Алгоритмы расчета глобального освещения

Содержание

Введение. 4

1. Глобальная освещенность – предварительные замечания. 4

2. Визуализаторы – обзор. 5

3. DefaultScanlineRenderer 5

Работа с алгоритмом Light Tracer 6

Практика постановки света в экстерьере. 9

Примеры использования алгоритма Light Tracer в курсовой работе. 12

4. Визуализатор MentalRay. 13

Алгоритмы расчета глобального освещения. 14

Практика постановки дневного освещения. Экстерьер. 18

Работы студентов. 20

Практика постановки вечернего освещения. Экстерьер. 21

Работы студентов. 28

Примеры использования MentalRay (вечерний свет) в курсовой работе. 29

Фотометрические источники освещения (Photometric) 30

Контроль экспозиции (Exposure Control). 31

Практика постановки дневного освещения. Интерьер. 33

Примеры работ студентов. 36

Практика постановки вечернего освещения. Интерьер. 36

Примеры работ студентов. 38

Материал Arch&Design. 39

Практика создания материалов: Пол, Зеркало, Металл, Стекло. 43

Antialiasing - Сглаживание. 46

5. Визуализатор V-Ray. 47

Основные настройки визуализатора. 48

Источники освещения в визуализаторе V-Ray. 55

Материал V-RayMtl. Параметры.. 59

Практика создания материалов: Дерево, Зеркало, Стекло, Металл. 61

Практика: Дневной свет и материалы в интерьере. 65

Примеры работ студентов. 67

Библиографический список. 68

 

Введение

Курс «Архитектурные объекты и глобальное освещение в 3ds MaxDesign 2015» является продолжением базового курса 3dsMaxDesign. Данные методические указания предназначены для студентов курса (6-й семестр) кафедры «Дизайн пространственной среды» и содержат пояснения к заданиям по дисциплине.

В Части II методических указаний «Глобальное освещение в 3ds Max Design» обсуждаются вопросы подготовки сцены к визуализации и создания окончательных изображений с использованием глобального освещения. Для основных программ визуализации рассмотрены алгоритмы расчета глобальной освещенности, специальные материалы, источники света, варианты постановки дневного и вечернего света как в открытой сцене, так и в интерьере. В методических указаниях представлено пошаговое выполнение практических заданий, приведены примеры работ студентов.

1. Глобальная освещенность – предварительные замечания

Глобальная освещенность (Global Illumination) в трехмерной графике – это освещенность предметов реального мира, которая определяется не только прямыми лучами света от источника освещения, но и лучами, отраженными от других предметов окружающей обстановки.

Освещенность в точке 3D сцены – это сумма просчёта 4 компонентов:

1. прямая освещенность (локальное, первичное освещение).

2. зеркальность, преломление/отражение.

3. вторичные диффузные отражения.

4. эффект каустики освещения.

Для качественной, реалистичной визуализации, как правило, используют в сцене два вида освещения:

§ локальное освещение (первичное);

§ глобальное освещение (вторичное).

Локальное освещение считается первичным, поскольку объекты освещаются только первичными лучами, исходящими от установленных в сцене источников света. Локальная модель освещения самая простая. Не рассматривает процессы светового взаимодействия объектов между собой.

Глобальное освещение называется вторичным, поскольку объекты освещаются не только первичными лучами, но и вторичными лучами, отраженными от объектов. Глобальная модель освещенности рассматривает 3D сцену как единую систему. Метод учитывает процессы светового взаимодействия объектов между собой, отражение и преломление света, а также так называемого рассеянного (Ambient) или фонового (Background) освещения от источников, чьё положение и характеристики неизвестны.

Таким образом, создается ощущение воздуха вокруг объектов, что придает сцене реалистичность.

Основные достоинства учета глобальной освещенности (Global Illumination):

§ с учетом переотражений от объекта к объекту в сцене часто оказывается достаточно света даже от единственного источника;

§ автоматически формируются полупрозрачные тени, если затенённые области дополнительно подсвечиваются лучами, отраженными от объектов сцены;

§ автоматически воспроизводится такое характерное для реального мира явление, как цветовое тонирование объектов светом, отраженным от других объектов, имеющих выраженную цветовую окраску.

