Освещение интерьера в 3d max mental ray. Система освещения интерьеров в mental ray

В данном уроке мы рассмотрим основные принципы настройки источников света для освещения интерьера и создания эффекта глобального освещения в Mental Ray. Также рассмотрим некоторые проблемы, которые могут возникнуть при освещении текстурированной сцены, и методы их решения.

Для выполнения урока нам потребуется сначала создать помещение.

В окне проекции Top создайте сплайн Rectangle . Выделите его и перейдите во вкладку Modify командной панели. Выберите из списка модификаторов модификатор Edit Spline . В свитке Selection нажмите на кнопку Spline (красная кривая такая), а затем в свитке Geometry нажмите на кнопку Outline и в окне Top немного сдвиньте сплайн наружу. Теперь снова из списка модификаторов выберите Extrude и выдавите из сплайна трехмерный объект подходящей высоты. Это будут стены.

Теперь сделайте из обычной плоскости пол и потолок.

Далее вырежем окно. Создайте Box . Расположите его в стене так, чтобы все углы торчали из стены. Выделите его и в раскрывающимся списке категории Geometry вкладки Create командной панели выберите строку Compound Objects . Щелкните по кнопке Boolean , затем, в появившимся свитке, щелкните по кнопке Pick Operand B . Выберите в любом окне объект стену. Задайте тип операции Б-А. Окно готово как, собственно, и сама сцена. Хотя нет! Добавьте в помещение еще парочку объектов для красоты. Это будет что-то вроде мебели. Наложите на стены потолок и все остальное обычный стандартный серый материал.

Расположите внутри помещения камеру и сфокусируйте ее должным образом.

Направьте в окно источник света mr Area Spot .

Настройте источник света. При работе с фотонами огромное значение имеет параметр Hotspot в свитке Spotlights Parameters источника света. Эти параметры надо как можно более точно настраивать по размерам окна через которое в комнату поступает свет, чтобы избежать потери фотонов, максимальное количество которых зависит от размера ОЗУ вашего ПК. Так как окно прямоугольной формы, значит нужно указать форму Rectangle и подстроить конус под размер окна. Чтобы легче было изменить направление и конус, переключитесь в одном из окон на вид из источника света. В свитке Area Light Parameters установите флажок On и укажите тип рассеянного света Disc с радиусом рассеивания 40. Хотя, можно установить и гораздо большее значение. Мне никогда не приходилось наблюдать резкого очертания оконного проёма на тени, когда в окно не попадает солнечный свет. Из этого можно сделать выводы. Если вы хотите чтобы в вашей сцене солнечные лучи падали в окно, то установка размытых теней будет большой ошибкой. Иная ситуации, когда свет небесный.

С созданием сцены вроде все. Отправьте сцену в просчет. Темно неправда ли? Пришло время разобраться с глобальным освещением в Mental Ray. Открываем окно Render Scene , выбираем в качестве визуализатора Mental Ray . Переходим во вкладку Indirect illumination и в свитке Caustic and Global illumination в блоке GI ставим флажок Enable . Визуализируйте сцену. Практически ничего не изменилось. Без точной настройки не обойтись.

Итак, приступим к настройке освещения нашей тестовой сцены. Установите значение Maximum Sampling Radius равное 4 . Значение Radius — это радиус поиска фотонов. Именно радиус поиска фотонов, а не размер фотона! Фотоны с точки зрения компьютерной графики размера не имеют. Отсутствие галочки Radius означает, что радиус поиска фотонов равен примерно 110 части сцены. Значение Maximum Num. Photons — это количество семплов для расчета освещенности точки. Значение Average GI Photons установите равным 10 000 . Как вы уже поняли, значение GI Photons определяет количество фотонов у источников света, именно это количество фотонов сохраняется в фотонной карте. Значение Decay определяет затухание с расстоянием, физически корректным считается значение 2. Значение Global Energy Multiplier — это своего рода регулятор, с помощью которого можно управлять общей освещенностью сцены.

Значение Trace Depth задает уровень отражения и преломления поверхностей в сцене. Photon Map — установка фотонной карты. Обратите внимание, что некоторые значения параметров в результате могут отличаться в зависимости от системы исчисления координат. Это касается всех параметров, которые задают размеры, расстояния, радиус и т.п. Мы рассматривает все значения в Inches, а не в миллиметрах или метрах и др.

Снова визуализируйте сцену.

Яркие световые пятна радиусом 4 говорят о том, что фотоны генерируются, что радиус поиска фотонов равен 4 inches, а наличие больших неосвещенных черных областей в сцене говорит о недостаточном количестве фотонов для данной сцены. Меняем количество фотонов с 10000 на 500000.

Уже лучше, но все еще темно и присутствует шум. Есть два пути избавиться от шума и сделать более интенсивным освещение. Чтобы уменьшить шум можно еще более увеличить значение Average GI Photons, но это приведет к увеличению времени рендеринга, а отличного результата вы так и не добьетесь. Значения Average GI Photons ограничиваются объемом памяти ПК и вы не сможете использовать очень большие значения. Второй вариант — увеличить радиус поиска фотонов, что приведет к сглаживанию картинки. Но тогда вторичные тени будут просчитаны безобразно, что будет выглядеть совсем не естественно. Оптимальной вариант подогнать эти значения так, чтобы и шума не было, и тени были нормальными. Вот уже неплохое изображение.

Здесь я использовал значения Average GI Photons = 1500000, Maximum Sampling Radius = 13, а Global Energy Multiplier = 6500. На самом деле картинка все же ужасна. Появились засветы из-за слишком высокого значения Multiplier. Такое можно часто встретить в галереях, когда на изображениях интерьера засвечены подоконники, оконные рамы и, иногда, потолки. Это неправильно!

Несмотря на то, что метод фотонных карт дает наиболее физически точные результаты освещения сцен, количество фотонов для получения качественного освещения при минимальном радиусе поиска фотонов должно быть слишком большим. Современные ПК и 32-битная операционная система не позволят просчитать такое количество фотонов.

Наиболее реалистичное грамотное освещение дает в интерьерах совместное применение фотонов и Final Gather . Что же представляет собой Final Gather ? Над точкой строится полусфера единичного радиуса и через поверхность полусферы в случайных направлениях испускаются лучи. Чем больше таких лучей, тем точнее просчет и меньше шумов. На практике количество лучей — это количество семплов в Final Gather . Для каждого луча находится пересечение с ближайшей поверхностью. Луч обрабатывается. Дальнейшая трассировка луча не ведется. Глубина трассировки лучей Final Gather всегда равна единице. Использовать только один Final Gather рекомендую в сценах, с использованием HDRI-карт в глобальном окружении или экстерьерах.

И так включаем Final Gather и устанавливаем значения как на рисунке. Но прежде верните значения Average GI Photons = 10000.

Флажок Preview служит для быстрого просчета в низком качестве. Визуализируйте сцену.

Как можно видеть есть шум, но не такой, как при отключенном Final Gather. Достаточно увеличить значение Average GI Photons до 200000 и Samples в Final Gather с 50 на 500 , и получится весьма приемлемая картинка.

Наложите текстуры. Я использовал стандартные материалы и максовские битовые карты (*. jpg). Визуализируйте сцену вновь.

Не очень приятное зрелище? Вот! Теперь самое время поговорить о проблемах, которые могут возникнуть при использовании Mental Ray GI. Как Вы уже успели заметить, в сцене довольно сильный перенос цвета со стен и пола на потолок, да и вообще друг на друга. Этот эффект называется . Бороться с этим можно разными способами. Например, контролируя color bleeding с помощью фотонных шейдеров. Но наиболее оптимальным вариантом считаю следующий. Просчитываем карту фотонов и Final Gather в сцене с серым материалом, как на рисунке 9 и сохраняем в файл. Далее назначаем объектам сцены нужные материалы и рендерим загружая фотоны и Final Gather из файла. Честно говоря, мне не понятно, почему разработчики не сделали опцию настройки color bleeding как, например, в рендере finalRender.

Доведем дело до конца. Вот картинка, визуализированная таким методом.

Ради примера я закинул в сцену пару моделей стульев с ковром и одну стенку. Я не дизайнер интерьера и это не конкурсная работа, так что прошу меня не критиковать за столь непонятную попытку расстановки мебели.

Хорошая картинка без засвечивания на окне и с равномерным освещением и всего с одним источником света. Кто-то может возразить, что сцена темновата. Стоп! А где вы видели в реальности хорошо освещенную комнату в такое маленькое окошко? Не надо переусердствовать с интенсивностью света. Отсюда и засвечивания появляются, и сцена выглядит нереалистично. Хорошо освещенная сцена – это, когда не ярко и без засветок, когда все объекты и углы в поле зрении камеры хорошо различимы. Чтобы грамотно подсветить сцену используйте источник света SkyLight.

Напоследок хочу дать несколько советов, которые помогут избежать ошибок в вашей работе с Mental Ray.

