Лабораторная работа № 20

Тема: Визуализация. Тонирование.

Цель: Познакомиться с принципами реалистичного представления объектов и инструментами визуализации.

Используемые команды. Вид (Визуальный стиль, Тонирование)

В данной лабораторной работе рассмотрено использование команд для работы с материалами светом и тенями.

Материалы.

Для работы с материалами необходимо заранее поставить визуальный стиль реалистичный. Вызвать команду создания и редактирования материалов можно двумя способами:

• Из меню: Вид  Тонирование  Материалы

• С помощью клавиатуры в командной строке: материалы.

Рис. 49. Окно редактирования материалов.

После вызова команды откроется окно для работы с материалами (Рис. 49).

В панели «Материалы, имеющиеся на чертеже» показаны материалы, которые вы можете использовать. Пока в ней находится только один материал. Для создания нового материала необходимо нажать кнопку под цифрой 1. Для задания материала какому-либо объекту на чертеже необходимо нажать кнопку 2 и выбрать объект, для обратной операции нажать кнопку 3.

Вид этого меню может меняться в зависимости от типа материала. Материалы характеризуются физическими свойствами. Шаблон материала можно выбрать в списке материалов с предварительно заданными свойствами, например: "Керамическая плитка", "Глазурованная", "Узорная", "Стекло" и т. д. Есть материалы, которые имеют расширенный набор параметров, в том числе свойства, для создания специальных эффектов, например имитации отражений. Для типов "Дополнительный" и "Улучшенное тонирование металла" шаблоны материалов не предоставляются.

В меню «Редактор материалов» есть набор параметров, которые можно менять по своему усмотрению.

Цвет. Цвет материала на разных участках объекта различается. Бликовое отражение покажется самым ярким. Если не стоит галочка «По объекту», то вы можете выбрать цвет в дополнительном меню «Выбор цвета». Это можно сделать выбрав номер цвета, либо используя всю палитру (Рис. 50). Во втором случае возможен выбор цветовой модели (HSL или RGB) .

Блеск. Отражающая способность поверхности материала определяет уровень блеска или шероховатости. Для симуляции блестящей поверхности материал должен иметь точечные блики, цвет которых намного ярче, в некоторых случаях даже белый. Шероховатая поверхность даёт блики большей площади, которые по цвету близки к основному цвету материала.

Непрозрачность. Полностью непрозрачная поверхность объекта не пропускает свет. Объект, в котором свойство непрозрачности отсутствует, называется прозрачным (не применимо к металлическим типам материалов).

Отражение. С помощью регулятора отражения можно управлять тем, насколько отражающим является материал. При значении 100 материал отражает весь свет, падающий на него, а в любом объекте, к которому применен такой материал, отражается окружающая среда (не применимо к металлическим типам материалов).

Рис. 50. Палитра цветов.

Преломление. При прохождении через полупрозрачные материалы лучи изменяют свое направление, в результате сквозь этот материал другие объекты видны в искаженном виде. Например, при значении 1,0 объект за прозрачным объектом не искажается. При коэффициенте, равном 1,5, происходит сильное искажение объекта, как при взгляде сквозь стеклянный шарик (не применимо к металлическим типам материалов).

Прозрачность. Полупрозрачный объект не только пропускает свет, но и рассеивает часть его внутри себя, как, например, покрытое инеем стекло. Степень прозрачности выражается в процентах: при значении 0 материал не является просвечивающим; при 100 материал является просвечивающим в максимально возможной степени (не применимо к металлическим типам материалов).

Самосвечение. Если объект обладает свойством самосвечения, кажется, что он сам излучает свет. Например, для того чтобы изобразить неоновый свет без использования внешнего источника света, надо установить значение самосвечения больше нуля. На другие объекты такой свет не отбрасывается.

Яркость. Яркость позволяет имитировать освещение материала фотометрическим источником света. Выбранное значение в фотометрических единицах соответствует интенсивности светового излучения. На другие объекты такой свет не отбрасывается.

Двусторонний материал. Это свойство указывает на то, что материал является двусторонним. Оно используется, если в сцене требуется тонировать обе стороны материала.

