Bevilágítás elmélet
Iguana-world3d.hu 2006.08.26. 13:56
A most következő lecke főként elméleti tudást biztosít azoknak, akik művészi oldalról kívánják megközelíteni a 3d-t. Nem kell v-ray, nem kell brazil, vagy final render ahhoz, hogy fotorealisztikus képeket kreálhassunk.
A most következő lecke főként elméleti tudást biztosít azoknak, akik művészi oldalról kívánják megközelíteni a 3d-t. Sokan hiszik, hogy a 3d "mindössze" egy jó modellből, meg pár fényből áll, de én töretlenül vallom, hogy a 3d pár modellből és egy jó bevilágításból áll. Az elkövetkező percekben szeretném bebizonyítani, hogy a fénykezelés a LEGFONTOSABB képesség a 3d terén. Ez az, amivel egy vacak modellt az egekig lehet emelni (lásd teaedények később) és egy jó modellt tönkretenni. Inkább olvasni és tanulni kell ezt a tutort, mintsem értékeket bemásolni egy kilopott maxos képről. Bevilágítási példák következnek, Hollywood-i szintű fénykezelések, az ún. Industrial Lightning, melynek írott könyvét oktatják szerte a világon. Ennek eredményit láthatjuk a kereskedelmi csatornák Híradásaiban, ahol a bemondót Spot-ok és Omnik teszik "természetessé". Bruce Willist-t vagány hőssé, Shrek-et pedig olyan kis esetlen szörnyeteggé.
Nem kell v-ray, nem kell brazil, vagy final render ahhoz, hogy fotorealisztikus képeket kreálhassunk, hiszen hol voltak még ezek a renderelők, mikor a filmipar már elhitette velünk, hogy Sam Neill-t egy igazi T-rex kergeti végig egy szigeten. Vagy a cseppfolyós Robert Patrick hogy próbálja megakadályozni Schwarzeneggert a Terminator 2-ben, hogy induljon a California-i kormányzó-választáson. Gyakorlatig sehol.
I. Fejezet: A bevilágítás kellékei:
A bevilágítás egyik legfontosabb elmélete, hogy bármit látunk, az pusztán visszaverődő fény. A színek létrejöttének két fajtáját különböztetjük meg:
ˇ Szubtraktív: a fény egyes hullámhosszainak elnyelésével létrejött színek (pl. Egy alma a látható spektrum minden fényét elnyeli, kivéve a pirosat. Ezért látjuk pirosnak)
ˇ Additív: Bizonyos hullámhosszok kibocsájtásával, színtartományok összekeverésével létrejövő színek (pl. Televízió, monitor képernyői)
A 3d Studio Max standard fényforrásai abban különböznek a valós fényforrásoktól, hogy relatív erősségűek, nem bocsájtanak ki energiát. Mindössze megvilágítanak egy jelenetet, de az sosem lesz fizikailag korrekt. Pusztán a 3d művész teszi látszólag élethűvé. A Max másik fénytípusa a fotometrikus fények. Ezek valós fizikai szabályok szerint működnek. Számokkal szabályozható fényenergiát bocsájtanak ki a spektrum látható intervallumán. Ezeket a fényeket a Radiosity-hez használhatjuk. A filmiparban is ezeket használják, ugyanis jól kiszámítható eredményt adnak. Ha tudjuk, hogy egy szobai 120W-os izzó milyen energia-értékekkel rendelkezik a valóságban, akkor ezt a max-ban beállítva egészen biztosan ugyanazt a világosságot kapjuk, mint a valós lámpánál. Ennek bizony komoly jelentőssége van, hiszen nincs szükségünk kísérletezésre.
A) Standard fényforrás-típusok
Az következő részletes leírást célszerű Max futtatása mellett, némi kísérletezéssel végigolvasni. Nem tudom, lesz-e, aki izgalmasnak találja ezt, de hogy fontos, az kétségtelen! Akkor menjünk neki! :)
Három alapvető fényforrást különböztetünk meg a maxban. Ezek rendre Omni(körsugárzó), Spot(kúp/négyszög sugárzó), valamint Direct(irányított) fények. Ezek a kibocsájtott fény haladási irányában különböznek egymástól.