1. Никогда не делайте стен, полов и потолков с нулевой толщиной! Mental Ray просто проигнорирует повернутые нормали стен и будет пропускать свет в помещение так, как будто это открытое пространство. Это также справедливо по отношению и к другим визуализаторам.

2. Используйте источник света SkyLight для подсветки. Чтобы добавить освещенности, реализма и подсветить места оконных проемов, находящихся в области тени SkyLight подходит лучше всего. В больших интерьерах со множеством окон вместо скайлайта в оконных проемах можно использовать фотометрический источник света — TargetArea.

3. Рекомендую во всех внешних визуализаторах использовать только "родные" материалы. К Mental Ray это относится в меньшей степени потому, что и стандартные и рейтресер и архитектурные материалы работают в Mental Ray достаточно неплохо. Но, несмотря на это, только использование "родных" материалов, к которым относятся DGS material, mental ray, Glass (physics_phen) а также Lume-шейдеры, дает наиболее физически точные корректные результаты. При использовании (в интерьерных сценах с использованием фотонных карт) mental ray материала в слоте Photon надо обязательно использовать фотонный шейдер. При использовании в слоте Surface - DGS materiala, в слоте Photon лучше использовать DGS material Photon. При использовании в слоте Surface - Lume-шейдеров, например, Metal(lume) в слоте Photon лучше использовать Photon Basic.

4. За просчетом фотонов, Final Gather и ходом просчета можно следить визуально, включив Mental Ray Message Window.

5. Настраивайте освещение в сцене, назначив всем объектам серый материал. Помните о том, что текстуры и материалы имеют свойство скрывать недостатки GI. И только после того, как найдете оптимальные настройки GI в сцене, назначайте материалы объектам, подстраивая материалы под освещение, а не наоборот. Помните также о том, что в Mental Ray фотонные шейдеры оказывают прямое влияние на освещение в сцене и если вы хотите, чтобы они не повлияли на общую освещенность, настроенную в сцене с серым материалом, выставляйте у фотонных шейдеров те же параметры, которые были у них при настройке освещения в сцене. Теперь поговорим о радиусах в Final Gather. Max Radius — это расстояние между точками, для которых вычисляется GI (глобальное освещение). Чем меньше расстояние между точками, тем точнее просчет и тем больше времени потребуется. Min Radius — это расстояние, используемое в интерполяциях и экстраполяциях освещенности промежуточных точек. На практике для получения нормального качества GI Min Radius должен быть в 10 раз меньше Max Radius. Увеличение значений радиусов приводят к снижению качества вторичных теней, уменьшение — к более точному просчету GI и, как следствие, увеличению времени просчета. Чем меньше радиусы, тем большее количество семплов приходиться выставлять в Final Gather. Количество семплов, необходимых для сглаживания, при вышеназванных значениях радиусов колеблется от 500 до 3000 в зависимости от сцены. Чем больше, тем лучше. Но не стоит сильно увлекаться увеличением этого значения, так как время просчета будет сильно расти.

Текущая страница: 25 (всего у книги 31 страниц) [доступный отрывок для чтения: 21 страниц]

Освещение и настройка источников света

Сцена полностью текстурирована, камеры для получения походящих визуализированных изображений интерьера установлены. Подошла очередь выстроить правильное освещение сцены и добавить определенные эффекты визуализации, с помощью которых изображения сцены станут более зрелищными и реалистичными.

Замечено, что только хорошо освещенное пространство позволяет получить определенное впечатление от выстроенной сцены. Обычно для начинающих правильная установка и настройка освещенности сцены представляет некоторые сложности, так как именно с помощью света для человека открывается окружающее пространство. Ведь цвета предметов, свойства поверхностей и все остальное, что человек видит в окружающем его мире, есть не что иное, как отражение от поверхности предмета света, направленного на нее под разными углами. Попадая на поверхность, свет рассеивается, и изменяется состав его частотного спектра (зависит от отражающих свойств предмета). Из вышесказанного следует вывод: с помощью правильной настройки текстурных качеств объектов и освещения можно как улучшить впечатление от посредственно построенной сцены, так и, наоборот, испортить качественно подготовленную визуализацию.

С точки зрения физики световое излучение характеризуется понятиями светового потока, силы света и освещенности. Световой поток задает энергию света, излученную за единицу времени, и измеряется в люменах (лм, lm). Световой поток, испускаемый в пределах заданной области пространства, называется силой света и измеряется в канделах (кд, cd). Характеристика силы света дает возможность сравнить источники с различным пространственным распределением света. Освещенность - это отношение светового потока к площади освещаемой поверхности, измеряется в люксах (лк, lx).

Помимо вышеперечисленных характеристик освещения для трехмерной графики очень важны цветовая температура и расположение источников света. Под цветовой температурой понимается физическая величина, характеризующая величину цвета и яркости источника света, измеряемая в кельвинах (К). Оттенки с температурой ниже 4000 К считаются теплыми (цвета от красного до желтого – цвет свечи, лампы накаливания и т. д.), а источники с цветовой температурой выше указанной – холодными. Лампы дневного света, стробоскопы являются примерами источников холодного освещения. С помощью цветовой температуры можно менять ощущение человека при просмотре сцены (подобный прием часто применяется в кино и фотографии).

В прошлой версии в состав источников света был добавлен mr Sky Portal (Небесный портал Mental Ray). Данный осветитель упрощает настройку дневного освещения в интерьерных сценах, его функционирование напоминает освещение на основе HDRI-эффектов. Если учитывать источники света Mental Ray, то программа по умолчанию предоставляет двенадцать различных типов осветителей сцены и системы объектов Sunlight (Солнечный свет) и Daylight (Дневной свет). В ней существует несколько программно-аппаратных алгоритмов освещенности, у каждого из которых есть свои установки и настройки освещения.

Стандартные осветители – без учета отраженного света от поверхности объектов.

Фотометрические осветители – расчет глобальной освещенности и диффузное рассеяние.

Встроенный модуль внешнего рендеринга Mental Ray, имеющий свои объекты световых источников.

Кроме того, есть возможность подключения других модулей рендеринга, каждый из которых, как правило, предоставляет для использования свои осветители.

Начиная с шестой версии, в программе появился еще один способ освещения – при помощи HDRI (High Dynamic Range Image – изображение с расширенным динамическим диапазоном). Один из способов применения HDRI описан далее в этой главе.

В каждом конкретном случае выбор метода освещения определяется сравнением результатов применения нескольких методов, которые оцениваются по таким критериям, как фотореалистичность и время визуализации. Если, например, фотореалистичная визуализация сцены длится часов 5–6, то анимировать подобную сцену достаточно проблематично из-за слишком больших временных затрат. Зато в качестве эскиза интерьера изображение, полученное этим способом, будет наиболее подходящим. Однако четких критериев выбора того или иного способа все же нет. Несколько раз применив перечисленные способы и увидев разницу между ними, можно понять, какой метод настройки освещения сцены больше вам подходит в том или ином случае. Правда, в любом случае при применении любых методов установки освещения требуется достаточно тщательная настройка параметров, и, возможно, не сразу получится хороший результат.

Если не включать в сцену каких-либо источников освещения, то программа 3ds Max 2009 автоматически устанавливает в сцену освещение по умолчанию. Оно представляет собой встроенные (всенаправленные) стандартные источники света с параметрами, не подлежащими настройке. Встроенных источников может быть один (по умолчанию) или два. Одиночный источник дает контрастный, не очень естественный свет (рис. 5.15). Два встроенных источника света располагаются: один в левом верхнем углу сцены спереди, а другой – сзади в правом нижнем углу. Изменить установки освещения по умолчанию можно командой меню Views → Viewport Configuration (Настроить → Конфигурация просмотра). Откроется окно с вкладками, из которых нужно выбрать Rendering Method (Метод визуализации) и в области Rendering Options (Параметры визуализации) изменить нужные установки. Освещение с помощью двух встроенных источников получается мягче и естественнее, чем одним. Данные источники не формируют тени от объектов, и визуализация с ними не выглядит естественно, но они позволяют увидеть расположение предметов в сцене. В предыдущей главе описывались упражнения, в которых визуализация производилась именно с использованием только освещения по умолчанию. Если в сцене установлен хотя бы один источник света, освещение по умолчанию автоматически выключается и в дальнейшем освещенность определяется только наличием и мощностью установленных осветителей.

Рис. 5.15. Освещение сцены по умолчанию одним источником

Если в настройках освещения по умолчанию не установить флажок Default Lighting (Освещение по умолчанию), то в видовых окнах сцена будет освещена установленными источниками, что не всегда хорошо для четкой видимости объектов. Поэтому флажок лучше установить еще до начала работы с источниками освещения.

