Визуализация сцены. Освещение и камеры Управление визуализацией

Меню Renderingсодержит команды визуализации сцен, анимации, позволяет выполнить настройку фона и эффектов окружающей среды (Environment), а также различных оптических эффектов (Effects). Часть функций меню дублируется кнопками главной панели.

Render Scene(визуализировать сцену) – вызывает окно диалогаRender Sceneдля настройки параметров визуализации.

Quick Render (Production/Active Shade) (быстрая визуализация (итоговая/активная раскраска)) – варианты визуализации с параметрами по умолчанию.

Список вариантов визуализации (Render Type) – окна проекции (View), выделенных объектов (Selected), области (Region), обрезанной части (Crop), области с увеличением (Blowup) и т.д.

Для настройки общих параметров и режимов визуализации служит свиток Common Parametersокна диалогаRender Scene. Можно выбрать для визуализации один кадр окна проекции (Single), последовательность кадров активного временного сегмента (Active Time Segment), указанный в счетчиках диапазон кадров (Range), произвольную выборку кадров (Frame). Можно задать интервал выборки кадров (Every Nth Frame– каждыйN-й кадр) и в случае записи результатов визуализации отдельных кадров значение шага в нумерации файлов (File Number Base). Размер выходного изображения может быть одним из стандартных размеров кино-, фото- или видео-кадров списка разделаOutput Size(размер кадра). По умолчанию список предлагает вариантCustom(заказной), в котором можно задать ширину кадра (Aperture Width), отношение ширины изображения или пиксела к высоте (Image/Pixel Aspect).

Флажки раздела Optionsвключают контроль цвета изображения по соответствию системамNTSCиPAL(Video Color Check), визуализацию эффектов внешней среды (Atmospherics), максимальная чернота объектов (Super Black) ограничивается значением, установленным при общей настройке параметров (Preference Settings), обеспечивается визуализация скрытых объектов сцены (Render Hidden), отображение обеих сторон граней (Force 2-Sided). Можно включить режим отображения оптических эффектов (Effects) и результата применения карт текстуры смещения (Displacement). ФлажокRender to Fieldsвключает режим визуализации в виде двух полукадров с четными и нечетными строками изображения, что обеспечит плавность движения объектов анимации на телемониторах.

При записи результатов визуализации в файл следует щелчком по кнопке Fileвызвать стандартное окно для выбора типа и названия файла.

Источники света

В отсутствие созданных осветителей сцена освещается одним или двумя встроенными источниками света. Количество встроенных источников настраивается переключателями группы Default Lighting(освещение по умолчанию) на вкладкеRendering Method(метод визуализации) окнаViewport Configuration(параметры окна проекции). Встроенное освещение автоматически выключается при создании источника освещения. Два встроенных источника сохраняются в составе сцены командой менюViews/Add Default Lights to Scene(виды/добавить освещение по умолчанию в сцену) и ответить утвердительно на запрос дополнительного окна. После этого источники появляются в составе сцены и их можно настраивать.

Следует настроить подсветку, которая обеспечивает равномерное освещение всех объектов рассеянным светом, создавая общий световой фон сцены. Для настройки параметров подсветки следует выбрать команду менюRendering/Environment(визуализация/окружение) и выбрать ее цвет (Ambient) в окнеEnvironment. По умолчанию подсветка отсутствует – цвет поля черный. Кроме того, в этом окне можно подкрасить все источники сцены (Tint) и изменить их уровень яркости (Level).

Редактор предлагает ряд стандартных (Standard) и фотометрических источников (Photometric) источников света.

Для создания стандартного осветителя следует щелкнуть по кнопке Lights(источники света) командной панелиCreateи выбрать тип осветителяStandard. В свиткеObject Type(тип объекта) имеются кнопки –Target/Free Spot(нацеленный/свободный прожектор),Target/Free Direct(нацеленный/свободный направленный) иOmni(всенаправленный). От всенаправленных свет распространяется одинаково во все стороны, направленные позволяют имитировать освещение пучком параллельных лучей (например, свет солнца)

♣ Всенаправленный(Omni) источник создается щелчком в точке его положения в любом окне проекции. Удерживая кнопку мыши, можно перемещать источник.

