Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ Государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение

высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный университет ПРОМЫШЛЕННЫХ технологиЙ и Дизайна»

Кафедра дизайна оборудования в средовых объектах

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Работа в программе 3dsMaxDesign 2015.

Часть II. Глобальное освещение.

Методические указания для студентов направления подготовки

54.03.01 – Дизайн (бакалавриат) 54.04.01 – Дизайн (магистратура)

Составители:

Т. В. Камынина

А. В. Кузьмина

Санкт-Петербург

2016

Утверждено на заседании кафедры

дизайна оборудования в средовых объектах

26 ноября 2015 г.,

протокол № 3

Рецензент

Л. К. Фешина

Оригинал - макет подготовлен составителями

и издан в авторской редакции

Подписано в печать 10.02.2016 г. Формат 60х84 1/16.

Усл. печ. л. 4,3. Тираж 100 экз. Заказ 253/16.

http://publish.sutd.ru

Отпечатано в типографии ФГБОУВО «СПбГУПТД»

191028, С.-Петербург, ул. Моховая, 26 Содержание

Содержание 3

1. Глобальная освещенность – предварительные замечания 4

2. Визуализаторы – обзор 5

3. Default Scanline Renderer 5

Работа с алгоритмом Light Tracer (рис. 1): 6

Рис.1. Работа с алгоритмом Light Tracer 6

Алгоритмы расчета глобального освещения 14

Рис.17. Работы студентов. 20

Практика постановки вечернего освещения. Экстерьер 21

Работы студентов. 28

Рис. 26. Работы студентов 28

Примеры использования Mental Ray(вечерний свет) в курсовой работе 29

Контроль экспозиции (Exposure Control) 31

Рис. 37. Примеры работ студентов 36

Рис. 41. Примеры работ студентов 38

Практика создания материалов: Пол, Зеркало, Металл, Стекло 42

Antialiasing – Сглаживание 46

Рис. 50. а – свиток Sampling Quality; б – раздел Samples per Pixel Maximum 46

5. Визуализатор V-Ray 47

Источники освещения в визуализаторе V-Ray (рис. 58). 55

Материал V-RayMtl Параметры (рис. 61). 59

Рис. 61. Материал V-RayMtl Параметры 60

Практика создания материалов: «Дерево», «Зеркало», «Стекло», «Металл» 61

Практика: Дневной свет и материалы в интерьере 64

Рис. 72. Примеры работ студентов 67

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.