Джерела світла

Для здобуття реалістичного тонованого зображення в AUTOCAD надається можливість створювати, переміщати і набудовувати джерела світла. Задаючи джерела світла, а також матеріали поверхні об'єктів, можна добиватися всіх необхідних ефектів, пов'язаних з кольором, віддзеркаленням і світлотінню.  Установка в малюнку джерел світла — простий спосіб поліпшити зовнішній вигляд тонованих моделей.  Джерело може освітлювати або всю модель, або вибрані об'єкти малюнка і їх частини.  У AUTOCAD є чотири види джерел світла: розсіяне світло, видалені джерела, точкові джерела і прожектори. Світло від джерел дозволяє створювати тінь лише в режимах візуалізації Photo Real і Photo Raytrace. У режимі Render світло проходіт крізь поверхні, не створюючи тіней.  Розсіяне світло — фоновий, він рівномірно освітлює всі поверхні моделей об'єктів, причому не виходить з якого-небудь джерела і не має напряму. Можна за бажанням встановити інтенсивність розсіяного світла або зовсім відключити його. Зазвичай задається низька інтенсивність: при високій зображення може виявитися розмитим. Сам по собі розсіяне світло не дає реалістичного зображення. Стики між суміжними гранями не видно, оскільки всі грані освітлюють однаково. Даного типа освітлення найчастіше використовують як допоміжний засіб для підсвічування поверхонь, на які не потрапляє направлене світло.  Видалене джерело світла випускає паралельні промені лише в одному напрямі. Промені не мають ні почала, ні кінця і поширюються нескінченно з обох боків від крапки, вказаної як джерело. Інтенсивність світла не зменшується з відстанню: кожна поверхня освітлена так само яскраво, як і поблизу джерела.  Положення видаленого джерела світла на малюнку неістотно — має значення лише напрям променів. Всі об'єкти на малюнку освітлені, у тому числі і що знаходяться за джерелом. Видалене світло поширюється так, як якби він йшов з крапки, що знаходиться за межами малюнка. Щоб уникнути плутанини краще завжди поміщати джерело видаленого світла за межами моделі.  Даний варіант особливо зручний для рівномірного освітлення об'єктів або заднього плану сцени, а також для імітації сонячного світла. Для імітації Сонця використовується одне видалене джерело. Хоча насправді сонячне світло поширюється на всіх напрямках, із-за розмірів Сонця і відстані до нього промені можна вважати практично паралельними. Оскільки видалені джерела для імітації Сонця застосовуються дуже широко, особливо в архітектурних проектах, у фотореалістичних режимах тонування передбачений спеціальний засіб для розрахунку положення Сонця на основі часу доби і географічних координат.  Точкове джерело світла випускає промені на всіх напрямках; інтенсивність світла від нього зменшується з відстанню. Такі джерела зручні для імітації світла електричних ламп. Їх широко використовують для створення загальних ефектів освітлення, частенько в комбінації з прожекторами. Крім того, точкові джерела личать як допоміжні для підсвічування окремі поверхні, як альтернатива розсіяному світлу.  Прожектор випускає направлений конус світла. Є можливість задавати напрям світла л розмір конуса. Як і в точкових джерел, інтенсивність світла прожекторів зменшується з відстанню. У пучку світла прожектора розрізняють повний конус і яскраву пляму. Потрапляючи на освітлювану поверхню, світло від прожектора дає в центрі пляма максимальної освітленості, оточена перехідною областю, де інтенсивність менша.  Простір між яскравою плямою і повним світловим конусом інколи називають областю спаду освітленості. Чим більше різниця між яскравою плямою і повним світловим конусом, тим м'якше гранична кромка освітлюваної плями. Якщо ці величини рівні, освітлювана пляма обкреслюється різкою кромкою. Кутова величина яскравої плями не може перевищувати кут повного світлового конуса; обидва значення можуть варіюватися в межах від 0° до 160°.  Прожектори застосовують для вибіркового підсвічування окремих елементів і областей моделі.   Формування нових джерел світла і модифікація вже створених здійснюються командоюLIGHTщо викликається з падаючого меню View > Render > Light... або клацанням миші по піктограмі Light на панелі інструментів Render. При цьому завантажується діалогове вікно Lights показане на мал. 11.15. Мал. 11.15.