Lássuk a fényforrás paramétereket:
General Parameters:
ˇ Light type: Itt kapcsolhatjuk ki/be a már lerakott fényforrást, valamint itt változtathatjuk meg valami más típusra azt. A target bekapcsolásával célt is adhatunk neki, amit hozzá linkelhetünk egy objektumhoz. Így ha az objektumunk elmozdul, a spot mindig rá fog világítani
ˇ Shadows: Ki/be kapcsolható a fényforrás árnyékvetése, valamint az árnyék típusa. Ezekről később bővebben szót ejtünk. Meg kell azonban említeni az Exclude/Include kapcsolót. Segítségével beállíthatjuk, hogy az adott fényforrás mire legyen hatással. Kiköthetjük, hogy bizonyos objektumokat ne világítson meg, vagy azok ne vessenek árnyékot ezen fény irányából. Az árnyék az egyik legfontosabb kelléke a 3d művészetnek. Ezek nélkül ugyanis semmi sem látszana térbelinek. (3.kép) A gömb önárnyék nélkül, önárnyékkal, valamint kombinált (önárnyék + vetett) árnyékkal. Vajon az első 2 képről kiderül, hogy a gömb lebegett a sík felett? Bizony nem. Látható tehát, hogy az árnyék sok információt árul el egy adott objektumról.
3.kép
Intensity/Color/Attenaution:
ˇ Multipier: A fény ereje, mögötte a színe szabályozható
ˇ Decay: a fény csillapodása a forrástól távolodva. Választhatunk fordítottan arányos(inverse) és fordítottan arányos, négyzetes (inverse square) függvények között. A valóságot ez utóbbi közelíti meg jobban.
ˇ A Near/Far Attenuation segítségével tudjuk bekapcsolni a fény erősődést/letűnést. A start/end értékekkel az átmenet helyét adhatjuk meg.
Spotlight/Direction Parameters:
ˇ Show Cone: A fény terjedését jelző kúp bekapcsolása
ˇ Overshoot: A spot/directional fényeket kapcsolhatjuk ezzel omni módba
ˇ Hotspot/Falloff: Első a fény éles tartományát jelzi, míg a második az éles tartománytól kezdődő elhalás végét jelöli.
ˇ A circle/rectangle gombokkal változtathatjuk a fényudvar alakját. Rectangle módban egy arányszámmal pedig a négyzet alakját módosíthatjuk. A bitmap fit segítségével a fénykúp oldalarányait egy meglévő kép arányaihoz igazíthatjuk.
Advanced Effects:
ˇ Affect Surface: Itt a megvilágított felületre kifejtett hatást állíthatjuk. A kontraszt elég egyértelmű, a soften diffuse edges pedig a megvilágított felület sötét és világos része közötti átmenetre van hatással.
ˇ Projector Map: Ezzel az eljárással vetíthetünk egy képet projeckor-képp. Ha mondjuk egy rácsos ablakon beszűrődő fényt szeretnénk szimulálni, nem kell a rácsokat lemodellezni, elég, ha egy rácsos mintát teszünk erre a helyre.
Shadow Parameters:
ˇ Object Shadows: Az árnyék színét, intenzitását állíthatjuk. A Map segítségével az árnyéknak mintázatot is adhatunk.
ˇ Light Affect Shadow: A környezet fényei befolyásolhatják az árnyék színét. Ezt mindig bekapcsolva hagyom, hiszen a valóságban is így van
ˇ Atmosphere shadow: Az atmoszferikus effekteknek adhatunk árnyékvetést (ködök, füstök) és beállíthatjuk az árnyék áttűnésének mértékét is
Árnyékok típusai és paramétereik:
Most átnézzük, milyen árnyékok léteznek a max-ban, mire jók, milyen előnyökkel és hátrányokkal rendelkeznek.
Shadow Map: A leggyakrabban használt árnyéktípus. Lényegében ez egy "textúra", amit a fény vetít a felületre. Sok memória kell ugyan hozzá és nem kezeli rendesen az áttetsző testeket, de rendkívül gyorsan elkészül és könnyű kezelni. Paraméterei a következők:
ˇ Bias: Ezzel az értékkel eltolhatjuk az árnyékot a fénytől. Erre azért van szükség, mert ez az árnyéktípus egy olyan textúra, mely elmosható, hogy puha éleket kapjuk. Az elmosás során előfordulhat, hogy az árnyék "átmosódik" az objektum azon oldalára, ahol a fény van. Árnyék pedig azon az oldalon ugye nem lehet, így eltolhatjuk egy kicsit.