Расчет глобальной освещенности (Global Illumination)требует значительных затрат времени и вычислительных ресурсов компьютера, а также предъявляет определенные требования к конструкции геометрических моделей сцены. Получение хороших результатов с использованием методов расчета глобальной освещенности (Global Illumination) требует терпения, так как часто приходится действовать методом проб и ошибок.

Визуализаторы – обзор

Создание готового изображения выполняется с использованием визуализатора. Визуализатор (нередко называют Рендерер) представляет собой самостоятельную программу, встроенную в 3dsMax или нет, которая содержит алгоритмы и правила создания готовых изображений. Общий внешний вид сцены, способ и порядок распределения света, внешний вид материалов на объектах – всё это зависит от конкретного визуализатора.

Рассмотрим возможности основных визуализаторов, которые используют в 3dsMax для архитектурных проектов с учетом глобального освещения.

Default Scanline Renderer

Стандартный, установленный по умолчанию, визуализатор является, как правило, самым быстрым и может использоваться для получения тестовых изображений, чтобы оценить общую картину света, подбор текстур и цветовое решение сцены.

Достоинства:

§ высокая скорость визуализации;

§ визуализатор является стандартным, т.е. его не надо включать отдельно.

Недостатки:

§ использование лишь совокупности стандартных типов материалов и источников освещения;

§ по умолчанию, глобальное освещение (вторичное) не работает.

Возможности этого визуализатора могут быть расширены подключением дополнительных алгоритмов расчета GI:

Light Tracer (Трассировщик света) – алгоритм, который применяется, в первую очередь, для открытых сцен;

Radiosity (Перенос излучения) – алгоритм для закрытых сцен. Этот метод устарел и на данный момент почти не используется. Его с успехом заменил визуализатор Mental Ray, встроенный в программу.

Light Tracer на данный момент является простейшим среди алгоритмов 3dsMax, которые решают задачу глобального освещения. Алгоритм имеет следующие особенности:

- прост в использовании, не требует настройки большого количества параметров;

- дает визуально правдоподобные результаты, хотя и не основывается на физически корректных принципах;

- наиболее пригоден для визуализации сцен на открытом воздухе с использованием источника света Skylight (Свет неба).

Работа с алгоритмом Light Tracer (рис. 1):

окно Render Setup откройте вкладку Advanced Lighting

в свитке Select Advanced Lighting выберите Light Tracer

Рис.1. Работа с алгоритмом Light Tracer

Основные настройки свитка Parameters (рис.2):

§ Global Multiplier (Общая Мощность) – по аналогии с фотографией общее время экспозиции – чем больше величина, тем больше попадает света на сцену.

§ Sky Lights (Осветитель Неба) – установка флажка включает режим трассировки лучей от осветителей, имитирующих свет небосвода. В счетчике задается значение коэффициента усиления света небосвода.

§ Rays/Sample (Количество лучей) – количество лучей на объект. Параметр влияет на качество визуализации. Для черновой визуализации можно выбрать 20 – 30 (визуализация быстрая, однако изображение приобретает зернистость). Для чистовой 150 – 200.

§ Filter Size (Размер Фильтра) – задает размер окна сглаживающего фильтра в пикселях. Исправление возможных артефактов. Для уменьшения шума. Особенно полезен при низких значениях Rays/Sample

§ Ray Bias (Смещение Луча) – аналогичен смещению тени для источника света. Так – же позволяет уменьшить появление искажений, особенно в ситуациях, когда объекты отбрасывают тени на самих себя.

§ Cone Angle (Угол Конуса) – угол отражения луча. При уменьшении значения увеличивается контрастность.

§ Object Mult. (Коэффициент отражения от объектов) – количество света, отраженного от объектов сцены.

§ Color Bleed (Окрашивание) – регулирует степень привнесения одних цветов в другие.

§ Color Filter (Цветной Фильтр) – любой оттенок цвета, отличный от белого, вызывает дополнительное окрашивание всех объектов сцены.