Текстуры.

В меню «Текстуры» можно выбрать текстуру для материала. Использование наложения текстур повышает уровень реалистичности изображения материала.

Текстура рассеянияпозволяет назначить материалу цветной узор. В качестве карты текстуры или процедурной карты для назначения узора или текстуры диффузному цвету материала пользователь может выбрать файл изображения. Цвета текстуры полностью или частично заменяют Редактор материаловкомпонент материала с диффузным цветом. Это наиболее общий вариант наложения текстуры.

Текстура непрозрачности используются для создания иллюзии непрозрачности или прозрачности. С помощью канала текстуры непрозрачности можно задать прозрачные и непрозрачные участки, например иллюзию отверстия на поверхности.

Текстура выдавливания имитирует бугристую или неровную поверхность. В качестве текстуры выдавливания можно выбрать файл изображения или процедурные карты. Наложение текстуры выдавливания делает поверхность объекта бугристой или неровной. При тонировании объекта, на который наложен материал с картой выдавливания, более светлые (белые) области текстуры выглядят приподнятыми, а более темные (черные) области - более низкими. Если изображение цветное, можно использовать полутонирование. Наложение текстуры выдавливания значительно увеличивает время тонирования, но повышает реалистичность сцены. Текстуры выдавливания используются, когда требуется сделать поверхность менее гладкой или создать впечатление рельефности. Следует, однако, учитывать, что эффект глубины, создаваемый текстурами выдавливания, имеет ограничения. Если на поверхности требуется создать более глубокий рельеф, следует использовать не текстуры выдавливания, а методы моделирования.

Свет.

Команду работы с источниками света можно вызвать двумя способами:

1. Из меню: Вид  Тонирование  Свет

2. С помощью клавиатуры в командной строке: свет.

Источник света может быть: точечным, прожектором и удаленным. Пока не создан новый источник света, существует свет по умолчанию, т.е. каждый объект подсвечивается рассеянным светом. Как только мы создадим свой источник света – рассеянный свет по умолчанию отключится. При создании источника света можно задавать ему имя и другие параметры. Параметры зависят от типа источника света. Один из параметров – вычисление теней от данного источника, необходим для моделирования теней только от важных источников света.

Тонирование.

Команда выводит конечный результат работы с материалами и тенями. Вызвать команду можно из меню:Вид  Тонирование  Тонирование. Откроется новое окно, где выполнится процедура. Можно посмотреть конечный результат и параметры тонирования.

Практическое задание:

1. Построить натюрморт.

2. Создать три новых материала: прозрачное стекло, металл-полированный, дерево.

3. Задать объектам сцены разные материалы.

4. Создать точечный источник света.

5. Произвести тонирование.

Ход работы:

1. Отрыть программу AutoCad, задать лимиты чертежа, настроить сетку и шаг.

2. Построить натюрморт с использованием команд из меню: Рисование  Моделирование. Создать три исходных объекта: конус, цилиндр и ящик (подставка).

3. Для наглядной работы с материалами выбрать реалистичный стиль (Вид Визуальные стилиРеалистичный).

4. Открыть меню «Материалы», создать три материала. Необходимо, чтобы материал для конуса был красным прозрачным стеклом, для цилиндра полированным металлом (золото), а для ящика полированным деревом.

Стекло.

• Создать новый материал и назвать его «Стекло». Выбрать тип «Реалистичный» и шаблон «Стекло - прозрачной».

• Задать цвет (красный), используя цветовые модели HSL или RGB.

• Отрегулировать остальные параметры в меню «Редактор материалов», для лучшего восприятия результата можно предварительно задать материал конусу. Создать остальные материалы самостоятельно.

5. Создать новый точечный источник света. Для этого вызвать команду из меню Вид  Тонирование  Свет и разместить точечный источник над углом подставки, выше самого высокого объекта натюрморта.

6. Используя команду «ТОНИРОВАНИЕ», добейтесь того, чтобы можно было сквозь прозрачный конус видеть цилиндр, а на стенках цилиндра – текстуру дерева. Тени должны вычисляться (Рис. 51).

Рис. 51. Результат тонирования.