ˇ Size: Itt a textúra felbontását állíthatjuk. Minél nagyobb ez az érték, annál pontosabb árnyék jön létre, viszont annál több memória szükségeltetik a kezeléséhez.
ˇ Sample Range: A mintavételezések közti távolság. Ez az érték minél nagyobb, annál elmosottabb az árnyék. Túl kicsi érték esetén az árnyékunk pixeles lehet.
ˇ Absolute Map Bias: Az egységesen tolja el az objektumok figyelmen kívül hagyásával.
ˇ 2 Sided Shadow: Textúra voltjából adódóan dupla oldallal is elláthatjuk az árnyékot. Ez akkor jó, ha mondjuk ablakra vetődik és mi pont a túloldalról szemléljük az eseményeket.
Ray-Traced Shadow: Sugárlekövetéssel megalkotott árnyék. Rendkívül pontos, kevés memória kell hozzá, de lassan készül el és mindig tűéles, ami nem feltétlenül pozitívum.
ˇ Ray Bias: Az imént említett árnyék-eltolás.
ˇ 2 Sided Shadow: Az objektumok minden oldalát figyelembe veszi árnyék-leképezéskor.
ˇ Max Quadtree Depth: Az árnyék pontosságára van hatással. Minél alacsonyabb, annál pontosabb. Az omni fényforrások maximum 6-os étékkel tudnak dolgozni, ezért azok ugyan pontosabbak, azonban lényegesen lassabbak.
Adv. Ray-Traced Shadows: Az imént vizsgált árnyéktípus továbbfejlesztett változata. Létrehozása után képesek vagyunk "elmosni" az árnyék éleit, ezáltal sokkal élethűbb lehet. Célszerű olyan minőségi képeknél használni, ahol sok apró részlet van a jelenetben. Mivel elkészítése rendkívül gépigényes, ezért kapott egy optimalizációs panelt is.
ˇ Basic Options: A legördülő menüből 3 minőségi szint közül választhatunk: Simple (nincs elmosás), 1-Pass Antialias(1x elmosott), 2-Pass Antialias (2x elmosott). Értelemszerűen ezutóbbi a legszebb és leglassabban elkészülő típus.
ˇ 2 Sided Shadows: Mint az előzőeknél.
ˇ Shadow Integrity: A két alkalommal kilőtt sugarak első hullámának mennyisége (1-Pass esetén nincs több hullám)
ˇ Shadow Quality: A második hullámban kilőtt fénysugarak mennyisége (csak 2-Pass módban adható meg)
ˇ Shadow Spread: Árnyék-szórás. Ezzel az értékkel adhatjuk meg, mennyire legyen elmosódott az árnyék
ˇ Shadow Bias: A már ismert eltolás. Célszerű az árnyék elmosottságával egyenes arányban módosítani ezt az értéket is
ˇ Jitter Amount: Egy kis noise-szerű zavart tehetünk az árnyékba, ezzel elmosva az árnyék-hullámok közti kontrasztot
Optimizations:
ˇ Transparent Shadows: On gombbal bekapcsolhatjuk, hogy az átlátszó felületeket is korrekten árnyékoltassa
ˇ Antialiasing Treshold: Ezzel a színnel adhatjuk meg az "áttűnő" árnyék elmosás-színét
ˇ Antialias Suppression: Elmosási kivételeket kapcsolhatunk ki/be, mely gyorsíthatja a képszámolást bizonyos esetekben
ˇ Coplanar Face Culling: A nem egy síkba eső felületek árnyékolására van hatással. Ha kikapcsoljuk, könnyen olyan felületek is árnyékolhatják egymást, melyek ugyan külön síkba esnek, de a valóságban nem vethetnének egymásra árnyékot. Ilyenek például a gömb lapjai, melyek egymás mellett helyezkednek el, így egymást nem árnyékolhatják.
ˇ Treshold: Viszonyszám a felületek közti szögek leírásához. 0-1-ig terjed. 0: merőleges, 1: párhuzamos.