Кроме того, освещенность сцены зависит также от окружающей подсветки, не имеющей источника и управляемой изменением общего уровня освещенности по трем цветовым параметрам. Настройка осуществляется с помощью команды меню Rendering → Environment (Визуализация → Окружение). Открывается диалоговое окно с двумя вкладками, из которых нужно выбрать Environment (Окружение) (рис. 5.16). Таким образом, устанавливается как уровень влияния окружающей подсветки на освещенность сцены, так и ее цвет, а также возможность использования изображения в качестве карты окружения. От использования в сцене большого уровня общей освещенности (Ambient) лучше отказаться, а увеличивать ее стоит только при большой необходимости и только на малую величину. Это необходимо, потому что общая освещенность делает предметы плоскими, стирает их грани.

Рис. 5.16. Параметры настройки окружения сцены

Стандартных осветителей в программе семь, не считая осветителей Mental Ray (рис. 5.17). Набор стандартных источников является достаточным для имитации относительно реалистичного освещения как искусственных, так и естественных источников света.

Рис. 5.17. Стандартные источники освещения 3ds Max 2009

Теперь о каждом источнике подробнее.

Источник Sunlight (Свет солнца) предназначен для создания и управления имитацией солнечного света в сцене. Этот объект можно найти, щелкнув на кнопке Systems (Система) вкладки Create (Создать) командной панели. При его использовании создается направленный источник света, освещающий сцену под углом имитации солнечных лучей, падающих на поверхность Земли в заданных географических координатах и в заданное время. Является наследием более старых версий программы и остался в 3ds Max 2009 в основном для совместимости проектов. Начиная с пятой версии, его заменяет улучшенная система Daylight (Дневной свет).

Omni (Всенаправленный источник) – испускает световые лучи во всех направлениях из одной точки равномерно. По своим физическим свойствам может имитировать лампу накаливания. Чтобы получить доступ к этому объекту, нажмите кнопку Lights (Осветители) на вкладке Create (Создать) командной панели и выберите категорию объектов Standard (Стандартные). Для настройки этого источника существуют определенные параметры (рис. 5.18), некоторые из них будут рассмотрены далее в упражнениях.

Рис. 5.18. Параметры стандартного осветителя типа Omni (Всенаправленный)

Target Direct (Нацеленный направленный) и Free Direct (Свободный направленный) – располагаются на той же вкладке командной панели, что и всенаправленный источник. Эти объекты испускают пучок лучей света, параллельных друг другу, с круглым или квадратным сечением изменяемых размеров. Свободный источник направлен по оси пучка света, испускаемого им, и допускает изменение направления поворотом этой оси. Нацеленный источник имеет мишень, на которую он направлен и которая управляется независимо от источника света, в то время как он, в свою очередь, остается постоянно нацеленным на нее. Направленные источники имеют параметры, схожие с всенаправленным источником, за исключением того, что у них есть настройка величины области незатухающего луча света относительно области затухания (рис. 5.19).

Рис. 5.19. Параметры настройки луча источника Direct (Направленный)

Target Spot (Нацеленный прожекторный) и Free spot (Свободный прожекторный) – в редакторе эти осветители находятся на вкладке со стандартными источниками освещения. Лучи прожектора, в отличие от направленных источников (Direct), ориентированы не параллельно, а расходятся конусом из одной точки, в которой располагается источник света. Примером такого источника могут служить софиты или карманный фонарик. Нацеленные источники обладают теми же свойствами, что и описанные выше. Как и у направленного осветителя, у прожекторного может изменяться область незатухающего света относительно области затухания.

Источник SkyLight (Свет неба), расположенный на той же вкладке со стандартными источниками, в отличие от остальных стандартных источников, строго говоря, не является таковым: воображаемые лучи света у него не исходят из одной точки. Кроме того, этот осветитель использует алгоритм расчета глобальной освещенности Light Tracer (Трассировщик лучей). При размещении его в сцене над ней располагается воображаемый купол – бесконечно большая полусфера, каждая точка которой испускает световые лучи. Данный источник является компонентом системы DayLight (Дневной свет), о которой будет рассказано далее. Кроме того, именно этот источник позволяет использовать карту HDRI (изображение с расширенным динамическим диапазоном) для освещения сцены.

В данной версии редактора 3ds max 2009 было сокращено число фотометрических источников до трех. Однако, несмотря на то, что в предыдущей версии их было восемь новые источники могут с легкостью воспроизвести любой из восьми осветителей прошлой версии (рис. 5.20). Если раньше каждый вид фотометрического источника был строго определенной формы (точечный, площадный и т. д.), то теперь форму можно выбирать из списка в настройках самого осветителя. Их параметры освещенности указываются в люменах, канделах, люксах, то есть как у источников света в реальной жизни. С помощью фотометрических источников появилась возможность соотносить в сценах мощность реального освещения с виртуальным, а также просчитывать глобальную освещенность при участии алгоритма Radiosity (Перенос излучения), как это обычно наблюдается в реальной жизни при попадании света на предметы.

Рис. 5.20. Фотометрические источники 3ds Max 9

Фотометрические источники подразделяются на следующие.

TargetLight (Нацеленный источник) – универсальный фотометрический осветитель в зависимости от выбранных настроек может испускать световые лучи из одной точки во всех направлениях, как лампа дневного света вниз и в стороны, как растровый источник имитировать световую площадку. Может использоваться как для имитации обычной лампочки накаливания, так и для имитации прожекторных источников путем изменения вида источника с помощью списка Light Distribution (Type) (Распределение света (тип)) (рис. 5.21). Если назначено Photometric Web, то это позволяет управлять распределением света при помощи специальных файлов *.IES, в которых особенным образом записана форма и интенсивность потока света, что создает реалистичные рефлексы на объектах сцены.

Рис. 5.21. Выбор типа фотометрического источника

FreeLight (Свободный источник) – полностью повторяет вышеописанный свободный источник с той лишь разницей, что имеет цель, позволяющую направить осветитель на определенную область или объект.

Источники Daylight (Дневной свет) – данный объект появился, начиная с пятой версии 3ds Max. Эта система позволяет учитывать отражение света поверхностью объектов и рассеяние его в атмосфере. Посредством этого источника создаются два связанных фотометрических осветителя – имитатор солнечного освещения (с учетом географических координат, времени года и суток) сцены и имитатор рассеянного света небосвода.

Фотометрические источники, включенные в сцену, позволяют относительно точно сымитировать освещенность, цвет и распределение силы света в пространстве, свойственные реальным источникам. Свет, испускаемый фотометрическими осветителями, затухает обратно пропорционально квадрату расстояния до освещаемой поверхности. Характеристики света от фотометрических источников, как уже было сказано выше, задаются в программе существующими физическими единицами – канделами (cd), люменами (lm), люксами (lx). Фотометрические источники наиболее точно проявляют свои свойства при использовании алгоритма расчета глобальной освещенности Radiosity (Перенос излучения). Если осветители этого вида использовать в сцене без расчета глобальной освещенности, то, скорее всего, света от них не будет хватать и их преимуществ вы не почувствуете.

Дополнительная возможность фотометрических источников заключается в том, что теперь с помощью списка Templates (Шаблоны) можно задать вид и мощность осветителя автоматически согласно указанному в списке типу.

Так как внешний модуль рендеринга Mental Ray входит в состав стандартной поставки 3ds Max, нужно сказать пару слов о его источниках освещения, которые по умолчанию расположены на вкладке командной панели вместе со стандартными. В принципе, Mental Ray может корректно работать и со стандартными и фотометрическими источниками 3ds Max 2009, но при условии использования его в качестве системы визуализации, конечно, лучше применять осветители именно этого подключаемого модуля. По своему виду они напоминают стандартные объекты освещения типа Spot (Прожекторный) и Omni (Всенаправленный) (см. рис. 5.17). По списку параметров они также похожи на свои стандартные аналоги, только параметры Area Light Parameters (Параметры области света) у них схожи с аналогичными параметрами фотометрических осветителей.

Всего в программе находится пять источников освещения для модуля Mental Ray. Два из них: mr Area Omni (Всенаправленная область) и Mr Area Spot (Прожекторная область) имеют настройки и параметры, похожие на настройки стандартных источников 3ds Max 2009, но отличаются одним пунктом – Area Light Parameters (Параметры области света) (рис. 5.22), позволяющим управлять размерами области, из которой исходит свет, а также ее формой. Кроме того, при использовании теней типа Ray Traced Shadows (Тени прохождения лучей) эти источники после определенной настройки дают мягкие реалистичные тени.

