Сайт о телевидении

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 20 апреля, 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.

Хочу начать серию уроков по освещению в mental ray. Этот урок посвящен Final Gather, настройкам алгоритма просчета непрямого освещения, источникам света, светящимся материалам и HDRI картам. Целью урока не является создание конкретной сцены, а рассмотрение общих положений и настроек вторичного освещения, все используемые сцены несут тестовый характер и имеют задачу подчеркнуть определенный эффект, как правило в ущерб внешнему виду. Урок рассчитан на max 2008 и выше и имеет примеры сцен для скачивания.

Введение

В начале немного необходимой информации

В mental ray, освещение, по алгоритму, расчета можно разделить на 4 части:
1. прямая трассировка (scanline + ray trace).
2. Непрямое освещение на основе фотонов (GI + Caustics)
3. Упрощенное непрямое освещение (Final Gather)
4. Освещение в объемах (ray marching).

Примечание: я не претендую на правильность русско-язычной трактовки терминов, поскольку вариантов переводов хелпов и уроков много и брать их за основу я не намеревался. Часто GI и каустику разделяют, так как для них используются разные карты фотонов, а освещение в объемах включают в GI, из-за того, что оно тоже используют карты фотонов, не учитывая, что начинает работать совершенно другой движок и не все там делается фотонами (используются 2 уровня расчетов, при этом второй, упрощенный не использует фотоны)

Про прямое освещение:

Под прямым освещением подразумевается освещение от эмиттера источника освещения, до поверхности объекта, после встречи с поверхностью объекта, на основе шейдеров поверхности (Surface) и шейдеров затемнения (Shadow), рассчитывается карта освещенности и карта тени объекта. Дополнительно учитываются шейдеры из группы Extended Shaders (смещение поверхности, окружающая среда). При этом часть лучей поглощается, а часть (если объект \полу\прозрачен, отражающий), просчитывается до следующиего объекта сцены. Проникания лучей в объем объекта не происходит, эффект свечения (illumination, glow) учитывается только для диффузных свойств объекта и на другие объекты не распространяется. Генерация фотонов GI, Caustic и Volume Photon не производиться.

Теперь посмотрим настройки рендера , которые влияют на качество просчета в целом. Эти настройки актуальны вне зависимости от включенных GI и FG

Sampling Quality: параметры этой группы позволяют настроит суперсэмплинг, предназначенный для устранения эффекта ломанных линий, ступенчатых градиентов и всех артефактов возникающих из-за эффекта aliasing.

В параметры Samples per Pixel — minimum и maximum устанавливается количество лучей на пиксель для работы адаптивного суперсемплинга, не буду вдаваться в принцип работы данного алгоритма (при желании теоретическую инфу найти в сети легко).

Практически чем больше значение тем лучше, но время рендеринга увеличивается практически пропорционально увеличению значений, поэтому для предпросмотра сцены желательно ставить низкие значения (но значение maximum должно быть не меньше 2), а для финального расчета повышать.

Группа параметров Contrast , регулирует алгоритм принятия решения использования для просчета минимального или максимального значения Samples per Pixel, значения выставляются от 0.004 (1/256) до 1 и шагом 0.004 - чем меньше, тем лучше, но также влияет на скорость рендеринга.

Filter — простейший и самый быстрый фильтр — box, а лучший и «медленный» mitchel.

Ниже параметры Rendering Algorithms — из которых наиболее нужные это глубина трассировки Trace Depth

Reflection — максимальное количество отражений фотона, после чего он пропадает

Regraction — тоже самое для прозрачности и величина максимальной суммы эффектов - max. depth.

Проще говоря если вы поставите на сцене два зеркала, «лицом» друг к другу и камеру, заглядывающую между зеркалами, то получите глубину «бесконечности» переотражений согласно установленным параметрам.

Главный практический смысл этих установок — в период создания сцены, выставляйте заниженные параметры для быстрого рендера, а на финальной стадии повышайте до приемлемых размеров.

