rzeczywistości. Za pomocą źródeł fotometrycznych możliwe stało się skorelowanie mocy oświetlenia rzeczywistego z oświetleniem wirtualnym w scenach, a także obliczenie oświetlenia globalnego za pomocą algorytmu Radiosity, jak to zwykle obserwuje się w prawdziwym życiu, gdy światło uderza w obiekty.

Ryż. 5.20. Źródła fotometryczne 3ds Max 9

Źródła fotometryczne są klasyfikowane w następujący sposób.

TargetLight - uniwersalny oświetlacz fotometryczny, w zależności od wybranych ustawień, może emitować promienie świetlne z jednego punktu we wszystkich kierunkach, jak świetlówka w dół i na boki, jak źródło rastrowe symulujące oświetlony obszar. Można go używać zarówno do symulacji konwencjonalnej żarówki, jak i do symulacji reflektorów poprzez zmianę typu źródła za pomocą listy Rozsył światła (typ) (rysunek 5.21). W przypadku przypisania opcji Sieć fotometryczna umożliwia sterowanie rozkładem światła za pomocą specjalnych plików *.IES, w których kształt i natężenie strumienia świetlnego są rejestrowane w specjalny sposób, co tworzy realistyczne odbicia na obiektach w scenie.

Ryż. 5.21. Wybór rodzaju źródła fotometrycznego

FreeLight - całkowicie powtarza wyżej opisane darmowe źródło z tą tylko różnicą, że ma cel, który pozwala skierować iluminator na określony obszar lub obiekt.

Źródła światło dzienne — ten obiekt pojawił się od piątej wersji programu 3ds Max. System ten umożliwia uwzględnienie odbicia światła od powierzchni obiektów oraz jego rozproszenia w atmosferze. Za pomocą tego źródła powstają dwa połączone oświetlacze fotometryczne – symulator oświetlenia słonecznego (uwzględniający współrzędne geograficzne, porę roku i dnia) sceny oraz symulator rozproszonego światła nieba.

Źródła fotometryczne zawarte w scenie pozwalają stosunkowo dokładnie symulować oświetlenie, barwę i rozkład natężenia światła w przestrzeni właściwej dla rzeczywistych źródeł. Światło emitowane przez oświetlacze fotometryczne jest tłumione odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości od oświetlanej powierzchni. Charakterystyki światła ze źródeł fotometrycznych, jak wspomniano powyżej, ustalane są w programie przy pomocy istniejących jednostek fizycznych – kandeli (cd), lumenów (lm), luksów (lx). Źródła fotometryczne są najdokładniejsze, gdy używany jest algorytm globalnego oświetlenia Radiosity. Jeśli użyjesz tego typu źródła światła w scenie bez obliczenia globalnego oświetlenia, to najprawdopodobniej światło z nich nie wystarczy i nie odczujesz ich zalet.

Dodatkową cechą źródeł fotometrycznych jest to, że teraz korzystając z listy Szablony można automatycznie ustawić typ i moc oświetlacza zgodnie z typem określonym na liście.

Źródła światła mentalnego

Ponieważ moduł zewnętrzny Rendering Mental Ray wchodzi w skład standardowej dostawy 3ds Maxa, muszę powiedzieć kilka słów o jego źródłach światła, które domyślnie znajdują się na pasku poleceń wraz ze standardowymi. Zasadniczo Mental Ray może działać poprawnie zarówno ze standardowymi, jak i fotometrycznymi źródłami 3ds Max 2009, ale jeśli używasz go jako systemu renderowania, oczywiście lepiej jest użyć osprzętu tej konkretnej wtyczki. Z wyglądu przypominają standardowe obiekty oświetlenia Spot i Omni (patrz Rysunek 5.17). Pod względem listy parametrów są również zbliżone do swoich standardowych odpowiedników, jedynie ich parametry światła powierzchniowego są zbliżone do oświetlaczy fotometrycznych.