Рис. 5.22. Настройки области света для осветителей Mental Ray

Для выбора объекта светового источника надо щелкнуть мышью на кнопке Lights (Осветители) вкладки Create (Создать) командной панели, из списка выбрать группу источников Standard (Стандартные) или Photometric (Фотометрические) и нажать кнопку источника требуемого типа. Внизу командной панели появятся списки параметров, состав которых зависит от типа осветителя. Первым в списке параметров стоит свиток Object Type (Тип объекта). Далее идет свиток Name and Color (Имя и цвет) с параметрами источника, определяющими, как он будет выглядеть на проекциях (при визуализации отображается только свет, испускаемый источником). Ниже расположен свиток General Parameters (Основные параметры), где находится флажок On (Вкл) (при выборе источника установлен по умолчанию) и указано «расстояние» до цели, если источник направленный. Ниже располагается флажок включения теней Shadows (Тени) и раскрывающийся список типов теней, используемых в построении сцен. Здесь же есть возможность исключить объекты сцены из освещения, нажав кнопку Exclude (Исключить), а затем выбрав из появившегося списка нужные и перенеся их в правую часть списка. Далее располагается свиток Intensity/ Color/Attenuation (Интенсивность, Цвет и Затухание). В нем можно настроить цвет лучей выбранного источника (по умолчанию белый) и интенсивность (по умолчанию – единица, или в единицах светового потока, если источник фотометрический). Здесь же можно настроить ближнее и дальнее затухание источника, выбрав его тип и назначив начало и конец области затухания света в единицах измерения, используемых в сцене. Если выбрать точечный источник типа Spot (Прожекторный), то в свитке Spotlight Parameters (Параметры пятна) можно настроить диаметр пятна света, излучаемого источником, и задать форму пятна в виде окружности или прямоугольника.

Параметры, расположенные в свитке Advanced Effects (Дополнительные эффекты), нужны для указания влияния источника освещения на поверхность. С помощью функции Projector Map (Карта проектора) можно использовать источник света как проектор, для чего нужно указать изображение (карту), которое будет проецироваться на любой объект, куда указывает цель источника. В свитке Shadow Parameters (Параметры теней), который расположен ниже, настраивается плотность теней и подсвечивание их разными цветами, а также проецирование карты на тень.

Ниже находится свиток с параметрами вида теней, которые будут выбраны пользователем для источника. В нем находятся настройки размера и качества отбрасываемых источником теней. Для назначения дополнительных эффектов постобработки (линзовые эффекты, эффект объемного света) предусмотрен свиток Atmospheres&Effects (Атмосфера и эффекты). И последними в списке параметров стоят параметры свитка Mental ray Indirect Illumination (Рассеянное освещение Mental Ray) (рис. 5.23) – при условии использования в качестве активного визуализатора Mental Ray с их помощью можно управлять рассеянным освещением, формируемым источником; Mental ray Light Shader (Шейдер света) – позволяет назначить источнику шейдер света и шейдер испускания фотонов.

Рис. 5.23. Параметры рассеянного освещения для источника Mental Ray

Примечание

Шейдер – небольшой подключаемый модуль (программа), определяющий свойства объекта (материала, осветителя, геометрии, камеры) при определенных условиях. В нужное время (обычно при рендеринге) ядро программы включает описанные в шейдере функции. Библиотеки шейдеров обычно поставляются вместе с программой трехмерной графики, но могут быть и загружены из Интернета с сайтов их создателей.

После приблизительной настройки параметров осветителя для включения их в сцену необходимо перенести курсор (который примет вид креста) в нужную точку на одной из проекций сцены и щелкнуть левой кнопкой мыши (причем если это нацеленный источник, то нужно сначала подвинуть курсор в направлении цели, а затем отпустить кнопку мыши). После этого, если необходимо, стоит подкорректировать координаты источника и цели инструментом Select and Move (Выбрать и переместить). Для более точной настройки параметров источника и последующей их корректировки надо выделить источник в сцене и перейти на вкладку Modify (Модификация) командной панели, где можно будет видеть те же параметры, что и ранее при создании осветителя.

Сцены различаются по видам освещенности, и для каждой сцены стоит индивидуально подходить к настройке источников в отдельности и всего освещения в целом, однако есть некоторые рекомендации по освещению тех или иных сцен для 3ds Max 2009. Например, уличная сцена с применением осветителя Daylight (Дневной свет) будет освещена иначе, нежели космический пейзаж, так как распространение света в вакууме отличается от распределения его в атмосфере.

Глобальное освещение (Global Illumination , GI ) позволяет имитировать эффект поверхностного рассеивания света, наблюдающийся в результате отражения распространяемого источником света от самых разных поверхностей. Примером такого освещения может служить падающий через окно солнечный свет, который отражается от пола и освещает всю комнату. При рендеринге стандартными средствами в такой сцене окажется освещенным только пол, а при визуализации в Mental Ray могут быть освещены также стены с потолком (что конкретно и в какой степени - зависит от расположения окна и интенсивности света). Эффект глобального освещения реализуется двумя способами: с помощью функции Global Illumination (Глобальное освещение) либо подключением метода Final Gather (Конечный сбор). В обоих вариантах процесс визуализации достаточно длителен и оказывается еще дольше, если задействуются оба метода, однако на это нередко идут, поскольку комбинирование обоих методов позволяет получать более впечатляющие результаты.

При использовании Global Illumination из источника света излучаются фотоны, а визуализатор (так же как и при имитации эффекта каустики) отслеживает их распределение в сцене и суммирует энергию всех фотонов в каждой точке пространства. Метод Final Gather работает иначе, хотя его цель совпадает с Global Illumination : после попадания первого луча в точку на поверхности объекта из этой точки в сцену излучается дополнительный пучок лучей, при помощи которого собирается информация о цвете вокруг этой точки, на базе чего и производится расчет освещенности сцены. Подобный просчет требует бо льше времени, чем при использовании Global Illumination , но при этом формируются более сглаженные световые пятна и тени. Кроме того, применение метода Final Gather оказывается полезным и при имитации эффекта каустики, поскольку позволяет уменьшить либо даже устранить возникающие в ряде случаев артефакты.

Для примера создайте новую сцену с плоскостью, шаром и чайником (рис. 20). Установите один направленный источник света, поместите его в левой части сцены и включите для источника генерацию теней по типу Ray Traced Shadows (рис. 21). Создайте светящийся материал на базе шейдера Architectural , изменив цвет в поле Diffuse Color и увеличив значение параметра Luminance cd /m 2 , отвечающего за уровень свечения, примерно до 7000 (рис. 22). Сделайте шар светящимся, назначив ему созданный материал. Проведите рендеринг визуализатором Scanline - несмотря на то что шар светится, свет от него никуда не распространяется, чего в действительности быть не может (рис. 23).

Установите Mental Ray в качестве текущего визуализатора. Включите имитацию глобального освещения: активируйте в окне Render Scene вкладку Indirect Illumination и в разделе Final Gather включите флажок Enable Final Gather . Вновь визуализируйте сцену, и вы увидите, что теперь свет от шара немного освещает пространство находящейся под ним плоскости (рис. 24). Увеличьте значение параметра Multiplier до 1,5, а Rays per FG Point до 500 - интенсивность распространяющегося от шара света заметно увеличится (теперь отблески рассеянного света видны не только на плоскости, но и на чайнике) - рис. 25. Кроме того, качество изображения стало заметно выше, что было достигнуто благодаря увеличению значения параметра Rays per FG Point , регулирующего число световых лучей в каждом пучке.

Усложним задачу. Создайте новую сцену с замкнутым линейным сплайном в виде прямоугольника (формировать его следует в окне проекции Top ) и чайником внутри. Назначьте сплайну модификатор Extrude , что позволит превратить его в некое замкнутое кубическое пространство - имитацию комнаты, внутри которой и окажется чайник (рис. 26). Добавьте в сцену камеру так, чтобы в нее было видно пространство внутри комнаты и разместите на потолке комнаты плоский куб (он сыграет в нашем случае роль лампы, работающей в режиме ночного освещения) - рис. 27.

Назначьте лампе светящийся материал и при желании текстурируйте стены, пол и потолок комнаты, а затем визуализируйте сцену стандартными средствами (рис. 28). Установите Mental Ray текущим визуализаторов и активируйте имитацию глобального освещения, включив флажок Enable Final Gather . Увеличьте интенсивность света, установив параметр Multiplier равным 1,7, и для ускорения процесса визуализации уменьшите значение параметра Rays per FG Point до 50. Проведите рендеринг через Mental Ray (рис. 29). Очевидно, что в обоих вариантах (Scanline и Mental Ray) освещение оказалось совершенно неестественным. По замыслу освещать пространство должна лампа на потолке. В первом варианте никакого свечения от нее не видно и в то же время стены комнаты освещены, хотя никаких источников света не создавалось. При этом чайник как бы парит в воздухе, что является следствием отсутствия теней. Во втором случае лампа освещает пространство рассеянным светом, появилась тень под чайником, но стены комнаты освещены все равно неестественно - чувствуется присутствие еще одного источника света. Понятно, что данный источник установлен по умолчанию (ведь мы источников не создавали), но в рассматриваемом примере он оказывается лишним. Чтобы избавиться от него (удалить его нельзя, поскольку в списке объектов сцены источник не фигурирует), создайте собственный источник света (после этого освещение по умолчанию отключается) и заблокируйте его, отключив флажок On в области Light Type раздела Generel Parameters (рис. 30).

