2. 3ds Max 2008

Рис. 6.16. Окно Network Job Assignment (Назначение сетевого задания)

СОВЕТ

Чтобы компьютеры рабочей группы использовали текстурные карты, находящиеся на одном компьютере, и текстурные карты не надо было бы отправлять вместе с заданием, необходимо

для всех файлов текстур прописать сетевые пути (аналогично указанному выше пути для сохранения кадров визуализации).

Осталось только щелкнуть на кнопке Submit (Подтвердить) – и запустится процесс визуализации. Его можно контролировать при помощи компонента Queue Monitor (Диспетчер очереди).

Общие рекомендации по визуализации видеоизображений

Подводя итоги сказанного в этой главе, хотелось бы отметить, что работа с анимацией представляет определенные трудности не только на стадии моделирования и настройки просчета, но и при последующей визуализации. Обратите внимание на некоторые общие рекомендации по визуализации видеоизображений.

■Прежде всего определитесь с целями и задачами предстоящей работы. Именно они во многом могут повлиять на ход моделирования, степень детализации, разрешение выходного изображения, глубину цвета, поля и т. д. Если вы выполняете заказ, то должны получить у заказчика проекта максимум информации. Может оказаться так, что ваша работа будет, например, частью материала для видеоклипа, который должен совмещать в себе реальное видео

ианимацию. И хорошо еще, если работа над всеми частями клипа ведется параллельно. А если вдруг видеоматериал уже сняли и он должен «вживляться» в анимацию, которую создаете вы? В этом случае вам будет необходимо уже на стадии моделирования учитывать особенности видео, например цветовую гамму, свет, положение камеры и т. д.

■Определитесь с разрешением вывода изображения: для просмотра на мониторе компьютера и на экране телевизора используются совершенно разные форматы. Для монитора свойственны стандартные экранные разрешения, в то время как для показа на телеэкране необходимо учитывать не только размер, но и стандарт видеосигнала.

■Установите форматное соотношение пиксела: для показа на мониторе компьютера это 1, а для стандартов телевидения – 0,9 или 1,06.

■В зависимости от выбранного формата видео задайте значение кадров в секунду (fps). Для стандарта PAL и SECAM это значение равно 25 кадров в секунду, а для NTSC – 30. К видео, предназначенному для просмотра на компьютере, жестких требований нет, но можно рекомендовать 30 кадров в секунду для получения более сглаженного движения.

■При создании анимации для телевидения, скорее всего, понадобится обработка полей. В связи с этим установите порядок полей – нечетное/нижнее (Odd/ Lower) или четное/верхнее (Even/Upper) – в зависимости от требований системы видеомонтажа (порядок следования полей обычно указывает заказчик).

■Используйте функцию проверки видеоцветов. Это требование относится больше к телевизионным форматам, так как телевизоры имеют ограниченные возможности по сравнению с компьютерными мониторами.

■Видео предпочтительнее сохранять с использованием последовательности кадров. Для этого есть несколько причин:

•можно использовать сетевую визуализацию, что существенно ускорит процесс расчетов;

•для кадров будут доступны форматы с возможностью сохранения не только альфа-канала, но и других дополнительных каналов (форматы RLA и RPF). Это может быть существенным при последующей постобработке в специализированных приложениях, например Combustion;

•в отношении последовательности кадров можно быстро выполнить размытие, цветокоррекцию, настройку яркости, контрастности и применить другие эффекты, доступные в программах редактирования растровой графики и постобработки. Например, в программе Photoshop можно создать макропоследовательность (Action (Действие)) и с ее помощью выполнить пакетную обработку всей папки с файлами;

•при изменении части анимации не придется визуализировать анимацию полностью – достаточно будет заменить изменившиеся кадры.

■Для достижения лучшего качества выводите последовательные изображения с помощью сжатия без потерь (форматы BMP, TGA или TIFF). Если нужно экономить дисковое пространство, то воспользуйтесь форматом JPG с очень низким уровнем сжатия.

■Если в дальнейшем объекты анимации будут редактироваться, то возможным решением по сокращению объемов переделок может стать послойное выполнение анимации. В этом случае анимированные объекты визуализируются отдельным слоем с альфа-каналом для последующей сборки в программах постобработки или с использованием модуля Video Post (Видеомонтаж).