W sumie program zawiera pięć źródeł światła dla modułu Mental Ray. Dwa z nich: mr Area Omni (obszar dookólny) i Mr Area Spot (obszar reflektora) mają ustawienia i parametry zbliżone do ustawień standardowych źródeł 3ds Max 2009, ale różnią się jednym elementem - Area Light Parameters (Parametry obszaru światła) (ryc.5.22 ), który pozwala kontrolować wielkość obszaru, z którego wychodzi światło, a także jego kształt. Ponadto przy korzystaniu z cieni, takich jak cienie ze śledzeniem promienia wodzącego, źródła te, po pewnym dostosowaniu, dają miękkie, realistyczne cienie.

Ryż. 5.22. Ustawienia obszaru światła dla urządzeń mentalnych promieni

Ustawienia urządzenia

Aby wybrać obiekt źródła światła, kliknij przycisk Światła na karcie Utwórz na pasku poleceń, wybierz z listy grupę źródeł Standardowe lub Fotometryczne i kliknij żądany przycisk źródła. Na dole panelu poleceń pojawią się listy parametrów, których skład zależy od typu urządzenia. Pierwszym na liście parametrów jest rollout Typ obiektu. Następnie pojawia się rollout Nazwa i Kolor z parametrami źródła, które określają, jak będzie wyglądać w projekcjach (podczas renderowania wyświetlane jest tylko światło emitowane przez źródło). Poniżej znajduje się rozwijanie parametrów ogólnych z polem wyboru Włącz (wybranym domyślnie, gdy wybrane jest źródło) oraz „odległość” do celu, jeśli źródło jest kierunkowe. Poniżej znajduje się pole wyboru do włączenia Cieni (Shadows) oraz rozwijana lista rodzajów cieni używanych do budowy scen. W tym miejscu można również wykluczyć obiekty sceny z oświetlenia, klikając przycisk Wyklucz, a następnie wybierając żądane z wyświetlonej listy i przenosząc je na prawą stronę listy. Dalej jest wdrożenie Intensywności/Koloru/Atenuacji. W nim można dostosować kolor promieni wybranego źródła (domyślnie biały) i natężenie (domyślnie jeden lub w jednostkach strumienia świetlnego, jeśli źródło jest fotometryczne). Tutaj możesz również dostosować bliskie i dalekie tłumienie źródła, wybierając jego typ i przypisując początek i koniec obszaru tłumienia światła w jednostkach używanych w scenie. Jeśli wybierzesz źródło punktowe typu Spot, to w rolecie Parametry reflektora możesz dostosować średnicę plamki światła emitowanego przez źródło oraz ustawić kształt plamki w postaci koła lub prostokąta.

Parametry znajdujące się w rolecie Efekty zaawansowane są potrzebne do wskazania wpływu źródła światła na powierzchnię. Dzięki funkcji Projector Map możesz użyć źródła światła jako projektora, określając obraz (mapę), który będzie wyświetlany na dowolnym obiekcie, na który wskazuje źródło. W rolecie Shadow Parameters, która znajduje się poniżej, możesz dostosować gęstość cieni i podświetlić je różnymi kolorami, a także rzutować mapę na cień.

Poniżej znajduje się rollout z parametrami typu cieni, które zostaną wybrane przez użytkownika dla źródła. Zawiera ustawienia rozmiaru i jakości cieni rzucanych przez źródło. Aby przypisać dodatkowe efekty przetwarzania końcowego (efekty soczewek, wolumetryczny efekt świetlny), udostępniono roletę Atmospheres & Effects. Ostatnie na liście parametrów są parametry rolloutu Mental ray Indirect Illumination (rys. 5.23) - pod warunkiem, że Mental Ray jest używany jako aktywny renderer, można ich użyć do sterowania rozproszonym oświetleniem generowanym przez źródło; Mental ray Light Shader — umożliwia przypisanie do źródła cieniowania światła i cieniowania emisji fotonów.

Ryż. 5.23. Opcje oświetlenia otoczenia dla mentalnego źródła promieni

Notatka

Shader to mała wtyczka (program) definiująca właściwości obiektu (materiał, światło, geometria, kamera) w określonych warunkach. W odpowiednim momencie (zwykle podczas renderowania) rdzeń programu zawiera funkcje opisane w shaderze. Biblioteki shaderów zazwyczaj dostarczane są z programem do grafiki 3D, ale można je również pobrać z Internetu ze stron ich twórców.