Area Shadows: A valóságban megtalálható árnyékok ezek. Lényege, hogy a felületek távolságának függvényében mossa el az árnyék minden részletét. Ha egy test közel van egy felülethez, akkor az árnyéka éles, de ahogy távolodik, az árnyék megnő és elmosódik.
Az area shadow paraméterei a következők:
ˇ Basic Options: Ezen árnyék mindenben megegyezik az Adv Ray-Traced Shadow paramétereivel, ezen egyet kivéve. Itt egy legördülő menüből kiválaszthatjuk, milyen alakú legyen a fényforrásunk. Ezzel befolyásolhatjuk az árnyékunk deformálását. A választható formák a fény kiindulási irányát határozzák meg. Tessék próbálgatni! :)
B) Fotometrikus fényforrás-típusok
A fotometrikus fényforrások teljes mértékben fizikai egyenletek alapján működnek. Energiával, színhővel és terjedési struktúrával rendelkeznek.
Ha egy 250W-os izzót beüzemelünk egy 5 köbméteres térben, egészen más eredményt kapunk, mint egy 15 köbméteres térben. A standard fényforrásoknál ugyan kierőszakolhatjuk ezt a tulajdonságot az elhalások beállításával, de a Radiosity képszámítással a fotometrikus fények utolérhetetlen minőséget biztosítanak. A következő két kép egy 1m x 1m x 1m-es és egy 2m x 2m x 2m-es szobában készültek egy 250w-os D65-ös (közönsége villanykörte) izzó felhasználásával. A körte üvegét szűrő segítségével kissé besárgítottam a melegebb színhatás elérése érdekében.
Fotometrikus fényforrások a következők lehetnek: Point (pont-szerű, pl. villanykörte), Linear(vonal-szerű, pl. neoncső), Area (felületi, pl. monitorok, kivetítők), IES Sky (égbolt alapú, az égből jövő szórt fény szimulálására), valamint IES Sun (nap jellegű, a napból érkező, közel párhuzamos sugarak szimulálására).
Ezen fények fő parametrikus különbsége az Intensity/Color/Distribution panelen keresendő:
ˇ Distribution: Terjedési opció. Itt adhatjuk meg, hogy Standard fény formájában (Isotropic), Spotlight stílusban, vagy egy speciális terjedési háló, az ún. fotometrikus háló (Web) mintájára terjedjenek a sugarak. Az első kettő teljesen egyértelmű, ez utóbbi azonban külső file-t kíván. Az internetről letölthető fotometrikus hálók a valóságban létező fényforrások alapján elkészített terjedési szabályok szerint indítják útjukra a fényforrásunk sugarait. A legegyszerűbb háztartási villanykörtéktől a kompakt körtéken át a fénycsövekig minden irány megtalálható.
ˇ Color: A kiválasztott izzótípus után megadhatjuk, milyen gázzal legyen feltöltve az adott körte/izzótér. Ez nagyban befolyásolja az intenzitást és a fény színét is, valamint a fénysugarak energiáját. Egy ívhegesztő fénye nagy távolságokban sem veszít sokat energiájából, míg egy neon, vagy argon gázzal töltött cső egyenletesen hal el.
ˇ Ha kívánjuk, megadhatjuk bármely izzónk Kelvin-ben megadott hőértékét is.
ˇ Filter Color: Ezzel a színnel beállíthatjuk, hogy az izzót körülvevő test milyen színű legyen. Olyan, mintha befestenénk az üveget. Profik akár UV-cső előállításával is megpróbálkozhatnak, hiszen a Radiosity felismeri és tökéletesen kezeli az UV-reagáns anyagokat!
ˇ Intensity: A fény intenzitását írhatjuk itt le a fizikából ismerős lumen/candella/lux értékekkel. Mivel a lux egy viszonyszám és bizonyos távolságra vonatkoztatott, ezért meg kell adnunk, hogy a beállított energiát milyen távolságban mérhetjük a fényforrástól számítva.
ˇ A multiplier egy százalékos viszonyszám, melynek funkciója -azt hiszem- igen egyértelmű.
ˇ Web parameters: Itt választhatjuk ki a kívánt terjedési hálót; gyakorlatilag az izzó alakját.