■Запустив визуализацию последовательности кадров, убедитесь в том, что кадры формируются правильно. Это можно сделать как с использованием программ для просмотра растровой графики, так и при помощи модуля RAM Player (RAM-проигрыватель) программы 3ds

Max.

Часть 2 Практический курс

Глава 7. Освещение Глава 8. Анимация сцен

Глава 9. Практическое моделирование Глава 10. Текстурирование Глава 11. Визуализация

До сих пор речь шла об интерфейсе программы и методах работы – теперь же вы с головой окунетесь в мир моделирования. Все упражнения, представленные в книге, не зависят друг от друга, поэтому вам не обязательно выполнять их последовательно. Каждое упражнение посвящено определенной теме создания трехмерной графики. Опыт практической работы с приложением показал, что каждый урок рождает новые идеи, которые могут быть в дальнейшем использованы в ваших собственных работах. Все главы сопровождаются файлами упражнений, находящимися на прилагаемом к книге DVD. Там же можно посмотреть и цветные иллюстрации.

Глава 7 Освещение

•Основы освещения в трехмерной графике

•Луч лазера

•Объемный свет

•Использование базовых источников света в интерьере

Правильное освещение значительно усиливает впечатление от простой сцены. Оно не только позволяет лучше передать форму предметов, но и создает общее настроение в сцене. При помощи ярких цветов и обилия света можно получить эффект праздника, а приглушенный свет и затененные предметы создадут ощущение напряженности и тревоги. Свет – это мощный инструмент в руках разработчика трехмерной графики, нужно только уметь правильно им пользоваться. В этой главе вы научитесь правильно ставить свет и строить тени, а также познакомитесь с объемным (видимым) светом.

Основы освещения в трехмерной графике

Правильно установленный свет может значительно улучшить посредственную сцену, и, наоборот, если источники света расставлены произвольным образом, даже хорошо смоделированная сцена покажется «бедной». Грамотное освещение определяет общую атмосферу изображения. При помощи света можно передать настроение, напряженность, радость, тоску, подчеркнуть достоинства и скрыть недостатки, а также сделать многое другое.

Существует несколько вариантов освещения. Наиболее часто встречаются два из них: трехточечное и местное (зонное). Местное применяется для освещения отдельных участков сцены и используется чаще всего в случае, когда сцена большая и ее невозможно эффективно осветить при помощи трехточечного освещения.

Трехточечное освещение является базовым в трехмерном моделировании. В его основе лежат три источника света: ключевой, контурный и заполняющий (иногда можно встретить другие определения).

Ключевой свет является основным. Обычно это самый яркий и освещающий большую часть сцены свет. Кроме того, это тот источник света, благодаря которому предметы в сцене отбрасывают тень.

Контурный свет используется для разделения предметов и фона, что, в свою очередь, определяет глубину пространства. Такой источник света обычно находится позади объектов сцены и по интенсивности слабее ключевого света.

СОВЕТ

Технические приемы и принципы работы с источниками света в трехмерных сценах не отличаются от используемых в фотографии, кино, театре и т. д. При желании больше узнать о типах освещения и их применении вы можете воспользоваться соответствующей литературой.

Освещение часто является фундаментом для цветового моделирования, придающего сцене акцент и глубину. Предметы в сцене не будут выглядеть плоскими, если их прорисовать светотенью, то есть распределить освещенность по форме в зависимости от положения ее различных поверхностей по отношению к источнику света. Чтобы предметы выглядели объемными, на них должны присутствовать свет, блик, полутон, а на самой затененной части поверхности – собственная тень (рис. 7.1). Последняя всегда в той или иной степени подсвечена светом, отраженным от других предметов, так называемым рефлексом. Наконец, предметы отбрасывают от себя на соседние предметы падающую тень, которая обычно бывает темнее

собственной тени. Только при правильном соотношении этих световых фаз можно с предельной правдоподобностью передать объем предмета.