§ Extra Ambient (Дополнительная подсветка) – любой оттенок цвета, отличный от черного, вызовет дополнительную подсветку теневых областей всех объектов сцены.

§ Bounces (Отражение) – число отражений лучей света. При нулевом значении многие эффекты не проявляются. При параметре, равном 1, будут рассчитываться возможные двукратные отражения лучей, что обеспечивает дополнительную подсветку теневых областей и цветовое окрашивание объектов отраженным светом.

§
Volumes (Объемное освещение) – параметр имеет значение при использовании атмосферных эффектов, таких как объемный туман или свет. Параметр Bounces (Отскоки) обязательно должен быть больше нуля.

Рис.2. Основные настройки свитка Parameters

 

 

Практика постановки света в экстерьере

(визуализатор Scanline с подключением алгоритма Light Tracer)

Откройте файл «Домик». Выполните тестовую визуализацию (рис.3).

Рис. 3. Тестовая визуализация

Объекты Foliage (Растительность) на время тестовых визуализаций лучше скрывать, так как они требуют дополнительного времени визуализации.

1 шаг – общий свет (рис. 4).

На виде Top (Вид сверху) одним щелчком мыши установить стандартный источник света Skylight.

Настройки можно оставить по умолчанию. Skylight дает рассеянный свет купола неба. Место его расположения роли не играет, главное, чтобы не пересекался с геометрией.

Рис. 4. Общий свет

Выполните тестовую визуализацию (рис. 5).

Рис. 5. Тестовая визуализация

Картинка смотрится тускло, так как нет четких теней.

2 шаг – подключить алгоритм Light Tracer (рис. 6)

Рис. 6. Алгоритм Light Tracer

Выполните тестовую визуализацию.

Для тестовой визуализации устанавливаем параметр Rays/Sample 30.

Для того чтобы картинка была более светлой в тенях, можно задать число отскоков Bounces = 2.Примерное время визуализации = 1мин 22 с.

С объектами Foliage (Растительность) время визуализации увеличивается примерно в 10 раз.

3 шаг – световой акцент (рис. 7).

Чтобы изображение смотрелось более живым и реалистичным, необходимо добавить световой акцент, например свет солнца в ясный день. Это позволит получить блики и явно выраженные тени, создавая атмосферу яркого солнечного дня.

На виде Front (Вид сбоку) установить стандартный источник типа Directional, например, Target Direct сверху вниз под углом примерно 45°.

Параметры:

– мощность Multiplier = от 0,8 до 1;

– размеры Hotspot/Beam и Falloff/Field подобраны таким образом, чтобы полностью охватывать всю сцену;

– включен флажок Overshoot, чтобы на плоскости не была видна граница светового пятна;

– флажок Shadows включен. Тип теней Ray Traced Shadows или Area Shadows.

– флажок Specular (Зеркальный блик) включен.

– уменьшить плотность тени Dens = 0,7

Рис. 7. Световой акцент

Выполните тестовую визуализацию.

Включите объекты Foliage и выполните визуализацию.

Сохраните картинку.

Примеры использования алгоритма Light Tracer в курсовой работе «Открытая сцена в 3ds Max. Наложение виртуальных объектов на фон»

магистры 2 курса (2012 г.) (рис. 8).

а

б

в

Рис.8. Примеры использования алгоритма Light Tracer в курсовой работе:

а – Мартиросян М.; б – Чибиряк Н. П.; в – Дмитриева А. А.

Визуализатор Mental Ray

Встроенный в программу 3dsMax визуализатор Mental ray поддерживает технологию Global Illumination и использует собственные источники света и красивые, физически-корректные материалы. Именно этот визуализатор рекомендуется использовать в сценах для получения фотореалистичных изображений.

Программа 3dsMax предлагает несколько типов источников света (ИС), корректно работающих со стандартным визуализатором и с визуализатором Mental ray. Все они различаются способом излучения света и формой отбрасываемой тени. С помощью них можно имитировать практически любую схему освещения из реального мира для интерьера или открытой сцены, учитывая время года, время суток, атмосферные условия и т. д.