Велику частину діалогового вікна займає область Ambient Light де регулюються параметри розсіяного світла.  У області Intensity: за допомогою ползункового регулювальника змінюється інтенсивність світла в діапазоні від 0 до 1.  У області Color регулюються спектральні характеристики розсіяного світла. Кнопка New...призначена для формування нових джерел світла, які можна вибрати із списку, що розкривається, праворуч від неї: Point Light — точкове джерело світла Distant Light — видалене джерело світла Spotlight — прожектор.  Область Lights: і розташовані праворуч від неї кнопки Modify..., Delete і Selectзабезпечують модифікацію одного з вже створених джерел світла — того, який виділений в області Lights:.  Кнопка North Location... відповідає за вибір напряму на північ відносно світової системи координат AUTOCAD. Цей напрям грає важливу роль при визначенні видаленого джерела, що імітує Сонце в архітектурних проектах. 

Тіні

При створенні або модифікації джерела світла можна генерувати тіні. Відповідні інструменти, які є лише в режимах візуалізації Photo Real і Photo Raytraceвідключаються при тонуванні зняттям прапорця Shadows у діалоговому вікні Render (див. мал. 11.11). Здобуття тіней на результуючому зображенні уповільнює процес тонування, але малюнок стає набагато реалістичнішим.  Тіні бувають трьох типів: об'ємні, карти тіней і тіні трасування світивши. Налаштування типа тіні здійснюється в діалоговому вікні джерела світла будь-якого типа, наприклад у вікні New Ptrint Light (мал. 11.16). Для цього необхідно в області Shadows: поставити прапорець Shadow On і клацнути по кнопці Shadow Options.... У діалоговому вікні, що відкрилося Shadow Options включений прапорець Shadow Volumes/ray Traced Shadows встановлює об'ємні тіні для режиму Photo Real і тіні трасування світивши для режиму Photo Raytrace.  Якщо налагоджено відображення об'ємних тіней, то модуль тонування обчислює об'єм, займаний тінню об'єкту, і формує тінь, грунтуючись на даному об'ємі. Об'ємні тіні мають різкі кромки, але контури їх вельми приблизні. На тіні, що відкидаються прозорими або напівпрозорими об'єктами, робить вплив колір цих об'єктів.

Мал. 11.16. Діалогове вікно нового точкового джерела світла

Карти тіней можуть генеруватися при двох режимах — Photo Real і Photo Raytrace — під час попереднього тонування. Для кожного джерела можна задати розмір карти тіней, що генерується, меж від 64 до 4096 пікселів. Чим більше розмір, тим вище точність.  У картах тіней не підтримуються колірні ефекти, пов'язані з проходженням світла через прозорі і напівпрозорі об'єкти. Проте лише використання таких карт дає можливість моделювати тіні з м'якими кордонами при фотореалістичному тонуванні. Міра м'якості кордонів визначається користувачем.  Для генерації карти тіней необхідно в діалоговому вікні Shadow Options зняти прапорецьShadow Volumes/ Ray Traced Shadows.  Тіні трасування променя генеруються лише алгоритмом трасування світивши, витікаючого від джерела світла. Вони мають різкі кромки і точно розраховані контури; на них також робить вплив колір об'єкту, що відкидає тінь.  Тіні завжди збільшують витрати часу на тонування — інколи досить істотно. Зазвичай для простих об'єктів об'ємні тіні генеруються швидше, ніж тіні трасування світивши. Але для складніших моделей з великою кількістю граней, картина може бути і зворотною.  Карти тіней, як правило, генеруються відносно довго. Скоротити цей час допомагає вибір уручну окремих об'єктів, які відкидатимуть тіні.