Konfigurowanie świateł w scenie

Po wstępnym dostosowaniu parametrów iluminatora tak, aby uwzględnić je w scenie, przesuń kursor (który przyjmie postać krzyża) w żądany punkt na jednym z rzutów sceny i kliknij lewym przyciskiem myszy (co więcej, jeśli jest to źródło docelowe, musisz najpierw przesunąć kursor w kierunku celu, a następnie zwolnić przycisk myszy). Następnie w razie potrzeby warto skorygować współrzędne źródła i celu narzędziem Zaznacz i przesuń. Aby dostroić parametry źródła, a następnie je dostosować, wybierz źródło w scenie i przejdź do zakładki Modyfikuj panelu poleceń, gdzie możesz zobaczyć te same parametry, co poprzednio podczas tworzenia urządzenia.

Sceny różnią się rodzajem oświetlenia i do każdej sceny warto indywidualnie podejść do ustawień dla źródeł osobno i ogólnie dla całego oświetlenia, jednak istnieją pewne zalecenia dotyczące oświetlenia niektórych scen dla 3ds Max 2009. Np. scena uliczna z wykorzystaniem iluminatora Daylight (Daylight ) będzie oświetlona inaczej niż krajobraz kosmiczny, ponieważ propagacja światła w próżni różni się od jego rozkładu w atmosferze.

Chcę rozpocząć serię tutoriali o oświetleniu w mental ray. Ten samouczek dotyczy Final Gather, pośrednich ustawień oświetlenia, świateł, świecących materiałów i map HDRI. Celem lekcji nie jest stworzenie konkretnej sceny, ale rozważenie Postanowienia ogólne i oświetlenia wtórnego, wszystkie użyte sceny mają charakter testowy i mają za zadanie podkreślić pewien efekt, zwykle ze szkodą dla wygląd zewnętrzny... Lekcja przeznaczona jest dla maksymalnie 2008 roku i wyższych i zawiera przykłady scen do pobrania.

Wstęp

Na początek kilka niezbędnych informacji

W oświetleniu mental ray, zgodnie z algorytmem, obliczenia można podzielić na 4 części:
1.śledzenie bezpośrednie (scanline + ray tracing).
2. Oświetlenie pośrednie oparte na fotonach (GI + Caustics)
3. Uproszczone oświetlenie pośrednie (Final Gather)
4. Oświetlenie w tomach (promień marszu).

Notatka: Nie twierdzę, że rosyjskojęzyczna interpretacja terminów jest poprawna, ponieważ istnieje wiele opcji tłumaczenia pomocy i lekcji i nie zamierzałem brać ich jako podstawy. Często GI i caustics są rozdzielone, ponieważ używają różnych map fotonowych, a oświetlenie w objętości jest zawarte w GI, ze względu na to, że używają również map fotonowych, nie biorąc pod uwagę, że zaczyna działać zupełnie inny silnik i nie wszystko jest dokonują tam fotony (wykorzystywane są 2 poziomy obliczeń, drugi, uproszczony, nie wykorzystuje fotonów)

O oświetleniu bezpośrednim:

Iluminacja bezpośrednia oznacza iluminację od emitera źródła światła do powierzchni obiektu, po spotkaniu z powierzchnią obiektu, w oparciu o shadery Surface i Shadow, obliczana jest mapa irradiancji i mapa cieni obiektu. Dodatkowo brane są pod uwagę shadery z grupy Extended Shaders (przemieszczenia powierzchni, środowisko). W tym przypadku część promieni jest pochłaniana, a część (jeśli obiekt jest \ półprzezroczysty \ odblaskowy) jest renderowana do następnego obiektu na scenie. Promienie nie wnikają w objętość obiektu, efekt poświaty (oświetlenie, poświata) jest brany pod uwagę tylko dla właściwości rozproszonych obiektu i nie dotyczy innych obiektów. GI, Caustic i Volume Photon nie są generowane.