Так, в яркий солнечный день мы наблюдаем четкие тени, яркие поверхности и насыщенные цвета. Этот вариант изображения можно получить, используя систему дневного света Daylight с включенной компонентой Sun (солнце), настройкой теней Raytrace и подключением алгоритмов глобального освещения.

Изображения для раннего утра, вечернего освещения или пасмурного дня требуют других настроек: отключаем компоненту Sun и добавляем в окна источники света Sky Portal. Таким способом можно получить мягкие диффузные тени и красивое рассеянное освещение. Для вечернего света устанавливаем и настраиваем в интерьере фотометрические источники света по шаблонам, соответствующим реальному световому оборудованию.

Достоинства:

§ высокая степень реалистичности создаваемого изображения;

§ наличие специализированных текстур и источников света;

§ визуализатор встроен в программу, что избавляет от необходимости установки отдельного модуля.

Недостатки:

§ визуализатор сложнее в использовании, чем стандартный визуализатор Scanline;

§ процедура визуализации может происходить значительно дольше.

Подключение Mental Ray: В. М. Rendering Render Setup (Настройка визуализации), либо “горячая” клавиша <F10>.

В открывшемся окне, на вкладке Common открыть последний свиток Assign Renderer (Назначить визуализатор) нажать кнопку Choose Renderer (Выбрать Рендерер) в появившемся окне выбрать вариант Mental Ray Renderer. В строчке Production, а также в название окна Render Setup теперь отображается название активного визуализатора Mental Ray.

После активации визуализатора Mental Ray становятся доступными дополнительные материалы в Браузере (Material/Map Browser), например, Arch&Design, Generic Materials. Именно их использование позволит получить проявление всех эффектов визуализатора. Кроме этого необходимо использовать и специальные источники света. Источники света можно использовать как Стандартные (Standard), так и Фотометрические (Photometric), а также систему Daylight (рис. 9).

Рис. 9. Свитки для настройки визуализации в модуле m ental ray

Й шаг – Световой акцент

На виде Front (Вид сбоку) установить стандартный Target Direct (рис. 16, а), сверху на дом, под углом примерно 45°.Это позволит получить блики и явно выраженные тени. Тени останутся полупрозрачными, создавая атмосферу яркого солнечного дня.

Параметры:

– мощность Multiplier = от 0,8 до 1;размеры Hotspot/Beam и Falloff/Field подобраны таким образом, чтобы полностью охватывать всю сцену;

– включен флажок Overshoot, чтобы на плоскости не была видна граница светового пятна;

– флажок Shadows включен. Тип теней Ray Traced Shadows -уменьшить плотность тени Dens = 0,7.

Выполните визуализацию и сохраните картинку (рис.16, б).

 

а б

 

 

Рис.16.Световой акцент: а − Target Direct; б−визуализация

 

Работы студентов

 

 

Рис.17. Работы студентов.

Й шаг.

Проверьте, чтобы был установлен визуализатор Mental ray (рис.18, а).

а б

Рис. 18. а – установка визуализатора Mental ray; б –источник света Skylight

В свитке Final Gathering (FG) в разделе Basic установите флажок Enable Final Gather. Остальные параметры можно оставить по умолчанию.

Примеры использования Mental Ray(вечерний свет) в курсовой работе

«Открытая сцена в 3ds Max. Наложение виртуальных объектов на фон»

магистры 2 - го курса (2012 г.) (рис. 27).

 

а

б

Рис. 27. Курсовые работы: а – Чибиряк Н. П.; б – Дмитриева А. А.

 

Фотометрические источники освещения (Photometric)

Для визуализации интерьера с помощью Mental Ray можно пользоваться фотометрическими источниками света, изначально предназначенными для работы с алгоритмом расчета освещенности Radiosity.

Фотометрические источники света (Photometric) в отличие от Стандартных источников света (Standard) являются физически-корректными. Они позволяют более точно воспроизводить освещенность, цвет и пространственное распределение силы света, свойственные реальным источникам, таким как обычная лампочка накаливания, люминесцентная лампа дневного света или солнце.