Источники света:

В mental ray источники света подразделяются на:
- стандартные интенсивность света от которых уменьшается прямо пропорционально расстоянию и не является физически точным
- улучшенные стандартные (приписка mr), от которых рассчитываются тени, по улучшенному алгоритму и он более мягкие.
- фотометрические интенсивность света задается в физических величинах и ослабление света считается тоже физически верно. Использование фотометриков актуально при соблюдении масштабов сцены метрическим значениям.

Часть первая Final Gather

Final Gather — упрощенный алгоритм расчета непрямого освещения, заключается в том, что из каждой точки столкновения фотона с поверхностью в случайном порядке испускаются лучи, которые пересекаются с соседними объектами сцены (но только один раз). В следствии этого FG, дает упрощенный вид непрямой иллюминации, из-за однократного отражения света, но проходит намного быстрее полноценного GI, и дает вполне реальную картину. С включенным GI (FG+GI) алгоритм вычисления меняется и расчет происходит наиболее полно, насколько возможно в mental ray, но естественно, время....

Итак рассмотрим что можно добиться с помощью FG:

Для начала включим алгоритм FG - Rendering > Render... (F10) > Indirect Illumination > ставим галку на Enable FG

Основные настройки для настройки качества FG это шаг, с которым расставляются опорные точки для расчета вторичного освещения - параметр Initial FG Point Density - чем шаг меньше, тем картинка будет качественнее, и параметр Rays per FG Point, это количество лучей испускаемых из одной точки, чем больше тем лучше.

Разработчики MR, сделали несколько готовых профилей, которые можно выбрать из выпадающего списка «Preset», выбрать можно от Draft (низкое качество, быстрый рендер), для просмотра сцен в процессе создания, и до вери хай - для финальных просчетов.

Начнем тестирование FG с интерьерной сцены.

Я сделал простейшую сцену, где изображена комната с окном и несколькими светильниками. Цвета стен, потолка и пола, специально серые - получилось мрачно, но так лучше будут видны эффекты освещения

Так выглядит комната без включенного FG, с временным источником света (после включения FG он будет удален)

Слева два светильника, которые не являются полноценными источниками света, но их материал представлен материалом mental ray, в качестве поверхности которого назначен шейдер Glow(lume):

цвет свечения (Glow) и диффузный (diffuse)- бледно желтый, материал поверхности представлен шейдером стекла (Glass(lume)) настройки которого оставлены по умолчанию. Яркость свечения (Brightness) тоже оставлена по умолчанию = 3.

Эти светильники будут выполнять роль неяркой, заполняющей подсветки помещения.

Справа два углубленных источника света типа mr Area Spot. - настройки по умолчанию, то есть не менялись, они будут освещать стеклянный и металлический шары.

Все материалы сцены (кроме описанных левых светильников) - материал типа Arch & Design, выбрав который, можно быстро получить настройки под конкретную поверхность из списка предопределенных:

стены из шершавого бетона (Rough Concrete), потолок из полированного бетона, пол - Glossy Plastic, окно - Glass(Thin Geom), с наложенной картой Checker на прозрачность.

В результате мы должны получить мрачную комнату, за окном ночь, слабая общая подсветка, и отдельно подсвеченные шары.

Нажимаем рендер:

результат явно неудовлетворительный - слишком слабое освещение. Можно увеличить значение Multiplier, источников света и Glow у левых светильников, но если увеличение интенсивности света источников еще допустимо, то увеличение величины Glow, приведет к «перекосам» освещения - области вокруг фонарей будут очень яркие, а пол останется черным.

Выход в настройке экспозиции

Идем в настройки окружения - Rendering - Environment (кнопка 8) - раздел Exposure Control и выбираем тип экспозиции, я оставил логарифмический тип. Но разработчики Mental ray рекомендуют использование фотографического контроллера экспозиции, особенно при работе с фотометрическими источниками света.