Zobaczmy teraz ustawienia renderowania które wpływają na ogólną jakość renderowania. Te ustawienia są istotne niezależnie od włączonych GI i FG

Jakość próbkowania: parametry tej grupy pozwalają dostosować supersampling, mający na celu wyeliminowanie efektu linii przerywanych, stopniowanych gradientów oraz wszelkich artefaktów wynikających z efektu aliasingu.

W parametrach Próbki na piksel - minimum i maksimum ustawia ilość promieni na piksel do działania adaptacyjnego supersamplingu, nie będę wnikał w zasadę działania tego algorytmu (jeśli chcesz, łatwo znaleźć teoretyczne informacje w sieci).

W praktyce im większa wartość tym lepiej, ale czas renderowania rośnie niemal proporcjonalnie do wzrostu wartości, dlatego do podglądu sceny wskazane jest ustawienie niskich wartości (ale maksymalna wartość powinna wynosić co najmniej 2), i zwiększyć do ostatecznej kalkulacji.

Grupa parametrów Kontrast , dostosowuje algorytm podejmowania decyzji, czy do obliczania użyć minimalnej lub maksymalnej wartości Próbek na piksel, wartości są ustawiane od 0,004 (1/256) do 1 i w odstępach 0,004 - im mniej, tym lepiej, ale także wpływa na szybkość renderowania.

Filtr - najprostszym i najszybszym filtrem jest box, a najlepszym i najwolniejszym mitchelem.

Poniżej parametry Algorytmy renderowania - z których najbardziej przydatne są głębokość frezowania Głębokość śledzenia

Odbicie- maksymalna liczba odbić fotonu, po której znika

Regracja- to samo dla przezroczystości i wartości maksymalnej sumy efektów - max. głębokość.

Mówiąc najprościej, jeśli postawisz na scenie dwa lustra „naprzeciw siebie” i kamerę patrzącą między lustrami, uzyskasz głębię „nieskończoności” odbić zgodnie z ustawionymi parametrami.

Główny sens praktyczny tych ustawień - podczas tworzenia sceny ustaw niedoceniane parametry dla szybkiego renderowania, a na końcowym etapie zwiększ do akceptowalnego rozmiaru.

Źródła światła:

W mental ray światła dzieli się na:
- standard natężenie światła, z którego maleje wprost proporcjonalnie do odległości i nie jest fizycznie dokładne
- ulepszony standard (postscript mr), z którego obliczane są cienie, według ulepszonego algorytmu i jest bardziej miękki.
- fotometryczny intensywność światła jest podawana w kategoriach fizycznych, a tłumienie światła jest również uważane za fizycznie poprawne. Zastosowanie fotometrii jest istotne, jeśli skale sceny spełniają wartości metryczne.

Część pierwsza Final Gather

Końcowe zebranie - uproszczony algorytm obliczania oświetlenia pośredniego polega na tym, że z każdego punktu zderzenia fotonu z powierzchnią losowo emitowane są promienie, które przecinają się z sąsiednimi obiektami w scenie (ale tylko raz). W konsekwencji FG daje uproszczony widok pośredniego oświetlenia, dzięki pojedynczemu odbiciu światła, ale przechodzi znacznie szybciej niż pełnoprawny GI i daje bardzo rzeczywisty obraz. Przy włączonym GI (FG + GI) algorytm obliczeniowy zmienia się, a obliczenia są wykonywane w jak największym stopniu w mental ray, ale oczywiście w czasie ...

Zobaczmy więc, co możesz osiągnąć dzięki FG:

Najpierw włącz algorytm FG - Rendering> Render ... (F10)> Indirect Illumination> zaznacz checkbox Enable FG

Główne ustawienia ustawienia jakości FG to krok, z jakim umieszczane są punkty kontrolne do obliczania oświetlenia wtórnego - parametr Initial FG Point Density - im mniejszy krok, tym lepszy obraz, a parametr Rays per FG Point to liczba promieni emitowanych z jednego punktu niż im więcej tym lepiej.