♣ При создании свободного направленногоосветителя илисвободного прожекторанаправление лучей света устанавливается перпендикулярно плоскости окна проекции от наблюдателя. Направленный источник имеет вид цилиндра или параллелепипеда со значком в виде стрелки, указывающей направление лучей, а прожектор имеет вид конуса или пирамиды.

♣ Для создания нацеленного направленногоосветителя илинацеленного прожектораследует выбрать тип источника, щелкнуть в окне проекции и, не отпуская кнопку мыши, перетащить курсор в точку положения мишени.

После настройки положения осветителя при помощи трансформаций его параметры следует искать на командной панели Modify.

Свиток General Parameters(общие параметры) имеет одинаковый вид для всех типов источников. Раскрывающийся списокLight Type(тип источника) позволяет изменить тип источника, включить его (On), заставить освещенные объекты отбрасывать тень (Shadows) и выбрать вариант расчета теней. ФлажкомTargeted(нацеленный) можно превратить свободный прожектор в нацеленный, рядом указано расстояние до среза конуса лучей. ФлажокUse Global Settings(применить глобальные настройки) делает параметры источника равными параметрам тех источников, у которых этот флажок установлен.

Кнопка Excludeвызывает окноExclude/Include(исключить/включить). Для отключения освещения объекта (переключатель в верхней части окна в положенииExclude) объект в левой части окна выделяется и щелчком по кнопке со стрелкой перемещается в правую часть. Над правым окном указывают исключаемый фактор – освещение (Illumination), отбрасывание теней (Shadow Casting) или то и другое (Both).

В свитке Intensity/Color/Attenuation(интенсивность/цвет/затухание) счетчикMultiplier(усилитель) позволяет изменять яркость света, причем указанное в нем значение умножается на значение счетчикаLevelокнаEnvironment, а поле рядом – задать цвет источника. В разделеDecay(спад) спискомType(тип) представлены три варианта – с отсутствием затухания (None), с затуханием пропорционально расстоянию от источника (Inverse) и квадрату расстояния от источника (Square). В полеStartустанавливается граница, от которой начинается затухание, а флажокShow(показать) обеспечивает отображение границы даже при снятии выделения с источника.

Разделы Near/Far Attenuation позволяют настроить затухание света с расстоянием. Следует установить в счетчиках начальную (Start) и конечную (End) границы ближней зоны (Near Attenuation), в пределах которой интенсивность будет возрастать от нуля до постоянной величины, и дальней зоны (Far Attenuation), в пределах которой интенсивность будет спадать до нуля. ФлажкиUseвключают затухание, а флажкиShowобозначают границы зон при снятии выделения с источника.

В разделе Affect Surfaces(влиять на поверхности) свиткаAdvanced Effects(дополнительные параметры) можно задать контраст между областями диффузного цвета и подсветки (Contrast), размытие границы областей диффузного отражения и подсветки (Soften Diff. Edge). ФлажкиDiffuse(диффузное рассеяние) иSpecular(блик) включают или выключают действие источника на компоненты цвета, а флажокAmbient Only(только подсветка) оставляет влияние осветителя только на подсветку объектов.

Все источники света могут работать в режиме проекторов (Projector Map). Файл с картой текстуры выбирается в окне, которое появляется после щелчка по кнопкеNone(никакой) рядом с флажком (Map).

Свитки Directional/Spotlight Parameters(параметры направленного света/прожектора) содержат однотипные элементы управления источниками света. СчетчикHotspot/Beam(яркое пятно/луч) задает угловой размер зоны, на границе которой сила излучения спадает на 50%, а счетчикFalloff/Field(спад/поле) определяет размер зоны, за границей которой световой поток отсутствует. ФлажокShow Cone(показать конус) обеспечивает отображение конусов при невыделенных источниках. ФлажокOvershotзаставляет источник света работать как всенаправленный, но без формирования тени от объектов за пределами светового пучка. Сечение пучка лучей может быть кругом или прямоугольником (Circle/Rectangle). В последнем случае регулируется соотношение сторон прямоугольника (Aspect) или подогнать стороны под пропорции растровой карты (Bitmap Fit).