II. Fejezet: Fejlett fényszámító algoritmusok:
A) Light-Tracer
A light-tracer egy nagyon egyszerű, könnyen használható algoritmus. Kifejlesztésekor nem a fizikai korrektség, hanem az egyszerű használhatóság és a magasfokú látvány elérése volt a cél. Ma már léteznek ennél gyorsabb megoldások, de ahogy mondani szokás: előbb tanúlj meg járni...! Egyszerűségét példázandó töltsünk be valami egyszerű jelenetet a max-ba. Én egy plane-t csinálok és pár teafőző edényt rakok a jelenetbe. Az első képen egy szimpla spot-tal világítom meg, a másodikban egy sky-lightot használtam light-tracerrel, végül a kettőt kombináltam.
A light-tracer használata:
Keressük meg a render panel Common fülén a Use Adv. lightning kapcsolót és pipáljuk ki. Ezután evezzünk az Advanced Lightning fülre és válasszuk ki a lighttracer opciót.
A képen látható opciók a következők:
ˇ Global Multiplier: Általános szorzószám. Ezt növelve minden fény erősebb lesz
ˇ Sky Lights: A Sky light fényforrás szorzója
ˇ Rays/Sample: A megvilágításhoz használt fénysugarak száma. Minden vizsgált felületre ennyi fénysugár beesése után számolódik ki a felület színe. 50-350-ig célszerű használni.
ˇ Filter Size: Alacsonyabb sugár-mennyiség esetén a képünk foltos lehet. Ezt a filter növelésével jól el lehet mosni. Én 4-es értéken szoktam használni.
ˇ Cone angel: Ez egy szög-érték. 0-90 fokig terjedhet és meghatározza, hogy mekkora szög felett beesett fénysugarak már ne legyenek hatással a megvilágított felületre.
ˇ Object Mult.: A jelenetben szereplő objektumok reagálása a fényre. Minél magasabb ez az érték, annál intenzívebben reagálnak.
ˇ Color Bleed: Ha egy fehér asztalra elhelyezünk egy piros almát, akkor az érintkező felületek körül az asztal is elpirosodik egy kicsit. Ez a színáttűnés. Ennek mértékét állíthatjuk ezzel a számmal.
ˇ Color Filter: Segítségével elszínezhetjük a fénysugarakat.
ˇ Extra Ambient: A környezet legsötétebb színét húzhatjuk feljebb ezzel a színnel. Ha ez sötét szürke, akkor nem lesz fekete szín a jelenetünkben. Derítőfény helyett remekűl használható!
ˇ Bounces: A fény pattogásának szimulálása. Minél magasabb ez az érték, annál szebb és jobb eredményt érhetünk el. Növelésével azonban drámaian megnő a rendering ideje is.
ˇ Volumes: A volumetrikus effektek által keltett fény intenzitása.
ˇ Adaptive Undersampling: Egy optimalizálási lehetőség. Segítségével beállítható, hogy a Light-Tracer ne vizsgáljon minden felületet ugyanolyan részletességgel, csupán azokat, amelyeknél ez feltétlenül szükséges. Célszerű az Initial-t16x16-os, a Subdivide Down To értéket pedig 1x1-es értéken hagyni.
ˇ Show Samles: Kis piros pontokkal jelzi a renderelt képen, hogy hol, milyen sűrűn volt mintavételezés.
Akkor most jöjjön egy kis gyakorlat. Csupán egy plane, két teapot, és egy Skylight kell a jelenetbe, aztán már mehet is a renderelés. Rögtön látni fogjuk, milyen egyszerűen használható és milyen szép eredményt ad.
B) Radiosity
A Radiosity beállító paneljét az Advanced Lightning panelon találjuk, a legördülő menüben a Light-Tracer alatt válik elérhetővé.
Rögtön az elején meg kell jegyeznem egy igen fontos dolgot! A Radiosity valós paraméterekkel számol, ezért feltétlenül meg kell adnunk a max-nak, hogy milyen mértékegységekkel dolgozunk! Soha ne használjuk a szoftver beépített Generic Unit egység-rendszerét. Metrikus mértékegység-rendszert a Customize/Unit setup... menüpontban állíthatunk be.