Особенности применения фотометрических источников света (Photometric):

1. Фотометрические источники света (Photometric) используются только в сценах с реальными размерами.

2. Фотометрические источники света (Photometric) можно настраивать по характеристикам реального осветительного оборудования, производители которого размещают на своих веб-сайтах данные, записанные в файлы с расширениями .ies,.cibre,.ltli. При использовании этих данных настройка освещения интерьера должна получаться более точной.

3. Требуют больших ресурсов компьютера, чем стандартные источники света (Standard).

– Target Light – нацеленный источник света.

– Free Light – точечный источник света.

– mr Sky Portal – поверхностный источник. Собирает свет неба (Skylight) и направляет в окна (рис. 28).

 

Рис.28. Фотометрические источники света (Photometric)

 

Antialiasing – Сглаживание

Часто в процессе работы при низких черновых настройках визуализатора получается изображение с зазубренными краями у объектов.

Сглаживание или антиалиасинг является процессом, который пытается минимизировать появление ступенчатых или зубчатых диагональных границ, которые придают изображениям грубый цифровой вид.

В визуализаторе mental ray настройки сглаживания или антиалиасинга находятся в свитке Sampling Quality (рис. 50, а) на вкладке Renderer. В этом свитке можно настроить количество отсчетов, затрачиваемых программой на 1 пиксел изображения при визуализации.

При черновых настройках Min = 1/16, Max = 1 скорость визуализации будет быстрой, но в результате изображение будет с зазубренными краями у объектов.

Для чистовых настроек в разделе Samples per Pixel нужно установить значение Minimum равным 1, а значение Maximum равным 16 (рис. 50, б).

Кроме этого, для качественного изображения устанавливают параметры фильтрации. Чистовые настройки: Mitchel l, 4 х 4

Настройки антиалиасинга дублируются на панели настроек mental ray, которая открывается при визуализации, и настраиваются с помощью ползунка Image Precision (Antialiasing).

 

 

Рис. 50. а – свиток Sampling Quality; б – раздел Samples per Pixel Maximum

Визуализатор V-Ray

Визуализатор V-Ray представляет собой полноценную альтернативу визуализатору Mental Ray. Он также позволяет добавлять в сцене атмосферу (рассеянный и отражающий свет), располагает собственными типами текстур, источников света и съёмочных камер. Всё это позволяет получать на выходе полноценное реалистичное изображение.

Недостаток визуализатора – не входит в стандартный пакет 3ds Max, а является внешним подключаемым модулем. В остальном он очень похож на Mental Ray, имеет такие же достоинства и недостатки, используется в тех же случаях: при создании проектов интерьеров и архитектуры (рис. 51).

 

Рис. 51. Свитки для настройки визуализации в модуле V-Ray.

Настройки по умолчанию

– Type (Тип) Adaptive subdivision (Адаптивное разбиение).

– Min. rate (Минимальный показатель) = 0.

– Max. rate (Максимальный показатель) = 2.

– Включить галочки Object outline (вкл. галочку) – большее взятие отсчетов на краях объектов и Nrm thresh (Normals) – взятие дополнительных отсчётов.

– Antialiasing filter (Фильтр сглаживания) – Catmull-Rom.

Источники освещения в визуализаторе V-Ray (рис. 58).

Необходимо поставить источники света в те места сцены, где в реальном интерьере планируется свет. Если это окна (за окном солнечный день), то ставить источники нужно в оконные проемы. Для этого идеально подходит источник типа Plane с размерами окна. Если свет будет идти от люстр, то можно установить источник типа Sphere.

Главное правило: устанавливать источники по очереди. Это означает, что нужно сначала поставить один источник, настроить его, визуализировать сцену, оценить мощность. Лишь после настройки первого источника можно его клонировать или устанавливать второй источник и т. д.

VRayAmbientLight (Общая подсветка) – влияет на освещенность.

VRaySun (Солнце VRay) – солнечный свет.

VRayIES.

VRayLight – источник света V-Ray.