Если теперь сразу же провести рендеринг, то в комнате практически ничего не будет видно (рис. 31). Поэтому увеличьте значение параметра Rays per FG Point до 500 - освещенность несколько повысится (хотя стен все равно не будет видно) за счет увеличения количества рассеиваемых лучей (рис. 32). Установите параметр Diffuse Bounces равным 4, что обеспечит появление светотеней на полу, стенах и потолке (при дальнейшем увеличении данного параметра тени становятся более легкими), а Multiplier - 2,2, что усилит интенсивность света (рис. 33). Еще раз увеличьте количество, а также плотность рассеиваемых лучей, установив параметры Rays per FG Point и Initial FG Point Density равными 700 и 1,5 соответственно (рис. 34), - полученное при визуализации изображение окажется более качественным, хотя все еще каким-то призрачным (создается ощущение, что в воздухе висит какая-то дымка - рис. 35).

Рис. 34. Настройка параметров свитка Final Gather

Теперь посмотрим, какие результаты могут быть получены при использовании метода Global Illumination (GI ). В разделе Final Gather выключите флажок Enable Final Gather , а в разделе Global Illumination (GI ) включите флажок Enable и проведите рендеринг. Результаты окажутся неутешительными (рис. 36), поскольку метод Global Illumination базируется на излучении источником света фотонов, а единственный источник в сцене заблокирован. Разблокируйте источник, переместите его внутрь лампы, уменьшите интенсивность источника примерно до 0,3 и измените оттенок на близкий к оттенку светящегося материала (рис. 37). Включите для источника генерацию теней по типу Ray Traced Shadows и визуализируйте сцену - комната осветится, но будет освещена равномерно (без светотеней) и никакого свечения от лампы ощущаться не будет (рис. 38).

Попробуем поэкспериментировать с настройками глобального освещения. Для начала увеличьте энергию фотонов и то их количество, которое принимает участие в Global Illumination, выделив источник и увеличив в свитке mental ray : Indirect Illumination значения параметров Energy и GI Photons до 10 и 400 соответственно (рис. 39). Как видно из результата (рис. 40), увеличение энергии было чрезмерным (уменьшите Energy до 5), размер фотонов и их интенсивность явно недостаточны, равно как и их количество. В то же время получить реалистичные, мягкие светотени можно только при очень большом числе фотонов приемлемого размера (при малом радиусе фотонов установка сколь угодно большого значения числа образцов практически не влияет на результат) и интенсивности. Попробуйте установить значения параметров Multiplier , Maximum Num Photons per Sample и Maximum Sampling Radius равными 1,2; 1500 и 14 соответственно (рис. 41). Результат заметно улучшился (светотени на стенах, полу и потолке достаточно естественны) - рис. 42, но без подключения метода Final Gather добиться свечения от лампы не получается.

Привет всем. Зовут меня Максим Ганжа, сегодня после многочисленных просьб моих друзей, я все таки решил написать небольшую статью о том, как я создаю свои интерьеры. Рассмотрим мы все на одной из последних работ с чумовым освещением и отпадной композицией =), которую я выполнил в Mental Ray .

"Living room"

Вы когда-нибудь задумывались, почему некоторые работы заинтересовывают на форумах больше чем остальные? Открою вам маленький секрет. Все дело в красивой постановке освещения и сильной композиции. Об этом, а так же о многом другом мы и поговорим в этой статье. =)

Процесс моделирования я думаю мы пропустим иначе статья будет очень длиной и нудной. Итак поехали!

1. Постановка и настройка освещения.

Для того чтобы начать работу, прежде всего надо открыть сцену, и выбрать рендер Mental ray из списка имеющихся рендеров.

Открываем сцену.

Заходим в настройки рендеров F10, во вкладке "Assign renderer" нажимаем кнопку "Choose renderer" и выбираем Mental Ray.

После того, как мы выбрали рендер, в браузере материалов и карт станут доступны ментал реевские шейдеры и материалы. Выбираем Материал "Arch & Design" и настраиваем следующим образом цвет диффуза RGB около 0,8 0,8 0,8 остальные настройки на скриншоте. хотелось бы так же отметить что не стоит забывать включать "AO" в материалах. С этой настройкой тени будут выглядеть более реалистично. и в углах появится свойственное реальному свету затемнение. "Max Distance" всегда ставлю около 3 метров (расстояние от пола до потолка).

Открываем настройки рендера, Во вкладке "Translator Options" включаем галочку Eneble на Material Override и кидаем в слот наш подготовленный серый материал. Этим мы обеспечим раскрашивание всех объектов в сцене одним материалом. Так вам и вашему компьютеру будет проще настраивать освещение. Рендер будет быстрым и не напрягающим по времени. Материалы всех объектов в сцене мы рассмотрим позже.

После назначения всем объектам серого материала мы должны создать систему дневного освещения "Daylight System"

создаем и размещаем солнце ничего страшного если оно будет светить в другую сторону. заходим в настройки системы и как показано на рисунке ниже ставим галочку "Manual" после этого мы сможем ставить солнце как нам угодно не настраивая время дату. Размещаем солнце как показано на рисунке.

Во время создания системы дневного освещения, 3ds max предложит нам поставить в качестве окружения "mrSky" соглашаемся и идем дальше.

после того как мы поставили систему дневного освещения, беремся за окна. В них надо поставить "mr Sky Portal" он находится рядом с фотометрическими светильниками.

нажимаем кнопку и выставляем как показано на рисунке ниже.

как вы заметили портал направлен стрелочкой не в ту сторону. Нам нужно чтобы стрелочка смотрела в комнату. Для этого просто нажимаем галочку Flip Light Flux Direction. И все встанет на свои места как на рисунке ниже. =)

наш портал мы выделяем, зажимаем клавишу "Shift" и двигаем влево ко второму окну. 3ds max предложит нам тип копирования. Выбираем "Instance"

Наконец то выставили дневное освещение. Теперь нам осталось его настроить. Нажимаем "F10" включаем Final Gather (FG) Global и Illumination (GI). Настройки показаны ниже. Я лиш включил галочки FG & GI и уменьшил качество FG Precision Preset.

Выставляем разрешение картинки 450 на 338 и делаем пробный рендер.

Нажимаем клавишу 8 и в настройках "Environment" во вкладке "Exposure Control" выставляем "mr Photographic Exposure Control".

Нажимаем рендер и смотрим что у нас получилось =)

этому рендеру соответствуют следующие настройки экспозиции:

Как видим ничего примечательного не получилось. Свет тусклый, и некрасивый. Для того чтобы сделать красивое освещение нам придется немного покрутить контроль экспозиции. Тут я вспомнил что хотел использовать искусственный свет. Включить торшер рядом с диваном. Солнце явно помешало бы этому и я выключил его. Заходим в настройки Системы дневного освещения и снимаем галочку "On" во вкладке "mr Sun Basic Parameters".

Теперь снова нажимаем клавишу "8" настраиваем контроль экспозиции как показано на рисунке ниже.

И вот что у нас получилось.

Ну вот совсем другое дело. Свет стал похож на дневной. =)
Теперь приступим к настройке освещения торшера. В искусственном освещении мне нравится использовать фотометрические светильники. Выбираем этот светильник:

И ставим на месте лампочки в торшере как показано на рисунках ниже.

в настройках светильника включим тени "Ray Traced Shadows" Во вкладке "Shape/Area Shadows" выставляем диск с радиусом 30 мм. Включаем галочку "Light Shape Visible Rendering" и выставляем 64 сэмпла. Эти настройки позволят нам добиться красивых реалистичных теней от светильника.

смотрим что получилось.

смотрим что свет от светильника получился белый. А мне хотелось бы сделать его больше похожим на простую лампочку. Для этого нам нужно понизить температуру света. Так же мы видим что свет слишком интенсивный. При такой выдержке фотокамеры и таком дневном свете его практически не должно быть видно. а он у нас как прожектор. =)

Снова открываем настройки фотометрического светильника и настраиваем температуру с интенсивностью.

Смотрим что получилось:

Это то что нам нужно. Идеальный свет! Незнаю как вам, а мне очень нравится. Да и ктому же игра оранжевого света с синим беспроигрышный вариант в архитектурной визуализации. =)

Хотелось бы добавить немного спецэфектов. Для этого идем в настройки рендера, и во вкладке "Camera Effects" включаем галочку "Output" DefaultOutputShader (Glare) берем шейдер мышкой и кидаем в "Material Editor", после этого 3ds max предложит нам тип копирования, Мы ставим "Instance" жмем "ok".

За окнами как на рисунке ниже ставим объект "план" который будет у нас играть роль бэкграунда.

в настройках объекта "план" выключаем галочки следующим образом.