Az első tábla a Radiosity Processing Parameters:
ˇ A Reset All, Reset, Start és Stop gombokkal indíthatjuk, állíthatjuk meg, vagy helyezhetjük alapállapotba a radiosity-t.
ˇ A hosszúkás fehér csík a számítás haladását jelzi indítás után.
ˇ Initial Quality: A kiszámított kép minősége a valósághoz képest. Célszerű 80-90% körül hagyni ezt az értéket. Bizonyos egyenletek miatt soha nem fogjuk tudni elérni a 100%-ot, hiszen a valóságban léteznek végtelen tizedes törtek is, melyeket a gépünk nem tud kiszámítani. A Radiosity több lépcsőben készíti el a bevilágítást. Ez a kezdő lépcső.
ˇ Refine Iterations: Ez a következő lépés. Az iterációs szint beállításával csökkenthető az első lépcsőben megvilágított felületek közötti durva szín és fényerő-különbség. Ezt minden objektumra és egy kiválasztott objektumra is külön beállíthatjuk.
ˇ Process Refine Iterations Stored in Objects: Bekapcsolásával az imént megismert általános (szakszóval globális) iterációs értéket felülírhatja az objektum saját iterációs értéke, amelyet az objektum properties dialógusában adhatunk meg.
ˇ Update Data When Required on Start: Bekapcsolásával a Radiosity újraszámolja az értékeket, ha valami módosítás történik a jelenetben (pl. egy objektum új anyagot kap)
ˇ Indirect/Direct Light Filtering: A kis méretű lapocskák esetén lehet szükséges a fény szűrése, ezeknél ugyanis képes kissé összemosni a végeredményt a jobb minőség érdekében.
ˇ Exposure Control: Szemünk nem egyenletesen fogja fel a fény spektrum minden tartományát. Ha mondjuk belenézünk a napba, a környezetünket elsötétedni látjuk. Ez az Expozíciós hatás. Ezt utánozhatjuk az Exposure Control-lal. Több beállítás is van, de a Logarithmic a szemünknek megfelelő.
ˇ Display Radiosity in Viewport: A bevilágítás kiszámolása után megtekinthetjük a végeredményt a Viewport nézetekben is, így nem kell renderelnünk, csak ha elégedettek vagyunk a végeredménnyel.
Radiosity Meshing Parameters:
Tudni kell erről a képszámító eszközről, hogy működése során apró részekre szabdalja az objektumokat és ezeket a kis felületeket bombázza a fényforrásból kilövellő energia-nyalábokkal. Lehetőségünk van meghatározni, milyen elvek alapján történjen meg a felosztás, azaz a Sub-Division.
ˇ Enabled: Be/kikapcsolás
ˇ Use Adaptive Subdivision: Optimalizálást tesz lehetővé a Light-Tracerhez hasonlóan.
ˇ Ha a fenti opció be van kapcsolva, megadhatjuk a maximális, minimális, átmeneti és kezdő felosztási értékeket. Értelemszerűen a Maximális Mesh mérete legyen a legnagyobb, a Minimális pedig a legkisebb. A kontrasztot célszerű 40-75 között állítani, a kezdő érték pedig a maximális és minimális értékek között legyen valahol félúton.
ˇ A Light Settings-nél azt kapcsolhatjuk be, mely fényforrás-típusok legyenek figyelembe véve a számítási folyamat során. A Self emitted faces olyan objektum, melyre 0-nál nagyobb self-illuminatoin értékű anyag került, így az is fényforrásként működhet.
Light Painting: Egy festő eszköz, mellyel kézi módon adhatunk fényt egy festett felületnek, vagy korrigálhatunk illuminációs különbségeket. PhotoShop felhasználók előnyben!
Rendering Parameters: A kép renderelési paraméterei. Magát a képszámítás fizikai részét nem befolyásolják, csupán a lerenderelt kép paramétereit, méretét, szűrőit állíthatjuk be itt.
ˇ Re-Use Direct Illumination from Radiosity Solution: A direkt megvilágítás (továbbiakban illumináció) újrahasznosítása. Ezt használva közvetlen fénymegvilágítást csinálunk csak és nem a korrekt fényenergia-értékek alapján számolunk. Ez minőségi veszteség ellenében lényegesen gyorsabb képszámítást eredményez. Célszerű pre-vizualizációs animációknál, vagy gyors akció-jeleneteknél használni, hiszen a nézőnek ilyenkor nincs ideje alaposan szemügyre venni minden sarkot.