Рис. 58. Источники света в V-Ray

При постановке света в сценах, которые будут визуализироваться с помощью V-Ray, рекомендуется использовать его «родной» источник света. Например, VRayLight. Визуализатор Scanline не распознает источники V-Ray.

По умолчанию будет устанавливаться источник типа Plane. Надо растянуть его в любом видовом окне, как будто строим плоскость: нажать кнопку мыши и, не отпуская её растянуть источник до нужного размера. Стрелка, выходящая из центра источника, будет показывать направление света. Источники не рекомендуется масштабировать (Scale) и зеркалить (Mirror).

Параметры источника света VRayLight (Рис. 59).

Рис. 59. Параметры источника света VRayLight.

Свиток Parameters:

Раздел General (Основные):

– галочка On (Включить) – включить источник;

– кнопка Exclude – исключить из освещения любой объект;

– Type (Тип источника) – можно выбрать вид источника:

§ Plane (Плоскость) – подходит для большинства задач. Полезен для имитации света из окна при общем освещении (вставляется в оконный проем) или плоского потолочного светильника.

§ Sphere (Сфера) – полезен для имитации света люстры. Вместо стандартного источника света Omni, но в отличие от него имеет размер, поэтому тени образует более правильные.

§ Dome (Полусфера) – купол неба (неудачный) – бесконечная полусфера, имитирующая естественный свет в пасмурную погоду.

§ Mesh (Сетка) – преобразовывает объект в светящийся. Преобразовать объект в объект Editable Mesh (Редактируемая сетка) – В параметрах источника, в свитке Mesh Light Options (Свойства источника света-сетки), нажать на кнопку Pick Mesh (Указать сетку) – Указать на объект. В результате объект будет преобразован в полноценный светильник.

Раздел Intensity (Интенсивность):

– Units (Единицы измерения) – единицы измерения интенсивности источника. По умолчанию стоит Default (Image).

– Multiplier (Интенсивность или мощность) – интенсивность света зависит от имитируемого источника света: если это лампа в комнате, то интенсивность не должна превышать 6,0, а если солнце с улицы – 10,0-30,0. Интенсивность также зависит от наличия дополнительных источников света.

– Mode: Color – цвет света источника. Лучше оставлять белым, предлагаемым по умолчанию, кроме особых случаев.

Раздел Size (Размер) – размер источника: Half-length (Длина) или Radius (Радиус) – если это сфера, и Half-width (Ширина). Размер источника влияет на размытость теней: чем источник света больше, тем тень будет более размытой.

Общее количество света зависит от 2-х параметров:

1. Multiplier (Интенсивность или мощность) – интенсивность света.

2. Size (Размер) – размер источника.

Раздел Options (Свойства):

– Cast shadows (Отбрасывать тени) – когда галочка установлена (по умолчанию), источник света отбрасывает тени, когда сброшена – нет.

– Double-sided (Двухсторонний) – если галочка установлена, то источник светит во все стороны. Это актуально только для источников типа Plane (Плоскость).

– Invisible (Невидимый) – если галочка установлена, то форма источника при визуализации не видна.

– No decay (Без затухания) –если галочка установлена, то яркость света не затухает по мере удаления от источника. Лучше эту галочку не устанавливать.

– Skylight portal (Учитывать цвет среды) – если галочка установлена, то параметры Multiplier (Интенсивность или мощность) и Color(Цвет света источника) игнорируются. Яркость источника света будет зависеть от Окружения (Environment), то есть цвета того фона, который установлен в окне Environment and Effects (Окружающая среда и эффекты). Вызывается оно: В.М – Rendering – Environment…

– Store with irradiance map (Сохранить с картой освещенности) – сохраняет вычисления прямого света только в карту irradiance map на стадии расчета Глобального освещения. Визуализация пройдет быстрее за счет того, что не будет рассчитываться прямое освещение и тени, но и менее качественно.

– Affect diffuse (Показывать диффузный цвет) – всегда включать. По умолчанию – включено.

– Affect specular (Показывать блик) – опция, которая включает зеркальные блики от источника света. Галочку (установлена по умолчанию) надо выключать, чтобы скрыть факт наличия источника.

