лаб3 / lab3

ГУАП

КАФЕДРА № 41

ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

Старший преподаватель				Булгаков Д.А.
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 3

«Освещение сцены, работы с материалами и текстурирование»

по курсу: КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР. №	4016				Жовтяк М.О.
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург 2021

1. Цель работы

Изучить основные характеристики источников освещения и получить навыки их расстановки в сцене. Освоить редактор материалов и принципы работы с материалами, параметрическими картами и текстурной развёрткой на примере текстурирования примитивов из ЛР №1 и созданной в ЛР №2 модели ротонды.

2. Вариант выполняемой работы

Вариант – 17.

Используемые карты для материалов примитивов – Bitmap, Checker, Gradient, Marble.

Рисунок 1 – Текстура для наложения на развёртку вазы

3. Краткое описание процесса установки освещения в сцене.\

Рисунок 1 – Расстановка объектов из обоих сцен

Первым делом, сцены из двух последних лабораторных работ сливаются в одну сцену с помощью File >> Insert >> Merge и далее вручную стол располагается внутри ротонды.

Для освещения интерьера и экстерьера целесообразно использовать источники света разных типов. Будет создан всенаправленный источник Omni во вкладке Create >> Lights >> Standard, помещенный под крышу с интенсивностью света 0,6 (рис.2).

Рисунок 2 – Источник света Omni под крышей

Источником прямого света будет служить Target Spot (направленный конический источник). В данном случае источник света будет расположен над входом в здание и направлен на стол. В параметрах задается интенсивность 0,8 и включены тени. Расположение обоих источников света можно увидеть на рисунке 3 (колонны спрятаны для наглядности).

Рисунок 3 – Расположение источников света

Чтобы убедиться в правильности расстановки света света, выполняется быстрая визуализация.

Рисунок 4 – Тени в помещении

Для освещения здания снаружи лучше подойдут два других источника света. Для общего освещения сцены – это Skylight (небесный свет), а для направленного света и затенения – Target Directional Light (нацеленный направленный свет).

Создается источник небесного освещения сцены Skylight c параметрами Muliplier 0,8 и количество переотраженных лучей Rays per Sample до 10 и со включенными тенями Cast Shadows. Чтобы сцена не оказалась пересвеченной в разделе Rendering -> Environment -> Exposure Control выбирается пункт Automatic Exposure Control. Результат на рис. 5.

Рисунок 5 – Создание объекта Skylight

Вторым источником света будет Target Directional, который будет расположен высоко над зданием, примерно на юго-запад от входа, таким образом он будет имитировать тень от солнечных лучей. В нем будут заданы параметры Multiplier 0,6 и активированы тени по алгоритму Area Shadows. Результат на рисунке 6.

Рисунок 6 – Создание света Target Directional

В результате рендеринга выходит такая картина (рис.7).

Рисунок 7 – Результат работы со светом

4. Краткое описание используемых материалов и способа их создания.

Теперь выполняется работа с материалами и наложение их на объекты. Для этого заходим в редактор материалов и создаем материала типа Scanline Standard. В разделе Diffuse выбираем нужную карту согласно варианту (рис.8).

Рисунок 8 – Создание материала

Далее материал накладывается на объект на столе с помощью Assign Material to Selection. Материалы для объектов на столе выбираются согласно варианту задания. В добавок к этому я добавил один случайный модификатор (Swirl), так как в задании меньше материалов, чем самих объектов на столе.

Рисунок 8 – Материалы для стола и его объектов

Для сложных полигональных объектов таких как стол, требуется применить модификатор UVW Map, чтобы материал отображался корректно. В моем случае идеально подошло Box представление гизмо. Результат представлен на рисунке 9.

Рисунок 9 – Наложение материала и мод. UVW на стол

В итоге вышел такой результат (рис.10).

Рисунок 10 – Рендеринг стола и его объектов

Материалы, создаваемые для элементов архитектурного сооружения, отличаются от рассмотренных выше тем, что для них при помощи процедурных карт задаётся не только внешний вид, но и рельеф.

Тогда будет создан единый материал Multi/Sub-Object, к которому подключаются материалы, предназначенные для разных отделений здания (рис.11)

Рисунок 11 – Мульти материал

Далее создается карта Stucco (штукатурка), которая подключается к каналу Bump для материалов колонн и фасада с параметрами Size 1 и Thickness 0,8.