Twórcy MR stworzyli kilka gotowych profili, które można wybrać z rozwijanej listy „Preset”, do wyboru Draft (niska jakość, szybkie renderowanie), do oglądania scen w procesie tworzenia, aż do ver. wysoki - do obliczeń końcowych.

Zacznijmy testowanie FG od sceny wewnętrznej.

Zrobiłem najprostszą scenę, która przedstawia pokój z oknem i kilkoma lampami. Kolorystyka ścian, sufitu i podłogi, szczególnie szara - wyszło ponuro, ale dzięki temu efekty świetlne będą lepiej widoczne

Tak wygląda pomieszczenie bez włączonego FG, z tymczasowym źródłem światła (po włączeniu FG zostanie usunięte)

Po lewej stronie znajdują się dwie lampy, które nie są pełnoprawnymi źródłami światła, ale ich materiał jest reprezentowany przez materiał promienia mentalnego, którego powierzchnia to shader Glow (lume):

kolor blasku (Glow) i diffuse (diffuse) - jasnożółty, materiał powierzchni reprezentowany jest przez glass shader (Glass (lume)) którego ustawienia są pozostawione domyślnie. Jasność blasku (Jasność) jest również pozostawiona domyślnie = 3.

Oprawy te będą pełnić rolę przyćmionego, wypełniającego podświetlenia pomieszczenia.

Po prawej stronie znajdują się dwie wpuszczone lampy Area Spot. - ustawienia domyślne, czyli niezmienione, będą oświetlały szklane i metalowe kulki.

Wszystkie materiały sceny (oprócz opisanych lamp lewych) są typu Arch & Design, po wybraniu którego można szybko uzyskać ustawienia dla konkretnej powierzchni z listy predefiniowanych:

Ściany z surowego betonu, strop z polerowanego betonu, podłoga z błyszczącego plastiku, szklane okno (Thin Geom), pokryta kartą Transparency Checker.

W efekcie powinniśmy otrzymać ponury pokój, noc za oknem, słabe oświetlenie ogólne i osobno podświetlone kule.

Kliknij renderowanie:

wynik jest wyraźnie niezadowalający - zbyt słabe oświetlenie. Można zwiększyć wartość Multiplier, lights i Glow dla lewych opraw, ale jeśli wzrost natężenia źródeł światła jest nadal akceptowalny, to zwiększenie wartości Glow doprowadzi do „skośnego” oświetlenia – obszarów wokół światła będą bardzo jasne, a podłoga pozostanie czarna.

Wyjdź w ustawieniach ekspozycji

Przejdź do ustawień środowiska - Rendering - Environment (przycisk 8) - sekcja Kontrola ekspozycji i wybierz typ ekspozycji, zostawiłem typ logarytmiczny. Ale twórcy Mental ray zalecają używanie fotograficznego kontrolera ekspozycji, szczególnie podczas pracy z fotometrycznymi źródłami światła.

teraz renderuj ponownie:

już lepiej, ale szum w oświetlonych obszarach z lewych lamp stał się wyraźniej widoczny - jest to dokładnie efekt ustawienia zbyt niskiego FG (ustawiony profil "Low"). Pytanie brzmi, jak obliczyć złoty środek między szybkością renderowania a jakością. Naturalnie stawiając Veri High uzyskamy dobry wizerunek, ale na wynik będziemy czekać bardzo długo. Sam render może nam w tym pomóc, poproś go o wyświetlenie nam punktów kontrolnych FG:

przejdź do zakładki Przetwarzanie (Rendering - Render...)

w sekcji „Diagnostyka”, zaznacz pole wyboru Włącz i wskaż, na co chcemy patrzeć FG:

renderuj ponownie:

odległość między zielonymi kropkami w oświetlonych obszarach, powinna być minimalna, osiąga się to poprzez zmniejszenie kroku punktów kontrolnych, najlepiej wypełnienie powinno być ciągłe, po czym dalsze zmniejszanie kroku doprowadzi tylko do wydłużenia czasu renderowania, przy minimalnym wzroście jakości. Czasami na powierzchniach oddalonych od źródła światła może wystąpić hałas, pomoże tu zwiększenie emitowanych promieni, bez zmniejszania kroku. I nie zapomnij o ustawieniach samplowania, o których pisałem na samym początku.