ˇ Render Direct Illumination: Direkt megvilágítás képszámítása. A feljebb említett többlépcsős képszámítási rendszer következő minőségi szintje ez. Az összes fény illuminációját figyelembe vesszük, így viszonylag gyors, de már korrektebb képet kaphatunk.
ˇ Regather Indirect Illumination: Indirekt, azaz visszapattanó fénysugarak összegyűjtése. Ezen eljárás során a vizsgált felületekből sugarakat bocsájtunk ki minden irányba. Az újabb renderelő algoritmusokban ezt hívják GI-nek, azaz Global Illuminations-nek. Ez történik a valóságban is. A fény egy felületet elérve energiája egy részét a felületnek adja át, majd tovább pattan egy másik felület felé. Ez addig folytatódik, amíg a sugár energiája el nem fogy. Ez az eljárás adja a legjobb képminőséget, de a legtöbb időt is ez veszi el. A Rays per Sample a kibocsájtott sugarak számát jelöli, melyet növelve a kép minősége is nő. A Filter Radius a szűrő sugara. A sík felületek mintavételezési sűrűségére van hatással. Minél kisebb ez az érték, annál több mintavételezés lesz. Nő a minőség, de hatványozottan nő vele a render idő is. Célszerű 3-5 körül hagyni. Végül a Clamp Values egy határértéket állít be, mely megakadályozza a szomszédos felületek közötti fénykülönbségek irreálisan nagy mértékét. Ha egy sarokban az egyik fal síkja majd' fehér, akkor a sarok másik falfelülete sem lehet fekete, vagy túl sötét, hiszen a világosól rá is pattannak sugarak. Az Adaptive Undersampling alulmintavételezést tesz lehetővé. Ezzel optimalizálhatjuk a képszámítást.
A Radiosity használata:
A következő értékekkel viszonylag gyors és jó minőségű kép állítható be. Ne feledjük azonban, hogy a render-időt kritikus mértékben befolyásolja a jelenet mérete, az objektumok és a fényforrások száma.
A minőség és a sebesség kiegyensúlyozottsága érdekében célszerű az objektumokat úgy darabolni (ugye a meshing parameters-nél), hogy átlagosan 1/3-1/20 körüli részekre szabdaljuk a testeket. Tehát egy 10x10x10m-es szobát célszerű 1m x 1m x 1m-esre, tehát 1/10-ére daraboltatni. Ha viszont van ebben a szobában egy fotel, meg egy asztal, akkor azokat jobb a properties dialógnál (objektumon jobb egérgomb) beállítani egy hasonló értéket, hiszen ha azt is 1m-enként daraboljuk, nem lesz elég sok felületünk a pontos fényszámításhoz. A többi kísérletezés kérdése!
III. Fejezet: A bevilágítás fogalmai és gyakorlata:
A kifejezés a filmiparban használt bevilágítási alaptételek együttese. Nem csak a CG, hanem a valóságban is ezen elméletek alapján készülnek a filmek, színházak és tudósítások bevilágításai. Bizonyára sokan hallottatok már a hasonló nevű cégről. Igen, ez az Industrial Light & Magic. A Star Wars-filmek Atyaúristene, George Lucas animációs és utómunka-stúdiójáról van szó. Bizony Ő volt az, aki elsőként elkezdte lejegyezni a bevilágítások során használt trükkök nézőkre gyakorolt hatását. Vajon miért lett a cég neve is ez? :)
Az Industrial Lightning lényege, hogy a fények és árnyékok játékával egészítsék ki, sőt többszörözzék meg a színész, vagy objektum jellemét, szándékát, egyéb tulajdonságait. Mindenki látott már filmben gonosz emberi szemeket közelről, de senkinek sem tűnt fel, hogy a szemek körül halvány fény próbál rávilágítani a lényegre.
Álljon itt pár példa ezen kifejezések magyarázataként.
Standard bevilágítás:
Megkülönböztetünk 2, 3 és 5 pontos bevilágításokat. A számok lényegében a felhasznált fényforrások számát jelölik.