теперь еще раз рендер:

уже лучше, но стал явнее виден шум на освещенных областях от левых светильников - это как раз эффект от задания заниженных настроек FG (выставлен профиль «Low»). Встает вопрос - каким образом рассчитать золотою середину между скоростью рендера и качеством. Естественно поставив Вери Хай, мы получим хорошее изображение, но результат будем ждать ооочень долго. В этом может помочь нам сам рендер, попросим его отобразить нам опорные точки FG:

заходим в закладку Processing (Rendering - Render…)

раздел «Diagnostics», ставим галку на Enable и и указываем что мы хотим посмотреть на FG:

еще раз рендер:

расстояние, между зелеными точками в освещенных областях, должно быть минимальным, это достигается уменьшением шага опорных точек, в идеале заполнение должно быть сплошным, после чего дальнейшие уменьшение шага, приведет только к увеличению времени просчета, с минимальным повышением качества. Иногда может возникнуть шум на удаленных от источника света поверхностях, тут поможет увеличение испускаемых лучей, без уменьшения шага. И не забываем о настройках семплирования, о которых я писал в самом начале.

Продолжим строит сцену:

Очень часто возникает необходимость изобразить какие-то испускающие свет объекты, со сложной геометрией - витрины, аквариумы, экраны телевизоров, которые тоже освещают сцену, но не стоит задача детальной проработки объекта, а просто его имитация текстурами. При этом возникают проблемы с их освещающими характеристиками - при сильной яркости темные объекты тоже начинают светиться, а убавляя яркость- светлые области недостаточно освещают окружающие предметы. Такая несправедливость, возникает из-за того, что 24-битное изображение не в состоянии хранить информацию об истинной интенсивности свечения каждого пикселя. Ситуацию исправит применение в качестве текстур HDRI карт.

Как наглядно представить ценность HDRI карт? - представите, что Вы сделали фото морского бело-песчанного пляжа против солнца. Загрузите фото в фотошоп и пипеткой посмотрите цвета пикселей на солнечном диске и белом песке, цвета пикселей на солнечном диске будут как правило #FFFFFF а цвет пикселей на белом песке либо такой же, либо чуть темнее. Теперь понизим яркость всего изображения, например на 50% - песок станет темнее, что в принципе правильно, а вот то, что солнечный диск потускнеет- это не порядок, Солнце у нас очень яркое. А вот если снимок сделать специальной камерой, которая может сохранять снимки в HDRI изображения, такого не получиться, солнечный диск останется ярким, как если бы мы просто понизили чувствительность фотокамеры.

Попробуем использовать HDRI карту в нашей сцене. Я не нашел готовой карты, которая бы изображала какой то светящийся объект, поэтому для проверки эффекта, просто в фотошопе сделал hdr файл с градиентной заливкой - посередине ярко-голубая линия, которая теряет яркость к краям. (самостоятельно изготовить hdr можно, выбрав в фотошопе 32 битный режим изображения).

Открываем в Максе полученную карту как обычную Bitmap, появляется диалог конвертирования изображения:

основное внимание нужно уделить варианту конвертирования в разделе «Internal Storage», по умолчанию Макс предлагает отбросить информацию о яркости и просто пометить яркие и темные места определенными цветами - режим 16 bit/chan, нас это не устроит, поэтому установим режим Real Pixels и нажмем Окей.

Выбранную карту я использовал для материала, подобного материалу светильников, на параметр glow, и применил его к параллелепипеду у дальней стены

Для сравнения два рендера:

первый - карта в режиме 16 bit:

из-за замены ярких участков белым цветом, освещение из ярких областей происходит практически белым светом

второй - реальный:

разница явно есть.

Используя фотошоп, можно из обычных фото делать приблизительный аналог hdr изображений, для этого необходимо перевести работу в 32 бит цвет, сделать копию изображения, увеличить на копии яркость с помощью гистограммы (яркость как таковую, там изменить невозможно) и наложить оба изображения с параметром Умножение (multiplier).

Вот сцена, где картинка телевизора получена именно таким способом:

на этой сцене присутствуют три фотометрических источника света, имитирующие лампы накаливания в 60 ватт.

Остановимся на них подробнее.

Фотометрические источники света нужны для имитации реальных источников света по их физическим параметрам, но необходимы некоторые условия

Использовать метрическую систему единиц измерения, при создании сцены

Соблюдать реальные размеры объектов на сцене

Должен быть включен алгоритм непрямого освещения FG или GI, а лучше оба

основные характеристики фотометрических источников это температура эмиттера, которая дает цвет потока света, и мощность источника света.