– Affect reflections (Показывать отражение) – опция, которая показывает источник света в отражениях. Галочку (установлена по умолчанию) лучше выключать.

Раздел Sampling (Просчет сэмплов):

– Subdivs (Разбиение) – подразбиение источника, определяющее качество размытых теней. Чем выше значение, тем лучше качество визуализации, но тем дольше и сам процесс вычисления освещенности при визуализации. По умолчанию стоит = 8. Для чернового рендера этого достаточно. Достаточно и 4. Стандартный ряд 8/ 10/ 20/ 30/ 40/ 50. Повышать лучше на финальной визуализации. Зернистость тени.

– Shadow bias (Смещение тени) – определяет смещение тени относительно объекта, отбрасывающего тень. Если значение смещения слишком маленькое, то тени могут оказаться в местах, где их быть не должно, например, на самом объекте, отбрасывающем тень. Если значение смещения слишком велико, тени могут отрываться от объектов.

V-Ray отлично работает со стандартными источниками света, но есть 2 условия:

1. обязательно включать затухание у источника света (в свитке Intensity/Color/Attenuation);

2. использовать тип теней VRayShadows (рис. 60).

Тени VRay Shadows позволяют получить мягкие (размытые) края. А также правильно взаимодействуют с модификатором VRay Displacement и прозрачными объектами.

Рис. 60.Тип теней VRay Shadows

За управление размытием тени у стандартного источника отвечает свиток VRay Shadows params:

– Transparent shadows (Прозрачные тени) – если галочка установлена, то тени от прозрачного объекта будут прозрачными. Если снять галочку, то тени от прозрачных объектов будут непрозрачными, и V-Ray будет учитывать параметры из свитка Shadow Parameters – Color, Dens., Map и др.

– Smooth surface shadows (Сглаживать тени) - если галочка установлена, то V-Ray будет пытаться предотвратить появление ступенчатых теней, которые могут появиться на низкополигональных объектах.

– Bias (Смещение) – смещение тени от основания объекта.

– Areashadow (Мягкие тени) – включает режим мягкой (размытой) тени у источника.

– Box (Куб) – V-Ray вычисляет размытые тени таким образом, как если бы они отбрасывались источником света в форме куба.

– Sphere (Сфера) – V-Ray вычисляет размытые тени таким образом, как если бы они отбрасывались источником света в форме сферы.

– U size, V size, W size – размеры источника света, которые учитываются при вычислении мягких теней. Порядок цифр = 100/ 1000/ 5000/ 50000/, тогда что-то будет меняться.

Subdivs (Подразбиение) – количество отсчетов, которые возьмет V-Ray для вычисления мягких теней в данной точке. Чем больше отсчетов, тем лучше, но время визуализации при этом увеличивается.

Материал V-RayMtl Параметры (рис. 61).

При визуализации с помощью V-Ray можно создавать стандартные материалы 3dsMax, а для отражения и преломления в соответствующие каналы добавлять карту V-RayMap. С её помощью в стандартном материале можно настроить параметры Reflect, Refract и Glossiness

При визуализации с помощью V-Ray можно использовать почти все материалы 3dsMax, кроме материалов типа Raytrace и Architectural. Так же нежелательно использовать ряд составных материалов, например Blend (смешивание), которые существуют в варианте V-Ray (аналог Blend - V-Ray BlendMtl). При прочих равных условиях использовать лучше их, тем более что они обладают рядом дополнительных и весьма полезных свойств. V-Ray также «не понимает» некоторые процедурные текстуры 3dsMax, например, Wood (дерево). И, конечно, речи не идет об использовании с Mental Ray материалов и карт V-Ray, и наоборот.

Материал V-RayMtl хорошо использовать для создания стеклянных и зеркальных поверхностей. Вместе с материалом V-RayMtl можно использовать различные текстурные карты, карты псевдорельефности (Bump) и смещение (Displacement).

Модификатор проецирования UVW Map используется так же, как в стандартных материалах.

Выбрать этот тип материала можно в редакторе материалов таким же образом, как и другие типы. Основные настройки находятся в свитке Basic parameters.