Рис. 7.1. Градации светотени

В природе каждый объемный предмет определенного цвета ограничивается кривыми или плоскими поверхностями, которые при освещении попадают в разные световые и цветовые условия. Лучи света, падая на различные поверхности предметов, освещают их неравномерно, отчего поверхности выглядят различными по тону и цвету. Одни части поверхности получают больше света, другие – меньше. Степень освещенности предмета изменяется прежде всего в зависимости от расстояния до источника света: чем ближе находится источник света, тем сильнее освещение.

Степень освещенности поверхности зависит от угла падения лучей света на поверхность, а также от фактуры и цвета самой поверхности. Гладкая, полированная поверхность лучше отражает свет, чем шероховатая или матовая. Поверхность темного цвета поглощает больше света, чем светлая. На очень темных и на очень светлых поверхностях светотеневые градации видны плохо, так как глаз не способен различать переходы слишком слабых (рис. 7.2) или сильных (рис. 7.3) световых оттенков.

Рис. 7.2. Затемненная поверхность предмета Рис. 7.3. Засвеченная поверхность предмета

Задача разработчика трехмерной графики состоит в том, чтобы найти правильное соотношение световых фаз за счет настроек и расположения источников света в пространстве виртуальной сцены, а также использования ее общей освещенности и создания эффекта глобального освещения.

На предметах со сложным рельефом или орнаментом наиболее ясно детали видны в полутени, в тени их четкость понижена. Собственная тень всегда в той или иной степени подсвечена светом, отраженным от других предметов. Падающая тень не имеет резких разграничений с собственной тенью. Тональности их сближены, контуры основания предмета сливаются с горизонтальной плоскостью. Чем ближе к предмету падающая тень, тем она темнее. Такая закономерность сохраняется на переднем плане. Внутри и на дальнем плане тень высветляется рефлексами от окружения (рис. 7.4).

Рефлексы не только высветляют тени, но также придают им свой цветовой оттенок. Свет, полутень, тень имеют на поверхности предмета определенное местоположение, а блик – нет, так как зависит не только от направления источника света, но и от местоположения камеры (точки в пространстве, с которой мы видим предмет). На предметах с блестящими (глянцевыми) поверхностями блики и рефлексы ярче и определеннее по своим границам, чем на матовых и шероховатых. Форма и цвет их находятся в прямой зависимости от формы и цвета прямого или отраженного источника света.

Рис. 7.4. Падающая тень

Чтобы лучше понять принцип действия источников света, создайте сцену. Используйте для этого простые примитивы Plane (Плоскость) и Teapot (Чайник). Расположите камеру и источники света так, как показано на рис. 7.5 и 7.6.

Рис. 7.5. Вид сцены в окне проекции Top (Cверху)

Рис. 7.6. Вид сцены в окне проекции Front (Спереди)

Рассмотрим более подробно процесс создания сцены, с которой вы будете работать в дальнейшем.

Рис. 7.8. Появилась тень, и положение чайника на плоскости стало более естественным

Теперь чайник не «висит» в воздухе, а стоит на плоскости. Но вместе с тем он стал сливаться с тенью, в результате чего частично пострадало восприятие объема.

Добавим в сцену источник света для контурного освещения. Для этой цели используем еще один Target Spot (Направленный с целью) (на рис. 7.5 и 7.6 он расположен справа от камеры). Естественно, что интенсивность его несколько ниже, чем ключевого источника, так как этот источник света является второстепенным и его основная задача в данном случае – «оторвать» чайник от фона. Чтобы дать общее представление о том, какая интенсивность построенных источников света у меня в сцене, приведу значения параметров Multiplier (Яркость): для контурного источника света – 0,52, для ключевого – 1,3.

Выполните последнюю настройку для данного источника света, сняв флажок Specular (Цвет блеска), который находится в свитке Advanced Effects (Дополнительные эффекты). Для наших целей достаточно, чтобы этот источник света освещал область диффузного отражения, не создавая области зеркального отражения. В реальности это обычно отраженный свет от других предметов, который не имеет большой интенсивности и не способен генерировать яркие блики.

Как только вы добавили этот источник света, объекты приобрели объем, а сцена – пространство (рис. 7.9).