Kontynuujmy budowanie sceny:

Bardzo często zachodzi potrzeba zobrazowania jakichś obiektów emitujących światło, o złożonej geometrii - gablot, akwariów, ekranów TV, które również doświetlają scenę, ale zadanie szczegółowego opracowania obiektu nie jest tego warte, a po prostu jego naśladowanie teksturami . Jednocześnie pojawiają się problemy z ich charakterystyką świetlną – przy mocnej jasności zaczynają świecić również ciemne obiekty, a poprzez zmniejszenie jasności jasne obszary nie oświetlają dostatecznie otaczających obiektów. Taka niesprawiedliwość wynika z faktu, że obraz 24-bitowy nie jest w stanie przechowywać informacji o prawdziwym natężeniu luminescencji każdego piksela. Sytuacja zostanie naprawiona przez użycie jako tekstur Mapy HDRI.

Jak zwizualizować wartość map HDRI? - Wyobraź sobie, że zrobiłeś zdjęcie morskiej plaży z białym piaskiem na tle słońca. Załaduj zdjęcie do Photoshopa i użyj kroplomierza, aby spojrzeć na kolory pikseli na tarczy słonecznej i białym piasku, kolory pikseli na tarczy słonecznej zwykle będą miały wartość #FFFFFF, a kolor pikseli na białym piasku będzie być taki sam lub nieco ciemniejszy. Teraz zmniejszmy jasność całego obrazu np. o 50% - piasek stanie się ciemniejszy, co jest w zasadzie poprawne, ale fakt, że dysk słoneczny przyciemni się nie jest porządkiem, nasze Słońce jest bardzo jasne . Ale jeśli zdjęcie jest robione specjalną kamerą, która może zapisywać zdjęcia w obrazach HDRI, to nie zadziała, tarcza słoneczna pozostanie jasna, jakbyśmy po prostu obniżyli czułość aparatu.

Spróbujmy użyć mapy HDRI w naszej scenie. Nie znalazłem gotowej mapy, która przedstawiałaby jakiś świecący obiekt, więc aby przetestować efekt, po prostu zrobiłem w Photoshopie plik hdr z wypełnieniem gradientowym - pośrodku jest jasna niebieska linia, która traci jasność do krawędzie. (Możesz stworzyć własny hdr, wybierając 32-bitowy tryb obrazu w Photoshopie).

Otwórz wynikową mapę w Max jako normalną Bitmapę, pojawi się okno dialogowe konwersji obrazu:

główną uwagę należy zwrócić na opcję konwersji w sekcji „Pamięć wewnętrzna”, domyślnie Max sugeruje odrzucenie informacji o jasności i po prostu zaznaczenie jasnych i ciemnych miejsc pewnymi kolorami - tryb 16 bit / chan, to nam nie odpowiada, więc ustaw tryb Real Pixels i kliknij OK ...

Użyłem wybranej mapy do materiału podobnego do materiału urządzeń, ustawiłem parametr blasku i zastosowałem go do pudełka na przeciwległej ścianie.

Dla porównania dwa rendery:

pierwsza to karta w trybie 16-bitowym:

Zastępując jasne obszary białym, jasne obszary są oświetlane prawie białym światłem

drugi jest prawdziwy:

jest wyraźna różnica.

Za pomocą Photoshopa możesz wykonać przybliżony analog obrazów hdr ze zwykłych zdjęć, w tym celu musisz przetłumaczyć pracę na 32-bitowy kolor, wykonać kopię obrazu, zwiększyć jasność kopii za pomocą histogramu (nie można zmienić jasność jako taką) i nałóż oba obrazy za pomocą parametru Multiplication (mnożnik).

Oto scena, w której obraz telewizyjny został uzyskany w ten sposób:

W tej scenie są trzy fotometryczne źródła światła, które symulują 60-watową żarówkę.

Przyjrzyjmy się im bardziej szczegółowo.