Поскольку мы привыкли мощность измерять в ваттах, а о температуре источника имеем только поверхностное представление, приведу табличку самых распространенных бытовых лампочек

Мощность		Температура в К
12 вольтовые - подсветка витрин, реже настольные лампы
Бытовые лампы накаливания 220 вольт
Люминисцентые лампы
		Как таковую, температуру не имеют, и делятся по цвету лимюнифора: Холодный бел 4500к, Дневной бел 6500к, Теплый бел 3000к
Дуговые ртуть\натрий
		Температура 6500 - 11000к, но как правило необходимо наложения фильтра, например ионы натрия окрашивают свет в красный цвет, а присутствующие инертные газы добавляют сине-зеленый спектр.

Теперь поговорим о солнечном свете.

Разработчики ментала разделили солнечный свет на прямой от солнечного диска - яркий с сильно выраженными тенями - mr Sun и заполняющий от облачного покрова и атмосферы с сильно размытыми тенями - mr Sky.

При добавлении на сцену источника света mr Sky, будет автоматически предложено добавить в окружение шейдер mr Physical Sky, с чем желательно согласиться.

в настройках необходимо указать цвет неба ночью «Night Color», при малых значениях яркости - multiplier цвет неба будет стремиться к этому цвету.

Настроить высоту горизонта и цвет поверхности земли, добавить дымку (Haze) и параметры отношения красного и синего цвета на небосводе (вечер\день) в разделе Non - Physical Tuning:

настойки mr San имеют также параметры настройки горизонта, яркости и цвета, дымки а также добавлена опция настройки теней - Softness - мягкость тени и качество на границах мягкой тени: Softness Samples.

примеры сцен тестовой комнаты

с Солнцем за окном

и в пасмурную погоду

Я принудительно увеличил интенсивность света, чтобы было видно заполнение светом комнаты и тени на полу. В первом случае лучи прямые и практически параллельные - освещено пятно на полу и вторично от пола отражением, засвечено пятно в районе окна. А во втором случае, освещена практически вся комната. При просчете обоих сцен FG был настроен по профилю Low, что вызвало сильный шум на освещенных областях.

Часто при изображении помещений, где свет бьёт из окна, желательно, для усиления эффекта ярких лучей или пыльной атмосферы комнаты, добавляет эффект Volume Light на источники света. На источник света mr Sun, данный эффект применяется не корректно, вероятно из-за другого принципа расчета теней, происходит просто заполнение освещенного объема, без учета затененых участков. Поэтому для такого эффекта придется пользоваться стандартными источниками.:

Закончим с помещениями и перейдем к имитации внешнего освещения

Если у нас имеется hdr карта имитирующая небосвод, то мы ее легко можем применить в нашу сцену. Делается это путем применения карты в источнике света Skylight. Сам источник света можно расположить в любом месте сцены- это не принципиально, главно чтобы был включен FG, иначе он работать не будет.

На нажимаем на кнопку с надписью None (карты по умолчанию нет) и выбираем наше hdr изображение (как я описывал выше), либо указываем слот из редактора материалов, где такая карта уже открыта.

вот пример сцены где изображено небольшое строение, вокруг лунная ночь. Карта окружения применена не только на источник света но и в слот окружения Enviroment map.

мы видим мягкое освещение от небосвода всей сцены, а также выраженные тени от луны.

А вот теперь ложка дегтя:

Для выше показанного рисунка я специально использовал темную карту с ярким пятном луны которую дополнительно обработал в фотошоп, чтобы увеличить яркость луны и затемнить небо, иначе бы эффект от карты был бы не заметен. На самом деле в MR, по моему мнению, не совсем корректно работает алгоритм учета яркостных составляющих карты для источника Skylight.

Приведу примеры сравнения сцены для MR и V-Ray.

в обоих случаях multiplier = 3 остальные параметры карты я не менял, материалы постарался использовать с аналогичными свойствами.

Как видим, во втором случае картинка «вкуснее». Единственно что хочу заметить по Ви_рею - в нем необходимо помнить, что одну и туже карту на освещение и рефлексию использовать нельзя. Посмотрите внимательно на рисунок- где находиться луна согласно отражению и куда направлена тень от нее - разница в 180 о. Параметр в настройках для вращения карты есть, но необходимо об этом помнить!