И назначаем ему материал "Arch & Design"

В очередной раз жмем кнопку рендер и смотрим что у нас получилось. =) Для быстрого просчета я всем объектам кроме бэкграунда назначил серый материал.

Ну вот у нас получилась хорошая картинка. Небольшая дымка от эфекта глоу придает картинке живую атмосферу. Можно остановиться с настройками рендера и начать рассматривать материалы.

2. Настройка материалов.

Настала пора разобрать самые основные материалы которые я использовал в этой сцене. Начнем пожалуй с самого интересного.

Ковер.

Как видно из сетки, геометрия очень простая.

на ковре использовался простой материал "Arch & Design" со следующими параметрами:

Карта Diffuse.

в "Displacement" использовалась следующая текстура.

Диван.

Сетка дивана довольно таки сложная. На данной модели использовал два материала. Ткань и дерево на ножках.

Первым рассмотрим материал ткани.

в слот диффуз кидаем шейдер "Ambient/ Reflective Occlussion" а в нем размещаем две однотипные текстуры ткани. Единственное их отличие то что одна темнее другой. Настройки на картинке ниже.

следующие параметры амбиент оклюжен и бамп.

теперь деревянные ножки.

В диффузе я использовал простую карту паркета. Настройки на рисунке ниже.

настройки бампа.

Журнальный столик.

Материал и сетка журнального столика выглядят следующим образом.

со стеклом все просто, выбираем материал "Arch & Design" и в нем выбираем готовый материал как показано на рисунке ниже.

Журналы.

Хотелось сделать "Arch & Design" глянцевый журнал, особо не заморачивался на настройках материала. Поэтому использовал простой глянцевый пластик.

сетка журналов.

настройки выглядят следующим образом.

странички раскрасил тем же самым материалом только с белым цветом в Diffuse color.

Газетница.

Сама газетница изготовлена из лакированного дерева. Решил раскрасить её "ProMaterials" Hardwood.

Сетка газетницы.

Настройки Promaterial Hardwood.

Так же я использовал второй материал чтобы раскрасить сами газеты сделал его матовым.

настройки материала газет.

Цветок.

На данном этапе я использовал все тот же, мой любимый материал "Arch & Design".

Настройки вы можете увидеть на рисунках ниже.

Шторы.

Со шторами пришлось немного поэкспериментировать. И вот наконец то я пришел к этому варианту.

Сетка штор.

В диффузе как показано на рисунке ниже я естественно использовал текстуру ткани. Так же не забываем о параметре AO. =)

Стены.

Стены хотел из старой штукатурки, которую в последствии красили краской. И вот что у меня получилось, снова любимый "Arch & Design".

На стене карта выглядит так.

Настройки отражений выглядят следующим образом.

Материал паркета (напольное покрытие).

Настройки.

Торшер.

На торшере я использовал три материала. Это абажур (материал ткань), стойка (материал металл) и электрический провод (материал пластик).

начнем пожалуй с моего любимого материала "Arch & Design" это ткань на абажуре торшера.

Он довольно таки простой. Цвет в диффузе, небольшая прозрачность и bump. Это мы увидим по настройкам на картинках ниже.

Что бы сделать материал металла стойки я воспользовался ProMaterials: Metal.

Материал пластиковой проводки торшера ProMaterials: Plastic/Vinyl

Хотелось бы так же посоветовать вам один ресурс, который прямо связан с материалами Mental Ray. Мне он не раз помог. Спасибо тем кто основал сайт. http://www.mrmaterials.com/

Вот пожалуй и всё, с материалами закончили. Теперь можно обсудить композицию.
3. Финальные настройки рендера.

Пришло время повысить настройки рендера и сделать финальный рендер. На картинке ниже вы можете ознакомиться с настройками.

Включаем рендер и ждем =)

4. Композиция.

Существует 10 правил композиции которые стоит изучить.

1. Контраст.

ms_Dessi

Как привлечь внимание зрителя к вашему рендеру? В кадре должен быть контраст: Более светлый предмет снимают на тёмном фоне, а тёмный на светлом.

2. Размещение.

Morro

Важные элементы сюжета не должны быть хаотично размещены. Лучше, чтобы они образовывали простые геометрические фигуры.

3. Равновесие.

Объекты, расположенные в разных частях кадра, должны соответствовать друг другу по объему, размеру и тону.

4. Золотое сечение.

Золотое сечение было известно ещё в древнем Египте, его свойства изучали Евклид и Леонардо да Винчи. Самое простое описание золотого сечения: лучшая точка для расположения объекта съемки — примерно 1/3 от горизонтальной или вертикальной границы кадра. Расположение важных объектов в этих зрительных точках выглядит естественно и притягивает внимание зрителя.

5. Диагонали.

Feodor Ivaneev

Feodor Ivaneev

Один из самых эффективных композиционных приёмов — это диагональная композиция. Суть её очень проста: основные объекты кадра мы располагаем по диагонали кадра. Например, от верхнего левого угла кадра к правому нижнему. Этот приём хорош тем, что такая композиция непрерывно ведет взгляд зрителя через всю картинку.

6. Формат кадра.

Morro

Feodor Ivaneev

Если в рендере преобладают вертикальные объекты — используйте формат вертикального кадра. Если горизонтальные объекты — делайте горизонтальные кадры.

7. Точка съемки.

Feodor Ivaneev

Выбор точки съемки прямым образом влияет на эмоциональное восприятие снимка. Запомним несколько простых правил: Для персонажного рендера лучшая точка на уровне глаз. Для портрета в полный рост - на уровне пояса. Старайтесь кадрировать кадр так, чтобы линия горизонта не разделяла фотографию пополам. Иначе зрителю будет сложно сфокусировать внимание на объектах в кадре. Настраивайте ракурс камеры на уровне объекта, иначе вы рискуете получить искажённые пропорции. Если смотреть на объект сверху, он кажется меньше, чем есть на самом деле. Так, рисуя персонажа с верхней точки, на рендере вы получите персонажа маленького роста.

Dmitry Schuka

Наш мозг привык читать слева направо, так же мы оцениваем и снимок. Поэтому смысловой центр лучше располагать в правой части кадра. Таким образом взгляд и объект съёмки как бы движутся навстречу друг другу. При построении композиции всегда учитывайте этот момент.

9. Цветовое пятно.

Если в одной части кадра присутствует пятно цвета, то в другой должно быть что-то, что привлечет внимание зрителя. Это может быть другим цветовым пятном или, например, действием в кадре.

10. Движение в кадре.

Aleksandr1

Если вы решили нарисовать движущийся объект (автомобиль, велосипедиста), всегда оставляйте свободное пространство впереди объекта. Проще говоря, располагайте объект так, как будто он только “вошёл” в кадр, а не “выходит” из него.

Пожалуй остановимся на композиции и приступим к пост обработке рендера.

5. Пост обработка.

Теперь настало время сделать небольшую пост обработку получившемуся изображению. Обычно я всегда прибегаю к этому в своей повседневной работе. Так как некоторые вещи все же проще добиться в фотошопе нежели средствами рендера. Итак что мы имеем =)

Если присмотреться то возможности Mental Ray очень широкие, картинка практически не требует эффектов. Но все же стоит добавить несколько линзовых эффектов. Чтобы появилось ощущение реальной фотографии.

Мне показалось что на картинке недостает эффекта синего свечения вокруг окон, поэтому открываем наш рендер в отличнейшей программе "Fusion" и к имеющемуся изображению применяем эффект глоу. Говоря в простонародье цепляем к ней ноду "SoftGlow"

нажимаем полигон и обводим окно как показано на рисунке ниже. Таким образом мы нарисовали во фьюжене маску по которой будет применен эффект глоу.

теперь нажимаем на ноду SoftGlow и настраиваем следующим образом.

у нас появится приятное свечение у окон.

снова добавляем ноду SoftGlow и применяем эффект уже все картинке, Настраиваем следующим образом для того что бы у всей картинки появилось легкое синее свечение.

отключаем галочки Red, Green и Alpha и двигаем ползунок Gain немного вправо. На картинке ниже видно показаны оба варианта. Слева до, справа после применения эффекта.

Закрываем Fusion и открываем картинку в Photoshop.

в фотошопе мы открываем картинку плагином Magic Bullet Photo Looks... и применяем эффект Anamorphic Flare со следующими настройками

появилось очень красивое свечение свойственное реальной камере. дальше применяем эффект Vignette и добавляем небольшое затемнение по краю картинки настройки так же показаны в правом нижнем углу.

Добавляем очень интересный эффект который называется Shutter Streak добавляет небольшие лучики снизу и сверху нашей картинки.

теперь мой любимый шаг =)
Добавляем эффект Chromatic Aberration и настраиваем как показано на картинке ниже.

при большом разрешении картинки его почти не будет видно, но все же реализма картинке он добавит.

Жмем кнопочку

и сохраняем картинку.

Вот что у меня получилось.