Fotometryczne źródła światła są potrzebne do symulacji rzeczywistych źródeł światła zgodnie z ich parametrami fizycznymi, ale konieczne są pewne warunki

Podczas tworzenia sceny używaj jednostek metrycznych

Obserwuj rzeczywiste wymiary obiektów na scenie

Algorytm oświetlenia pośredniego FG lub GI musi być włączony, lub lepiej oba

Główną cechą źródeł fotometrycznych jest temperatura emitera, która daje barwę strumienia świetlnego oraz moc źródła światła.

Ponieważ jesteśmy przyzwyczajeni do mierzenia mocy w watach i mamy tylko powierzchowne pojęcie o temperaturze źródła, podam tabelę najpopularniejszych żarówek domowych

Moc		Temperatura w K
12 V - oświetlenie ekspozycyjne, rzadziej lampy stołowe
Żarówki domowe 220 woltów
Świetlówki
		Jako takie nie mają temperatury i są podzielone według koloru limuniforu: Zimna biel 4500k, Dzień biały 6500k, Ciepły biały 3000k
Rtęć łukowa / sód
		Temperatura wynosi 6500 - 11000 K, ale z reguły konieczne jest zastosowanie filtra, np. jony sodu barwią jasnoczerwono, a obecne gazy obojętne dodają widmo niebiesko-zielone.

Porozmawiajmy teraz o świetle słonecznym.

Twórcy umysłowi oddzielili światło słoneczne w linii prostej od tarczy słonecznej - jasne z silnie zaznaczonymi cieniami - pan Sun oraz wypełnienie z pokrywy chmur i atmosfery silnie rozmytymi cieniami - pan Sky.

Podczas dodawania źródła światła mr Sky do sceny zostaniesz automatycznie poproszony o dodanie modułu cieniującego mr Physical Sky do środowiska, z którym warto się zgodzić.

w ustawieniach należy określić kolor nieba w nocy "Kolor nocy", przy niskich wartościach jasności - mnożnik kolor nieba będzie skłaniał się do tego koloru.

Dostosuj wysokość horyzontu i kolor powierzchni ziemi, dodaj zamglenie i parametry stosunku czerwieni i błękitu na niebie (wieczór/dzień) w sekcji Non-Physical Tuning:

Nalewki pana Sana posiadają również parametry do regulacji horyzontu, jasności i koloru, zamglenia, a także opcję regulacji cieni - Miękkość - miękkość cienia i jakość na granicach miękkiego cienia: Próbki miękkości.

przykłady scen w pokoju testowym

ze słońcem za oknem

i przy pochmurnej pogodzie

Na siłę zwiększyłem intensywność światła, żeby widzieć światło wypełniające pokój i cienie na podłodze. W pierwszym przypadku promienie są proste i prawie równoległe - doświetlana jest plama na podłodze, a po raz drugi od podłogi odbitą jest plamka w okolicy okien. A w drugim przypadku prawie całe pomieszczenie jest oświetlone. Podczas renderowania obu scen, FG został dostosowany do niskiego profilu, co powodowało duży szum w oświetlonych obszarach.

Często podczas przedstawiania pomieszczeń, w których światło wpada z okna, najlepiej w celu wzmocnienia efektu jasnych promieni lub zakurzonej atmosfery pomieszczenia, dodaj do źródeł światła efekt Volume Light. Na źródle światła pan Sun efekt ten nie jest prawidłowo zastosowany, prawdopodobnie ze względu na inną zasadę obliczania cieni, po prostu wypełnia oświetloną objętość, nie biorąc pod uwagę zacienionych obszarów. Dlatego do takiego efektu będziesz musiał użyć standardowych źródeł:

Skończmy z pokojami i przejdźmy do symulacji oświetlenia zewnętrznego

Jeśli mamy mapę hdr, która symuluje niebo, to możemy z łatwością zastosować ją do naszej sceny. Odbywa się to poprzez nałożenie mapy na źródło światła Skylight. Samo źródło światła można ustawić w dowolnym miejscu sceny - to nie ma znaczenia, najważniejsze jest to, że FG jest włączone, inaczej nie zadziała.