Правда я взял самую сложную карту - луна не яркая и маленькая, на хороших картах различия почти не видны, но факт разного обсчета налицо. Выводы пусть сделает каждый сам.

Вроде это все, что я хотел показать в рамках этого урока. В конце остановлюсь на некоторых небольших особенностях, которые по моему мнению достойны внимания.

- Материал Glow . В предыдущих версиях некорректно освещал сам себя. Если светиться не вся поверхность материала, а только какието отдельные области (применена карта) либо материал входит в состав Blend материала, то светящееся область осветит соседние объекты с другим материалом, но объекты с этим же материалом и само себя не освещает. В 2008 максе такой проблемы нет. Вот пример сцены:

все строение состоит из одного материала на основе Blend. Как видим сам себя материал освещает прекрасно (на сцене нет источников света).

- кроме использования карт.hdr, можно также пользоваться картами.exr, которые менее распространены но также несут информацию о интенсивности света. Окно конвертирования файла exr формата, при назначении карты:

- При создании анимации, где на сцене находятся яркие источники света или текстуры на основе hdri изображений, эффект Motion Blur во всех версиях Max’а до 2008 включительно - работает не корректно, так как устройство нашего зрения (и матриц камер) такого, что чем ярче пятно, тем более яркую «дорожку смаза» оно оставит. У счастливых обладателей Max 2009 в комплекте есть шейдер HDR Image Motion Blur(mi), который ставиться в слот «Output» эффектов камеры, которые доступны в настройках рендера «Renderer»:

данный шейдер позволяет смазывать изображение не только объектов сцены, но и фона сцены, на который применена карта с изображением.

Для сравнения

Смаз на светящихся объектах сцены

и для фона на все ту же карту с луной

на этом закончу первую часть урока. В следующей части затрону проблемы GI и света в объемах.

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.

Урок взят с сайта RENDER.RU

Продолжаю тему об освещении в Mental Ray. В этом уроке хочу рассказать о имитации источников искусственного света, для освещения помещений. Использоваться будут фотометрические источники света, которые дает в наше распоряжение 3D MAX 2009. Так же будет рассмотрен фотометрический контроль экспозиции.

Предполагается, что читающие этот урок ознакомлены с уроком по непрямому освещению: выложенный ранее.

Начнем

При выборе любого фотометрического источника света, Макс настойчиво предлагает включить фотометрический контроль экспозиции, поэтому и начну урок с описания этого типа экспозиции.

Контроль экспозиции:

После создания источника света по его физическим характеристикам (яркость, цвет, …) подразумевается, что освещение сцены им, является наиболее правильно и нам остается только глобально менять яркость снимка (рендера) с помощью контроля экспозиции.

Фотометрический контроль экспозиции сделан в MR по аналогии работы фотокамеры.

Ответив утвердительно на предупреждение при первом создании фотометрика:

мы соглашаемся с включением соответствующей экспозиции.

Доступ в меню контроля экспозиции осуществляется из основного меню:

либо через пункт «Environment» (клавиша 8).

в свитке mr Photographic Exposure Control предлагается выбрать предустановленные параметры экспозиции:

для экстерьерной сцены (день\ночь) и интерьерной (день\ночь) сцены, но они, как правило, очень грубы и все же лучше и правильнее настроить вручную:

Кто пользуется фотоаппаратами, знают, что основные параметры (для освещения) при съемке это чувствительность пленки \ матрицы (ISO), диафрагма и выдержка (скорость затвора). От установки этих параметров зависит яркость снимка.

Например, снимки, на которых присутствует настольная лампа с лампочкой со следующими параметрами:

то есть яркость 370 lm , и цвет потока света 4500-5000K (галогеновая)

Из-за установки разной продолжительности выдержки, яркость снимка разная. Аналогично и в MR выставляя разные параметры экспозиции, мы меняем яркость картинки рендера, не меняя параметров источников света .