Раздел Diffuse (Рассеянный)

Diffuse (диффузный цвет) – собственный цвет или текстура материала.

Рис. 61. Материал V-RayMtl Параметры

Roughness (шершавость) – шероховатость, грубость. Используется для имитации микронеровностей. Например, кирпичная стена.

Библиографический список

1. Миловская, О. С. Визуализация архитектуры и интерьеров в 3ds Max 2008. — СПб.: БХВ-Петербург, 2008. — 368с.

2. Миловская, О. С. Дизайн архитектуры и интерьеров в 3ds Max Design 2012. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 240с.

3. Миловский, А. В. V-Ray для дизайнеров и архитекторов. — СПб. 2011. Конспект по курсу.

4. Кулагин, Б. Ю. 3Ds Max в дизайне среды / Б. Ю Кулагин, О. Г. Яцюк. — СПб.: БХВ-Петербург, 2008. — 976с.

5. Ларченко, Д., Келле-Пелле А. Интерьер: Дизайн и компьютерное моделирование. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2011. — 480с.

6. Тимофеев, С. М. 3ds Max 2011 – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. — 512с.

7. Р. Кассон и Д. Кардосо. Реалистичная архитектурная визуализация с помощью 3ds Max & Mental Ray; пер. с англ. — «МК-Пресс» Киев, 2008.—304с.

8. Тозик, В., Меженин А. 3ds Max 9. Трехмерное моделирование и анимация. — СПб.: БХВ-Петербург, 2008.

9. Бауэн, Н. Игры со светом в 3ds Max. Освещение и световые эффекты; пер. с англ. — М.: NT Press Москва, 2007.— 432с.

 

Содержание

Введение. 4

1. Глобальная освещенность – предварительные замечания. 4

2. Визуализаторы – обзор. 5

3. DefaultScanlineRenderer 5

Работа с алгоритмом Light Tracer 6

Практика постановки света в экстерьере. 9

Примеры использования алгоритма Light Tracer в курсовой работе. 12

4. Визуализатор MentalRay. 13

Алгоритмы расчета глобального освещения. 14

Практика постановки дневного освещения. Экстерьер. 18

Работы студентов. 20

Практика постановки вечернего освещения. Экстерьер. 21

Работы студентов. 28

Примеры использования MentalRay (вечерний свет) в курсовой работе. 29

Фотометрические источники освещения (Photometric) 30

Контроль экспозиции (Exposure Control). 31

Практика постановки дневного освещения. Интерьер. 33

Примеры работ студентов. 36

Практика постановки вечернего освещения. Интерьер. 36

Примеры работ студентов. 38

Материал Arch&Design. 39

Практика создания материалов: Пол, Зеркало, Металл, Стекло. 43

Antialiasing - Сглаживание. 46

5. Визуализатор V-Ray. 47

Основные настройки визуализатора. 48

Источники освещения в визуализаторе V-Ray. 55

Материал V-RayMtl. Параметры.. 59

Практика создания материалов: Дерево, Зеркало, Стекло, Металл. 61

Практика: Дневной свет и материалы в интерьере. 65

Примеры работ студентов. 67

Библиографический список. 68

 

Введение

Курс «Архитектурные объекты и глобальное освещение в 3ds MaxDesign 2015» является продолжением базового курса 3dsMaxDesign. Данные методические указания предназначены для студентов курса (6-й семестр) кафедры «Дизайн пространственной среды» и содержат пояснения к заданиям по дисциплине.

В Части II методических указаний «Глобальное освещение в 3ds Max Design» обсуждаются вопросы подготовки сцены к визуализации и создания окончательных изображений с использованием глобального освещения. Для основных программ визуализации рассмотрены алгоритмы расчета глобальной освещенности, специальные материалы, источники света, варианты постановки дневного и вечернего света как в открытой сцене, так и в интерьере. В методических указаниях представлено пошаговое выполнение практических заданий, приведены примеры работ студентов.

1. Глобальная освещенность – предварительные замечания

Глобальная освещенность (Global Illumination) в трехмерной графике – это освещенность предметов реального мира, которая опреде