Вот и подошел к концу мой урок, хочу пожелать всем вам удачи и быстрых рендеров. Всегда ваш Максим Ганжа.

Урок взят с 3dmaks.com

Несмотря на то, что концепция Глобального освещения (GI) очень проста, правильное освещение сцен с использованием этого алгоритма вызывает некоторые трудности.

Как правило, возникает парадокс — mental ray довольно быстро обсчитывает сцены, но при включении GI мы видим ухудшение качества и пытаемся это исправить увеличением количества фотонов и уменьшением их радиуса (последнее определение не верно, но подробности в уроке) тем самым время расчетов увеличивается до бесконечности, а результата не видно. В уроке будет на примерах показаны проблемы обсчета и пути их решения.

Первая часть урока, короткая и теоретическая, для тех, кто первый раз столкнулся с алгоритмом глобального освещения, вторая часть практическая и подразумевает, что изучающие уже практически пользуются mental ray либо изучили все мои предыдущие уроки по освещению.

Выполняться будет в 3ds Max 2009.

В уроке я использую сокращения:

GI — Global Illumination — глобальное освещение

FG — Final Gather — финальная сборка (алгоритм непрямого освещения — подробнее Mental Ray Освещение часть 1 — FG

ИС — Источники света подробнее Mental Ray Освещение часть 3 — источники

Во второй части я показываю решение некоторых проблем, но не претендую на 100% правильности методов, все они следуют из индивидуальной практики.

Часть первая — теория

Глобальное освещение (далее GI) это алгоритм непрямого освещения, основан на генерировании источником света (далее ИС) GI-фотонов, которые встречаясь с объектом изменяются с учетом его материала и отразившись освещают рядом стоящие объекты. Наглядно я этот эффект изобразил на простом рисунке:

там, где включен GI, свет отобразился от сферы, принял ее красный цвет и осветил коробку изнутри.

Применение GI выводит освещение сцен на более совершенный уровень, тем более что в mental ray есть источники света, которые не генерируют прямое освещение, а только фотоны GI.

Включается алгоритм GI для всей сцены в настройках рендера (Render Setup) закладка Indirect Illumination (непрямое освещение) — галка Enable (включить):

Настройки GI:

Multiplier — общий множитель яркости эффекта и цвет фильтра.

Maximum Num Photons per Sample — качественная характеристика — количество фотонов для подсчета в семпле — уменьшение ведет к появлению шума.

Maximum Sampling Radius — радиус площадки сбора фотонов, очень часто путают с радиусом фотона — в mental ray фотоны не имеют радиуса, параметр от которого напрямую зависит качество освещение, изменение настройки только этого показателя, как правило не приводит к прямому улучшению качества (подробности в практической части)

Merge Nearby Photons — качественная характеристика — алгоритм объединения фотонов — задается расстояние, на котором происходит объединение нескольких фотонов в один — включение параметра может привести к ухудшению качества, но экономии памяти — актуально включать, когда мы увеличением количества фотонов пытаемся поднять качество картинки в одной проблемной области, а при этом остальные области не нуждаются в таком количестве.

Optimize for Final Gather — при использовании GI совместно с Final Gather (далее FG) оптимизирует вычисление совместно освещенных участков. Работает как дополнительный алгоритм и занимает немного больше времени при рендере.

Поле — Light Properties:

Average GI Photon per Light — количество фотонов, излучаемое источником света. Как правило, изменение этого параметра без изменения радиуса семпла к ощутимым положительным результатам не приводит (подробности в практической части).

Decay — параметр затухания фотонов, физически корректное значение = 2 (согласно квадрату расстояния) если вы используете физически корректное освещение, не меняйте значение, для художественных целей интересно уменьшать значение совместно с уменьшением энергии ИС.

Параметры в Trace Depth указывают количество отражений и преломлении, которые произойдут с фотоном, прежде чем он пропадет, желательно максимальную глубину установить на 5, а не 10 по умолчанию — это сэкономит время, а результат практически не измениться.

Итак, это все что нам надо знать по теоретической части по GI.

Давайте смоделируем помещение и будем настраивать (а иногда и бороться) с глобальным освещением.

Часть вторая — практика

Итак, у нас есть сцена, которую мы хотим осветить. Я сделал небольшое помещение:

основной поток солнечного света будет падать из отверстия в потолке (сейчас там темная дырка), освещаться все будет системой дневного света, солнце практически в зените. В результате у основания колонны должно быть яркое пятно от прямой иллюминации (прямых солнечных лучей), а все остальное будет освещаться непрямой иллюминацией созданной этим светлым пятном и частично светом небосвода, что смог попасть через верхнее отверстие.

Включаю солнце, настраиваю экспозицию и сразу вижу первую проблему GI.

Все помещение в бежевых тонах! Почему?

Солнечный свет (прямой) осветил пятно на полу, который у меня покрыт материалом A&D (под полированное дерево) коричневых тонов, фотоны непрямой иллюминации приняли оттенок материала и полетели освещать внутренности помещения, окрашивая все в бежевое. В принципе на этой картинке еще все более менее терпимо, но покроем пол синей плиткой (тоже A&D):

скажите жуть? Нет, это тоже еще терпимо, а вот, возьмем материал из набора ProMaterials — Пластик, тоже синий:

вот это уже ближе к жути!

Моделил я в метрической системе, теоретически расчет GI и FG должен проходить корректно. Может я не прав, но в реальном мире нет такого сильного переноса цвета от ярких поверхностей, если Солнце освещает красный ковер в моей комнате (и такое бывает в нашем хмуром городе Питере), то комната не погружается в багровые тона.

Что-то тут разработчики упустили, либо считают, что мы сами должны позаботиться об этом эффекте.

Давайте позаботимся и исправим данное недоразумение. Я опишу три способа — два частных случая и один кардинальный.

Вернемся к помещению с деревянным полом (рис № 2)

Первый способ состоит в подборе фильтра на GI ну и соответственно поставим его же на FG.

Чтобы компенсировать желто-бежевый цвет нужен светло-голубой фильтр, его и поставим (правда на GI и FG пришлось поставить немного разные фильтры, но кто сказал что будет легко):

делаем рендеринг:

явно с бежевым цветом справились. В чем два минуса этого способа?

Первое это подбор цвета фильтра (тем более что их два) и второе это то, что так мы можем компенсировать всего один цвет. Что делать если у меня половина пола красная, а вторая зеленая? В этом случае фильтр не поможет.

Второй способ. Давайте подумаем, почему происходит такая сильная окраска фотонов. Может я ошибаюсь, но по-моему, диффузный цвет из шейдера поверхности без изменений переноситься в шейдер фотонов, либо недостаточно ослабляется (это конечно касается предустановленных материалов, при работе с материалом mental ray, мы сами настраиваем этот шейдер). Давайте сменим шейдер. Открываем закладку «mental ray Connection» в свойствах материала и снимаем блокировку (замочек) с шейдера фотонов:

и диффузную составляющую цвета настаиваем по своему желанию:

это именно тот цвет, который будут приобретать фотоны GI при столкновении с материалом, он должен быть более блеклым, чем диффузный цвет самого материала, ну и соответственно чем он темнее, тем меньше эффект от освещения GI с этого материала.

Изменяем и рендерим:

У этого свойства тоже есть пара недостатков. Первое это то, что алгоритм FG все равно сделает свое черное дело (или бежевое в нашем случае), а втрое это то, что у предустановленных материалов группы ProMaterials невозможно сменить шейдер фотонов.

Итак, третий способ.

Он основан на работе с картами фотонов, а заодно и с картой FG.

Сохраняем наш проект (на всякий случай, хотя можно потом обойтись и функцией отмены действия ctr+Z)

Делаем еще один материал бледно серенького цвета, с минимальным отражением и полностью непрозрачным (я воспользовался материалом для покраски стен, что в принципе и советую):

Обратите внимание, я активировал опцию Ambient Occlusion, пока просто там ставим галку, подробности будут ниже.

Выделяем все объекты сцены и назначаем им этот материал (не бойтесь, мы же сохранили нормальную сцену)

Сцена приобрела следующий вид:

серо, хмуро, но нам так нужно.

Теперь заходим в настройки непрямой иллюминации

Для начало сохраним карту FG. Раздел Final Gather Map, включаем галку — «Read/Write File», потом жмем по кнопке с точками и указываем имя и место, куда сохраниться карта:

после чего жмем кнопку «Generate FG Map File Now» и ждем процесс генерации.

Внимание — если это финальный рендер, установите нормальные параметры качества, тем более что ждать генерацию FG вы будете только сейчас, в дальнейшем на это больше тратиться время не будет!!! Все будет браться из сохраненной карты.

Аналогично делаем для GI:

ставим галку, указываем имя файла и жмем на генерацию.

Обе карты сохранены, теперь грузим сохраненную сцену с нормальными материалами, или делаем отмену действий.