Для примера я сделал очень простую сценку, где наличествует источник света с такими же физическими параметрами, как и на фото, а меняется только выдержка в экспозиции:

Параметры:

Shutter Speed - это выдержка или скорость затвора выставляется значение на которое делиться 1 секунда - чем больше установленное значение, тем темнее снимок

Aperture - размер диафрагмы - чем больше, тем снимок ярче

Film speed - чувствительность пленки - чем больше, тем чувствительнее пленка к свету и тем ярче снимок.

В 3d MAX не обязательно редактировать все три параметра, на их основе создается параметр Exposure Value который и используется рендером, поэтому достаточно либо задавать EV , либо, как я обычно делаю, задавать только выдержку.

Ниже параметров экспозиции идут параметры обработки снимка, подобно как и в цифровых фотоаппаратах или подобно использованию фильтров для пленочных. - гамма, адаптированние к типу источников света.

Собственно в пользовании экспозицией нет ничего сложного, главное помнить - не стоит менять интенсивность источников света, тем самым внося дисбаланс в сцену - достаточно настроить экспозицию, для более темного\светлого снимка на рендере.

Теперь, собственно, источники света

При создании искусственного источника света редактор разделяет их на нацеленные и свободные:

независимо от того какой источник создан, можно в любое время сделать его либо нацеленным, либо свободным, установив галку цели в закладке основных параметров источника.

По своему опыту, могу посоветовать, сначала создавать нацеленный источник, для удобства расположения его на сцене, а потом отключать цель, дабы потом не возникало проблем с ориентацией эмиттера в источниках, отличных от точечных.

Для правильного расчета теней предлагается использовать трассируемые тени «Ray Traced Shadows», которые создаются с учетом характеристик материала объекта.

в зависимости от требований сцены, или создаваемых эффектов можно пользоваться картами тени «Shadow Map», которые просчитываются быстрее, но нет учета всех характеристик материалов.

Примеры теней:

Трассируемые тени:

карта тени с настройками по умолчанию:

как видно, прозрачный материал не учтен, тени созданы на основе сетки объекта. Качество тени зависит от качества создания карты тени и настраивается в свитке «Shadow Map Params» настроек источника света. Например, увеличив размер карты или качества семплирования можно добиться более четких теней.

поскольку урок направлен на создание искусственных источников света для интерьера, то не буду останавливаться подробнее на создании карты теней, так как в интерьерах (мое мнение) актуальнее использовать трассируемые тени.

Что касается трассируемых теней - иногда при использовании стекла типа Thin Geometry, Glass (lume) , на объекте появляются некоторые артефакты, в виде отдельных пятнышек (смотрим на первый рисунок с трассируемыми тенями - у правого куба пятна на внутренней тени) . Улучшать параметры семплирования в рендере тут бесполезно. Необходимо включить параметр двух сторонних теней в настройках источника света:

Photometric Web - источник света, конфигурация которого и интенсивность рассчитывается на основе «фотометрической паутины» наиболее точно передает параметры света и экономит много времени при создании освещенности сцены.

Spotlight - источник света типа «прожектор» используется как правило для глобальной подсветки сцены, в интерьерных решениях его использование неактуально (опять же мое мнение), кроме имитации проекторов или спец эффектов.

Uniform Diffuse - источник света, освещающий в направлении от эмиттера к цели.

Uniform Spherical - источник света, освещающий во всех направлениях от эмиттера.

Uniform Diffuse и Uniform Spherical

Настройки данных типов источников идентичны, с их помощью можно неплохо имитировать практически любые источники света - лампы дневного света, лампочки и потолочные панели:

В настройках предлагается выбрать тип эмиттера:

и если эмиттер будет отличаться от точечного (Point) то будет возможно включить его в процесс рендеринга

рассмотрим некоторые нюансы создания конкретных источников света:

Лампы дневного света:

При создании лампы дневного света ее интенсивность на основе введенных данных будет рассчитана, как от обычного источника света, но у ламп дневного света (особенно старых образцов) распространение света будет визуально немного другим. В связи с тем что люминесцирующий слой облучатся ионами с определенной частотой (а в старых лампах с частотой 50 герц) и в связи с особенностями нашего зрения, понижаться интенсивность света будет быстрее, чем от источника с нитью накала (это касается только видимого изображения, физически, за определенный промежуток времени, ослабления света является вполне нормальным).