Применим небольшой трюк, который поможет улучшить восприятие предмета и сделать его цвет более естественным. Для этого сделаем источник контурного света цветным, что поможет передать цвет, отраженный от поверхности, на которой стоит чайник. Естественно, применяемый к источнику света цвет должен соответствовать цвету той поверхности, которая будет отражать свет (в нашем случае это плоскость, на которой стоит чайник). Цвет этой поверхности краснокоричневый, значит, именно такой цвет должен присутствовать в свитке Intensity/Color/ Attenuation (Интенсивность/цвет/затухание) (рис. 7.10).

ПРИМЕЧАНИЕ

Для просмотра цветных иллюстраций к упражнению воспользуйтесь прилагаемым к книге

DVD.

Рис. 7.9. Падающая тень

Рис. 7.10. Цвет, добавленный источнику света, придал чайнику более естественную окраску

Общее восприятие картины немного портит то, что на чайнике слишком темная собственная тень. Исправить положение поможет третий источник света – заполняющий. Его назначение – смягчить тени и полутени на предмете. Как и контурный, заполняющий свет не должен быть ярким и не должен создавать на поверхности объектов блики.

В данном случае для построения источника освещения воспользуемся точечным источником света Omni (Всенаправленный). Для этого выполните команду Create ► Lights ► Standard Lights ► Omni (Создание ► Источники света ► Стандартные источники света ► Всенаправленный). Данный источник освещения должен находиться между двумя существующими источниками и быть позади камеры. Как уже говорилось выше, назначение его заключается в том, чтобы равномерно заполнить светом промежуток между самым ярким местом на объекте и его собственной тенью. Как и для контурного, запретите в настройках заполняющего источника света создание области зеркального отражения, сняв флажок Specular (Цвет блеска). После этого можно посмотреть на результаты сделанных настроек (рис. 7.11).

Рис. 7.11. В сцену добавлен заполняющий свет

Правильное расположение теней очень влияет на восприятие сцены зрителем. Управление тенями играет ключевую роль в использовании источников света. С чрезмерным или недостаточным количеством теней сцена не будет выглядеть реалистичной и убедительной.

Отбрасывание теней представляет собой сложный процесс, именно тени добавляют в завершенную сцену реализм. Тени, построенные посредством трассировки лучей, требуют большого количества времени для визуализации, a Shadow Map (Карта теней) в дополнение к используемому времени визуализации – еще и ресурсов памяти. Ограничение падения точечного света только той областью, которая требует теней, сэкономит время визуализации. Уменьшение количества объектов, отбрасывающих тени, при помощи настроек объекта или источника света также сократит расходы ресурсов на визуализацию.

По умолчанию источники света работают с тенью Shadow Map (Тип отбрасываемой тени). Это относительно быстрая для просчета тень, но вместе с тем и наименее точная с точки зрения трассировки лучей и качества. Более правильную с физической точки зрения тень дает Ray Traced Shadows (Трассированная тень), но она так же, как и тень Shadow Map (Тип отбрасываемой тени), не становится светлее по мере удаления от предмета. Появление типа Area Shadows (Площадная тень) решило эту проблему.

В некоторой степени недостатком Shadow Map (Тип отбрасываемой тени) и Area Shadows (Площадная тень) является значительное увеличение времени просчета сцены, особенно если в ней используется несколько источников света с такой тенью, а у Area Shadows (Площадная тень) указано большое значение размытия тени на краях.

До создания таких теней существовали подключаемые модули или сценарии, которые генерировали по кругу дополнительные источники света на небольшом расстоянии друг от друга. Таким образом, тени, создаваемые многими источниками, перекрывались при визуализации и давали размытый контур. Существует более простой и, что самое приятное, легкоуправляемый способ, который, однако, имеет некоторые ограничения. Он заключается в том, чтобы назначить источнику света с отрицательным значением параметра Multiplier (Яркость) созданную пользователем текстурную карту Projector Map (Карта проектора).

Для построения такой карты нужно выделить источник света, который будет отбрасывать тень, и в любом окне проекции (например, в окне Left (Cлева)) выбрать вид из этого источника. Для этого щелкните на названии окна проекции правой кнопкой мыши, в результате чего появится контекстное меню (рис. 7.12), в котором следует выбрать нужный источник света (в моем случае это Spot01), выполнив команду Views ► Spot01 (Вид ► Объект Spot01).

Если вы все сделали правильно, то в окне проекции будет такой вид, как будто мы смотрим из камеры (рис. 7.13).