A 2 pontos bevilágítás tehát 2 fényforrásból áll:
- Kulcsfény(key): Ez a jelenet fő fénye. Rendszerint elölről és kissé oldalról világítja meg az objektumokat, rámutat a jelenet lényegére. Közepes intenzitású fény (0.75-2.5)
- Derítés(fill): Töltőfénynek is szokás nevezni. A kulcsfénnyel ellentétes oldalról világít és a környezetről visszapattanó fényeket hivatott utánozni, ezért a környezet anyagainak, textúráinak figyelembevételével kell a színét megválasztani. Alacsony erősségű, így nagyszerűen képes kitölteni az árnyékok feketeségét. (0.1-0.5)
A 3 pontos bevilágítás az imént említetteket tartalmazza, plussz:
- Élfény: Olyan magas intenzitású fény, mely oldalról vagy hátulról világítja meg a szereplőket. Lényege, hogy kihangsúlyozza a kulcsszereplők jellegzetes alaki vonásait. Az élfény mindig a kiemelni kívánt vonalra esik a legalacsonyabb szögben! Több élfény is használható.
Az 5 pontos bevilágítás: Az imént tárgyalt fények mellett a környezetet is meg kell világítani. Erre további (minimum) 2 fényre van szükségünk.
- Háttérderítő fény (wallwash): A kulcsfigurák mögötti terület halvány megvilágítása. Ezzel tudjuk a főszereplők környezetét a néző számára megmutatni. Ez a fény a jelenettől függően intenzív. Nappali jeleneteknél napfényt szimulálhatunk vele, este pedig utcai lámpákat, kivilágított kirakatokat, belső tereken éjjeli lámpát.
- Effekt-fény: A jelenetben szereplő, gyakran nem direkt fényforrásnak szánt fény. Ilyenek lehetnek a sötét utcán a világító ablakok, neonfények, de a leszálló űrhajó pásztázófényei és a monitorok, tv képernyők is.
A bevilágítás dramaturgiai szerepe:
A fények használata során nem szabad megfeledkeznünk az árnyékokról sem, hiszen drámai hatást érhetünk el egy sarok elsötétítésével, vagy a "gonosz" szereplő deréktól felfelé való árnyékba burkolásával. Mindenki látott már horror-filmekben sötétbe burkolódzó arcokat, amint előre hajolva egy nem várt szereplő lepleződik le. Ezt követően jöhet a hatalmas sikonyázás! :)
Kegyetlen tetteket mutathatunk be egy csepp vér nélkül, ha a sikátor falán jelenítjük meg a gyilkos és áldozata árny-játékát. A hangsúly a kreativitáson van.
Jellemző jelenet a kulcsfény megvonása mellett a túlzó wallwash alkalmazása. Ilyenkor egy erős háttérfény előtt látunk egy rejtélyes alakot, aki a kulcsfény hiánya miatt felismerhetetlen. Az arc elárnyékolása mindig is félelmet keltett a nézőkben. Talán ismeritek az X-akták állandóan cigarettázó undok főszerét. Gyakran láthattunk "valahonnan" beszűrődő fényt és Ő mindig a közelében ült, hogy sötét rejtekéből a fénycsóvába fújhassa a cigarettafüstöt.
Ne feledjük tehát, hogy az árnyék olyan fegyvere a grafikusnak, amely nagyot tud durranni. Azonban képes visszafelé is elsülni! Ha túl intenzív, túl kontúros...
Űrjelenetnél célszerű a sárga-kék fények párosítását használni. Egyik oldalról intenzív sárgás fény, mely mondjuk egy csillag fénye, míg a másik egy egészséges derítés. Jót tesz egy űrhajónak, ha határozott, sötét árnyak jelennek meg rajta, mert ez fokozza az összetettség hatását.
Egy beltéri jelenet viszont legyen kicsit színtelen. Ne menjünk a HSV kód egyik paraméterével se 200 fölé, mert a valóságban ilyen intenzív színek nem léteznek. Egy kivétel van és ez a nap.
Használjunk bátran glow effektet, főként kültéri bevilágításnál, mert nagyban segít elérni az izzó nap vetette fény hatását.
Kísérletezzünk és képzeljük el, hogy nézne ki egy mozifilmben az, amit mi is meg akarunk rajzolni...
|