Создаются две параметрические карты Tiles для крыши и цоколя, где одна из них будет отвечать за внешний вид плиток, другая – за их рельеф.

Параметры Tiles для цоколя:

1. В параметрах первой карты Tiles (подключённой в слот Diffuse) установлен цвет плитки (Tiles Setup >> Texture) серый, и цвет промежутков между плитками (Grout Setup >> Texture) – тёмно-серый. Количество плиток: 20x20, цветовая вариация (Color Variance): 1,0, размер промежутка (Gap): 0,3

2. В параметрах второй карты Tiles (подключённой в слот Bump) тоже заданы количество плиток – 5x5, и промежуток – 0,3. Для плитки установлены белый цвет, а для промежутков чёрный.

Параметры Tiles для крыши:

Для крыши сделайте количество плиток (Horiz./Vert. Count) равным 15x30. Цвета плитки в канале Diffuse: белый и светло-серый, а в канале Bump: тёмно-серый и белый. Размер промежутков (Gap) в обоих случаях: 0,2 по вертикали и горизонтали. Также для плитки в канале Diffuse установите цветовую вариацию (Color Variance) = 0,5.

В итоге получатся такие материалы (рисунок 11).

Рисунок 12 – Материал Multi/Sub-Object

Перед наложением всех четырёх созданных материалов на здание применяется модификатор Edit Poly, чтобы к каждому можно было задать ID-номера.

К полигонам присваиваются такие ID-номера:

• 1 для колонн и нижней части крыши

• 2 для фасада

• 3 для цоколя

• 4 для верхней части крыши (кровли)

В материалах соответственное присваивание номеров материалов (рис. 13).

Рисунок 13 – Номера материалов

Так как у всех объектов сложная топология, то к ним будет применен модификатор UVW Map:

• Крыша – сферический гизмо (Spherical).

• Колонны и фасад – цилиндрический гизмо (Cylindrical) + основание (Cap).

• Цоколь – кубический гизмо (Box)

Результаты проделанной работы можно увидеть на рисунке 14-15.

Рисунок 14 – Рендер цоколя и колонны

Рисунок 15 – Рендер крыши

5. Краткое описание процесса создания и применения текстурной развертки.

Для наложения текстур/материалов на сложные геометрические объекты зачастую применяется текстурная развёртка, когда полигоны объекта проецируются на плоскость, после чего сопоставляются с конкретными текселями текстуры.

На вазу добавляется модификатор Unwrap UVW. После, в режиме выделений ребер выделяется одно вертикальное ребро и нажимается кнопка Loop XY Edges (петля). Таким образом был создан шов (рис.16)

Рисунок 16 – Применение модификатора Unwrap UVW

Далее выделяются все полигоны вазы и в режиме проецирования (Projection) выбирается цилиндрический тип (Cylindrical Map) проецирования по Z. Размер гизмо подбирается с помощью кнопки Fit. Во вкладке Peel нажимается Quick Peel для созданий быстрой развертки. Для убеждения того, что развертка наложена корректно: в окне развертки Show the active map in the dialog -> UV_Checker. Результат можно увидеть на рисунке 17.

Рисунок 17 – Корректная развертка.

Далее, создается шаблонный материал в редакторе материалов и к нему в слот Diffuse подключается карта типа Bitmap, в котором указывается путь к моей текстуре по варианту. Материал применяется к вазе с помощью инструмента Assign Material to Selection. Далее в редактор развертки выбирается текстура (Pick Texture) и указывается путь к созданному материалу вазы. Результат можно увидеть на рисунке 18.

Рисунок 18 – Применение материала к развертке

6. Вывод

На рисунке 19 показана итоговая визуализация сцены.

Рисунок 19 – Итоговая визуализация сцены

Рисунок 20 – Итоговая визуализация примитивов в ротонде

В ходе лабораторной работы в программе 3ds Max я научился работать со светом, его расстановкой и параметрами; создавать материалы и редактировать их в соответствии с моими нуждами, накладывать их на объекты, познакомился с основными картами текстур; изучил редактор развертки, саму развертку объектов и наложению материалов согласно развертке на примере примитивов ЛР1 и ротонды из ЛР2.

Список используемых ресурсов:

1) https://pro.guap.ru/get-task/5f251242a594a37e76baa01c252fee1b

2) https://pro.guap.ru/get-material/659526b222f76a4ff147629b91b2ae58