Итак, увеличим затухание:

Предварительный рендер с нормальными настройками:

установим ослабление в 50% (на счет точных значений я инфы не нашел, но на примере еще советской ЛБ’ешки тестирование показало именно так)

казалось бы, можно просто уменьшить яркость на источнике, но при использовании готовых профилей источников из IES, так удобнее и расчеты более правильнее:

Лампы накаливания:

В лампах накаливания тоже есть дополнительный эффект изменения света с расстоянием, но выражен он в смещении спектра источника в красную область:

Для включения данного эффекта нужно просто установить галку:

для примера я немного увеличил значение затухания, дабы был более наглядный эффект:

предварительный рендер с источником температурой света в 4000К:

и включено затухание:

примеры сцен с использованием данных типов источников

в этой сцене эмиттеры не участвуют в процессе визуализации, но блики на поверхностях все равно правильно учитывают наличие источников:

на второй сценке объекта типа «общественного МэЖо», источники визуализированы и имитируют поверхность ламп:

Photometric Web

В реальном мире поток света от ламп крайне редко бывает однородным, из-за того, что колба лампы сама по себе является линзой, да еще, как правило, поток изменяют рефлекторы и дополнительная оптика в лампе.

Например, вот фото перво_попавшегося источника света, на который я натолкнулся на обеде:

чтобы создать такую картину светового потока, нужны дополнительные построения рядом с источником, либо рисовать карту для «Projector Map» , что требует дополнительного времени и отвлекает от творческого процесса.

Упростят нам процедуру создания источников света, использования типа Photometric Web:

При выборе данного типа в настройках источника появиться свиток для выбора карты настройки:

нажав на кнопку выбора файла, откроется диалог для выбора карты:

в разделе «IES information» представлена диаграмма распространения света на «паутинке» и информация об источнике света.

IES файлы можно скачать из сети, как правило, производители светового оборудования, такие карты представляют, либо можно найти архивы интерьерного дизайна. Также существуют IES-генераторы, с помощью которых можно создавать свои источники.

После применения IES карты, иконка источника света принимает конфигурацию источника:

в настройках Photometric Web есть параметры вращения по трем осям, эти настройки актуальны, когда источник отличен от точечного. Если источник, например линейный (Line), а карта имеет сложную конфигурацию то становиться актуален способ позиционирования карты:

на рисунке у правого источника карта повернута на 90 градусов по Z.

Вот пример применения карты на точечный источник света для имитации светильника

Когда-то, во времена 3D Max 6.0 у меня была проблема с имитацией освещения дороги фарами автомобиля. Тогда бы применение IES мне бы много сэкономило времени.

С помощью IES’сок можно имитировать не только отдельные источники света, но и группы источников, собственно это и есть их наиболее широкое применение.

Например, потолочные светильники состоят из нескольких ламп дневного света и дополнительно разбиты на несколько ячеек рефлекторами. Для имитации такой световой панели, достаточно создать один источник света и применить на него нужную карту. В описании карты достаточно подробно расписаны параметры света и что его генерирует. Файлы IES’ок можно открывать блокнотом.

К примеру инфа:

IESNA:LM-63-1995 / GPA22-3t

Photopia 1.10 PHOTOMETRIC REPORT

L.A. LIGHTING MFG. CO.

GPA520-3-2TH-S9

2X2, 3-LAMP, T-BAR, 9 CELL PARABOLIC .

FO17/31K

17 WATTS T8 FLUORESCENT LAMP

говорит о том, что имитируются панель из 3-х люминесцентных ламп, мощностью 17 ватт, заключенных в 9 параболических ячеек.

Пример имитации ЛСД’ешных светильников с двумя разделенными лампами:

на стене явно видно затемнение под источником света, которое дает ребро жесткости между двумя лампами в составе всего светильника.

Ну вот все, что я хотел рассказать по имитации искусственного света. Возможно я что-то упустил, поскольку пишу про те вещи, которые я использую в работе и то что актуально по моему мнению.