Опять ставим галки в Read/Write File на обоих алгоритмах (или проверяем, что они стоят если отменяли действие)

Проверяем, что указан наш сохраненный файл и в алгоритме для FG «замораживаем» карту нажав на «замочек»:

теперь смело жмем кнопку РЕНДЕР, замечаем что нет процесса генерирования фотонов и FG:

и наблюдаем приемлемый результат переноса цвета фотонами.

Многие сейчас могут возмутиться:

«А как же сама концепция переноса цвета материала фотонами!!! мы ее убили на корню!!! а люди писали алгоритмы, работали!!!»

Во-первых — ничего и не убили, кто мешает назначать всем материалам один серый/белый цвет, а пол можно сделать немного желтоватым 🙂

А во-вторых, давайте обратимся к физике, как происходит процесс передачи цвета, точнее отражения спектра.

В mental ray подразумевается, что он сразу смешивается (либо полностью либо в ослабленном виде — точно не знаю это нужно изучать программу шейдера)

А в реальном мире окрашивание происходит из-за попадания света в толщу материалов и возвращения из нее уже с отфильтрованным спектром, даже самые «непрозрачные материалы» имеют прозрачность на срезе очень маленькой толщины, но основная масса света отражается от полированной поверхности сразу, не проникая во внутрь и чем плотнее материал, тем больше.

поэтому камни будут отражать в основном белый цвет (цвет источника точнее) металлы немного его подкрашивать, пластики еще больше смешивать со своим цветом, ну а стекло. и так понятно.. там больше каустика, кроме того на цвет отражение еще влияет качество полировки, шероховатые поверхности больше окрасят отраженный свет, полированные меньше.

Пока плотность материала мы в Максе задавать не можем, а в предустановленных материалах она видно работает не так хорошо, как нам хочется. Поэтому придется имитировать GI описанными выше способами, либо для большей реальности можно включить эффект каустики (это и есть черная стрелка на рисунке, мы привыкли считать что каустика это только у стеклянных объектов, а это еще и зеркальные блики) либо пользоваться материалами mental ray на основе подслойного рассеивания — группа SSS.

Теперь присмотримся ко второй проблеме.

На рисунке номер 7 стена и колонны как бы сливаются, точнее на них теряется объем — картинка замылена. Корень проблемы в некачественном освещении фотонами GI. Прямой свет от ИС дает ярко выраженные тени, подчеркивая объем элементов сцены. С фотонами немного сложнее — они не дают теней, тени получаются на тех местах, где меньше всего попало фотонов, соответственно, чем меньше фотонов (и больше площадки приема фотонов — семплы) тем меньше контрастность.

Возьмем, например помещение, которое освещается только непрямой иллюминацией и в нем установлена конструкция с неровными поверхностями, я сделал что-то вроде лестниц:

и сделаем рендер, включив GI, но не меняя количества фотонов:

желтым я пометил места, где явно выражена обсуждаемая проблема. Согласитесь неприятная ситуация. Напрашивается вывод — увеличить количество фотонов и уменьшить радиус семпла, но это сильно увеличивает время обсчета, после чего мы заметим еще пару тройку мест, где опять слабые тени и процесс увеличения количества фотонов будет бесконечным, пока компьютер не откажется работать. Сразу вспоминается куча анекдотичных ситуаций, про качество и количество, на основании которых можно интерпретировать анекдот про графику:

Сидят вечером три работника в сфере CG, и обсуждают свои проекты.

Первый говорит:

Второй отвечает:

— Тоже все закончил, но не хватает мощности компа, доставлю память и закончу проект.

Сидят жалуются на быстродействие техники, а потом спрашивают третьего:

— А ты чего молчишь? как ты борешься со сложными обсчетами?

— А я использую Ambient Occlusion! Все сдал и завтра в отпуск.

Давайте и мы не будем решать проблему экстенсивно, а воспользуемся имитацией глобального освещения на материале.

Если используются материалы группы ProMaterials, то в них есть опция Special Effects, в которой и можно включить Ambient Occlusion

Параметр samples это качество просчета — чем больше, тем лучше.

Параметр Max Distance один из основных — это дистанция, с которой происходит учет рядом стоящей геометрии для формирования эффекта глобального освещения (со всех сторон). Если мы хотим показать эффект явно, то тут нужно установить расстояние до соседнего объекта, а если просто хотим подчеркнуть геометрию объектов (как в нашем случае) достаточно от 10см до полуметра. Ниже параметры смешивания и размытия, нам сейчас они не очень нужны, так как функция АО второстепенна.

Если используется материал не из группы ProMaterials, то придется диффузный цвет смешивать с шейдером АО, желательно по карте Falloff. А в некоторых материалах и материальных шейдерах есть слот Ambient, в который и нужно установить шейдер Ambient/Reflective Occlusion и настроить дистанцию:

ни в коем случае не оставляете дистанцию по умолчанию (равна 0) для закрытых помещений, если параметр нулевой, то просчет материала происходит с максимального расстояния (с фона сцены) и с учетом стен помещения вы получите полностью затемненный материал. Параметр Samples, аналогично — качество. Остальные параметры в настройке для нашего случая не нуждаются.

Итак, добавляем Ambient Occlusion, который работает очень быстро и не трогаем количество фотонов:

согласитесь есть разница! Учитывая, что рендериг по времени почти не увеличился.

Перейдем к третей и четвертой проблеме, они взаимосвязаны.

Присмотритесь к рисунку (№ 8) у верхнего отверстия на потолке, если присмотреться есть круглое светлое пятно.

Для выявления этого эффекта я прорублю два окна и немного испорчу потолок у помещения:

Первое обозначено красной стрелкой — это засветленное пятно, сейчас мы воочию видим семпл сбора фотонов, который светлее обычного фона. Кардинальное решение проблемы будет чуть ниже, а сейчас частный случай:

На одну из колонн у окна я поставил материал Raytrace. Вообще-то mental ray поддерживает визуализацию стандартных материалов 3D Max, настраивая поверхность этого материала я не трогал шейдер фотонов, а он оказывается настроен не корректно! Поэтому от колонны отразился несбалансированный поток фотонов, который и принялся семплом, создав площадку, ярче фона.

Вывод — желательно пользоваться материалами mental ray, а если у вас есть любимый и настроенный старый материал, позаботьтесь о настройке шейдера фотонов как мы делали выше в обсуждении первой проблемы. Но это частный случай. Общее конечно в настройке семплов и количества фотонов.

Посмотрите на желтую стрелку, такое ощущение что у меня потолок над окнами не подогнан к стенам (или наоборот), на самом деле все там в порядке, иначе бы светило было по всему периметру стыка. Дело в том что я продлил потолок на улицу и получил эффект с которым мы часто сталкиваемся при визуализации интерьеров освещенных ярким светом.

Разберем эффект на самом частом и явном примере. Такие пятна как правило появляются под подоконниками, где должно быть по умолчанию темно, а mental почему то там ставит такие пятна. Вот схемка их образования:

черный круг это семпл сбора фотонов. Программа визуализатор, в видимую часть стены ставит семпл сбора фотонов, центр которого находиться под подоконником и соответственно почти весь он в тени. Но маленькая его часть вылезает в освещенную часть, а там очень ярко и эта «маленькая часть», собирает очень много фотонов, в результате среднее арифметическое фотонов для темного места велико, а для светлого места мало. Семпл неделимая единица, поэтому визуализатор считает освещение в этом месте не корректно.

Выход только в уменьшении радиуса семпла и увеличении количество фотонов. По умолчанию размер семпла одна десятая размера сцены, а в нашем случае его нужно сделать по высоте подоконника.

Оптимальный расчет можно сделать так:

Размер семпла (Maximum Sampling Radius) = Y

Количество фотонов (Average GI Photons per Lihgt) = начальное значение умноженное на X деленное на Y (у меня это 20000*40 = 800000)

Выше параметры ставить бесполезно — это ничего не даст — только время потратим.

(любители геометрии сейчас могут возмутиться — почему мы делим на 40, а не на 2 в 40-ой степени? Ведь площадь уменьшается согласно квадрату!!! Все правильно мы делаем, ведь семплы ставятся пересекаясь и накладываясь! А не рядышком и воздействие каждого фотона уменьшается на корень из 2)

в моей сцене получилось 400000 фотонов, плюс еще некоторая настройка окружения:

В итоге время рендера вместе с генерацией карт освещения на процессоре 2х2Ггц — 4 минуты 31 секунда (148 тыс полигонов — деревце за окном прибавило)

Согласитесь это лучше чем генерировать часами миллионы фотонов и получать минимальные результаты.

В конце урока оговорюсь опять — все это результаты собственного опыта и расчетов и я не претендую на сто процентную правильность.

На этом уроки по освещению заканчиваю.

This entry was posted on Апрель 20, 2009 at 8:24 дп and is filed under Без рубрики. You can follow any responses to this entry through the feed. You can , or from your own site.