4. 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.

П осле 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 mental ray

Алгоритмы расчета глобального освещения

В состав Mental Ray входят два средства, необходимые для работы с отражённым освещением: Final Gathering (FG) – финальная сборка и Global Illumination (GI)) – глобальное освещение, настройки которого находятся в свитке Caustics and Photon Mapping (GI) – Каустика и фотонное проецирование (карта фотонов).

Шаг 1 Свиток Final Gathering (FG) (финальная сборка)

Применение средств Final Gathering (FG) (рис. 10) – это, как правило, первый шаг в процессе создания отражённого освещения с помощью mental ray. При активизации появляется освещение в тех областях, где перед этим были темные тени.

Рис. 10. Свиток Final Gathering (FG)

Использование Final Gathering (FG) помогает устранить остаточные неоднородности освещения, возникающие при расчете карты распределения фотонов и проявляющиеся в виде случайных темных пятен.

Раздел Basic:

- Enable Final Gather (Активизировать Финальную сборку) – этот флажок необходимо установить.

- Multiplier (Множитель) – определяет яркость сцены, по умолчанию =1,0.

- FG Precision Present (Выбор точности) – список предварительных настроек, например,Draft (Низкое качество) – значительно ускорит процесс визуализации,Medium (Среднее качество) – для чистовой визуализации обычно этого бывает достаточно.

Эти параметры влияют на время визуализации. Чем выше выбранное качество, тем дольше длится визуализация.

- Rays per FG point (Лучей на точку Финальной Сборки) – определяет количество лучей, задействованных для просчета отраженного освещения, зависит от выбранной настройки FG Precision Present (Выбор точности). Большое значение этого параметра увеличивает время визуализации.

- Interpolate Over Numberof FG Points – количество точек для интерполяции. В результате такой интерполяции получается плавный переход между темными и светлыми областями (например, в углах).

- Diffuse Bounces (Отражение рассеянного света) – определяет количество отскоков лучей от одной поверхности к другой. Значение по умолчанию =0.

- Weight (Вес) – усиливает видимость «рассеянных» отражений. Значение по умолчанию =1,0.

Основные настройки дублируются при визуализации в окне Frame Buffer (рис. 11).

Рис. 11. Окно Frame Buffer

Шаг 2 Свиток Caustics and Photon Mapping (GI))

Если при использовании Final Gathering (FG) (Финальная сборка) и Diffuse Bounces (Отражение рассеянного света) света недостаточно, то можно включить Глобальное освещение (для интерьера!).

На вкладке Global Illumination (Глобальное освещение) находится свиток Caustics and Photon Mapping (GI)) с настройками Глобального освещения (Global Illumination (GI)).

Если использовать Глобальное освещение (Global Illumination (GI)) без алгоритма Final Gathering (FG) (Финальная сборка), то при визуализации будут видны темные грязные пятна. Это результат работы фотонов.Final Gathering (FG) (Финальная сборка) как раз сглаживает (размывает) эти пятна.

Свиток Caustics and Photon Mapping (GI)) – параметры (рис. 12).

Раздел Caustics – настройки эффекта каустики.

Раздел Photon Mapping (GI)):

- Enable (Включить) – если этот флажок установлен, то выполняется расчет Глобального освещения (Global Illumination (GI)). По умолчанию флажок сброшен.

- Multiplier (Множитель) – определяет интенсивность фотонов. Значение по умолчанию =1,0.

Рис. 12. Свиток Caustics and Photon Mapping (GI))

- Maximum Number of Photons per Sample – количество фотонов. Чем выше значение этого параметра, тем меньше зернистость, однако изображение становится более размытым, и увеличивается время визуализации. Значение по умолчанию = 100.

- Maximum Sampling Radius – если этот флажок установлен, то можно установить размер фотонов. По умолчанию флажок сброшен, радиус равен 1,0.

- Marge Near by Photons (saves memory) (Объединять близлежащие фотоны, экономится память) – если флажок установлен, то mental ray излучает меньше фотонов вследствие объединения расположенных рядом фотонов.

- Optimize for Final Gather (slower GI) – если флажок установлен, то выполняется оптимизация взаимодействия всех параметров Final Gather (Финальная сборка). Однако это может привести к увеличению вычислений для средств GI (рис. 13).

Рис. 13. Сцена без глобального освещения (а).

сцена с глобальным освещением (б).

Практика постановки дневного освещения. Экстерьер

Откройте файл «Коттедж-День».

1 -й шаг. Проверьте, чтобы был установлен визуализатор Mental ray (рис. 14)

Рис. 14. Установить визуализатор Mental ray

В свитке Final Gathering (FG) (Финальная сборка) в разделе Basic установите флажок Enable Final Gather (Активизировать Финальную сборку).

2- й шаг – Установить общий свет

На виде Top (Вид сверху) одним щелчком мыши установить стандартный источник света Skylight (рис. 15, б). Он дает рассеянный свет купола неба. Место его расположения роли не играет, главное чтобы он не пересекался с геометрией.

Параметр Multiplier (Множитель) уменьшить до 0,5. Выполните тестовую визуализацию (рис. 15, а).

Картинка смотрится тускло, т. к. нет четких теней.

а б

Рис.15. а–тестовая визуализация; б – источник света Skylight

3-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.