Kliknij na przycisk oznaczony Brak (nie ma karty domyślnej) i wybierz nasz obraz hdr (tak jak opisałem powyżej) lub określ slot z edytora materiałów, w którym taka karta jest już otwarta.

Oto przykład sceny przedstawiającej mały budynek wokół księżycowej nocy. Mapa otoczenia jest stosowana nie tylko do źródła światła, ale także do miejsca na mapę otoczenia.

widzimy delikatne oświetlenie z nieba całej sceny, a także wyraźne cienie księżyca.

A teraz mucha w maści:

Do powyższego zdjęcia specjalnie użyłem ciemnej mapy z jasną plamą księżyca, którą dodatkowo przetworzyłem w Photoshopie, aby zwiększyć jasność księżyca i przyciemnić niebo, inaczej efekt mapy nie byłby zauważalny. W rzeczywistości w MR, moim zdaniem, algorytm uwzględniania składowych jasności mapy dla źródła Skylight nie działa całkiem poprawnie.

Podam przykłady porównania scen dla MR i V-Ray.

w obu przypadkach mnożnik = 3, reszty parametrów mapy nie zmieniałem, starałem się zastosować materiały o podobnych właściwościach.

Jak widać, w drugim przypadku obraz jest „smaczniejszy”. Jedyne, co chcę zauważyć w Vy_ray, to to, że muszę pamiętać, że nie można użyć tej samej mapy do oświetlenia i odbicia. Przyjrzyj się uważnie obrazkowi - gdzie jest księżyc według odbicia i gdzie jest skierowany cień - różnica wynosi 180 o. W ustawieniach rotacji mapy jest parametr, ale musisz o tym pamiętać!

Co prawda wziąłem najtrudniejszą mapę - księżyc nie jest jasny i mały, różnice są prawie niewidoczne na dobrych mapach, ale fakt różnych obliczeń jest oczywisty. Niech każdy wyciągnie własne wnioski.

Wydaje się, że to wszystko, co chciałem pokazać w ramach tej lekcji. Na koniec skupię się na kilku drobiazgach, które moim zdaniem są warte uwagi.

- Poświata materiału... V poprzednie wersje oświetlił się niepoprawnie. Jeśli nie cała powierzchnia materiału jest oświetlona, ​​ale tylko niektóre oddzielne obszary (nałożona jest mapa) lub materiał jest częścią Blend materiału, wówczas świecący obszar oświetli sąsiadujące obiekty innym materiałem, ale obiekty z ten sam materiał się nie oświetli. W Max 2008 nie ma takiego problemu. Oto przykładowa scena:

cała konstrukcja składa się z jednego materiału na bazie Blend. Jak widać sam materiał pięknie się rozświetla (na scenie nie ma źródeł światła).

- z wyjątkiem korzystając z map .hdr, możesz również korzystać z map .exr, które są mniej popularne, ale również zawierają informacje o natężeniu światła. Okno do konwersji pliku w formacie exr przy przypisywaniu karty:

- Podczas tworzenia animacje, w których na scenie znajdują się jasne źródła światła lub tekstury oparte na obrazach hdri, efekt rozmycia ruchu we wszystkich wersjach Maxa do 2008 włącznie nie działa poprawnie, ponieważ urządzenie naszego widzenia (i matryce kamery) jest takie, że jaśniejsze miejsce, tym jaśniejsza "ścieżka rozmazywania" zostawi. Szczęśliwi właściciele Maxa 2009 pakiet zawiera moduł cieniujący HDR Image Motion Blur (mi), który jest umieszczany w slocie „Wyjście” efektów kamery, które są dostępne w ustawieniach renderowania „Renderer”:

Ten shader umożliwia rozmycie obrazu nie tylko obiektów w scenie, ale także tła sceny, na którą nałożona jest mapa z obrazem.

Dla porownania

Smużenie na świecących obiektach na scenie

a tło na tej samej mapie z księżycem

na tym zakończę pierwszą część lekcji. W kolejnej części poruszę problematykę GI i światła w tomach.