Свиток Shadow Parameters(параметры тени) служит для настройки параметров теней. Редактор предлагает несколько типов теней, например, с размытыми краями на основе карт теней (Shadow Maps) или сформированные методом трассировки лучей (Ray-Traced Shadows) с резкими границами. Настраиваются цвет (Color) и плотность тени (Density), для тени может быть использована карта текстуры (Map). Установка флажкаLight Affects Shadow Colorцвет осветителя смешивается с цветом тени. В разделеAtmosphere Shadows(тени атмосферы) настраиваются тени от атмосферных эффектов. Генерация теней включается флажкомOn, счетчики задают непрозрачность (Opacity) теней в процентах и степень смешивания цвета эффекта с цветом тени (Color Amount).

Если выбран тип теней Shadow Maps, в свиткеShadow Map Parameters(параметры карты тени) можно указать насколько смещается тень от объекта (Bias), размер вычисляемой редактором карты теней (Size), что влияет на ее точность. Кроме того, можно указать число усреднений карт теней (Sample Range) и назначить флажкомAbsolute Map Biasодинаковое смещение карты для всех объектов сцены.

Площадные тени(Area Shadows) формируются программой с учетом протяженности источников независимо от типа источника. Площадные тени имеют мягкие края, все более размытые по мере удаления от источников. Список базовых настроек предлагает пять вариантов конфигурации точечных источников света, используемых при расчете формы теней. Предусмотрено упорядочение излучателей в плоскую прямоугольную (Rectangle Light) решетку или решетку из концентрических окружностей (Disc Light), а также в кубическую (Box Light) или сферическую (Sphere Light) решетки. В вариантеSimple(Простой) расчет площадных теней не производится, вариант используется при пробных визуализациях с целью экономии времени.

Размеры площадного источника света указываются в разделе Area Light Dimensions(размеры площадного источника).

Флажок 2-Sided Shadows(двусторонние тени) заставляет отбрасывать тени те части сети, которые обращены к источнику света изнанкой.

Далее следует настроить параметры сглаживания (Antialiasing Options).

• Shadow Integrity(целостность тени) – задает число источников; значению «1» соответствует 4 излучателя в пределах решетки, при значении «2» – 5 излучателей, а приN=3 и более –N×Nизлучателей.

• Shadow Quality(качество тени) – задает число излучателей для сглаживания неоднородностей в областях полутеней.

• Sample Spread(расширение выборки) – задает радиус области в пикселах, в пределах которой сглаживаются кромки тени.

• Sample Bias(сдвиг тени) – минимальное расстояние объекта от точки изображения, чтобы он мог отбрасывать на нее тень.

• Jitter Amount(степень раздергивания) – вносит элемент случайности в положение лучей света во избежание образования узоров в пределах тени; рекомендуемое значение 0,25–1,0.

Для обеспечения доступа сразу ко всем осветителям сцены следует выполнить команду Tools/Light Lister(инструменты/список осветителей), что вызывает появление окна с тем же названием. Это окно позволяет настроить некоторые параметры осветителей.

♣ Осветитель Skylight(свет неба), указанный среди стандартных источников света, имитирует накрывающий сцену купол очень большого радиуса, все точки которого являются источниками световых лучей. Положение значка источника в окне проекции значения не имеет.Светнебахорошо передает освещение сцен на открытом воздухе в пасмурный день с мягкими полутенями без бликов. Перед визуализацией следует включить режим расчетаглобальной освещенностиLight Tracer(трассировка света). В этом случае из точек поверхностей объектов строится пучок всенаправленных лучей. Если все они попадают на купол небосвода, точка считается полностью освещенной. Чем меньше лучей достигает воображаемого купола, тем слабее освещена точка поверхности.

Если дополнить освещение от источника Skylightсветом стандартного осветителя, на изображениях получатся блики и тени, причем тени остаются полупрозрачными, что соответствует яркому солнечному дню.