Ve standardních atmosférických efektech 3d Max existuje možnost renderovat objemové světlo, kdy paprsky světelného zdroje budou ve scéně viditelné, ale při použití mental ray nastávají problémy při přiřazení tohoto efektu fotometrickým světelným zdrojům a při použití fotometrického expozice efekt nefunguje. V mental ray však lze tohoto efektu dosáhnout pomocí efektu participativních médií, kdy zvolený objem scény není vnímán jako soubor figur ve vakuu, ale s přihlédnutím k rozptylovým charakteristikám výplňového média.
Výhody tohoto přístupu:
- práce s fotometrií, včetně mr Sun, IES Sun light.
- vizualizace ve fotometrické expozici
- Vizualizace nepřímých světelných efektů (GI a kaustika)
- rychlejší výpočet
Malým mínusem efektu je jednoduchá příprava scény.
Lekci lze dokončit počínaje osmou verzí 3d Max a možná i dříve, ale funkce rozhraní a soubory scén jsou navrženy pro 3d Max 2009. Všechny operace jsou prováděny s aktivním vykreslováním mental ray.
Příprava na využití efektu participativního prostředí.
Pro využití efektu participativních prostředí musí být na scéně zdroj světla (jinak proč to všechno děláme) a je nutné oddělit hlasitost scény, kde bude tento efekt pozorován. Při oddělování svazku je nutnou podmínkou přítomnost obrazovky mezi kamerou a vizualizovaným objektem, k obrazovce musí být přiřazen volume shader – Parti Volume (fyzika). Zadní část jeviště je rovněž oddělena screen-kulisou, roli kulisy mohou plnit i jevištní objekty, které jsou umístěny za odděleným objemem. Potřebu kulisy lze pochopit tak, že se na scénu díváte z výřezu kamery – pokud pozadí scény padá do kamery, pak je nezbytná kulisa, pokud pozadí zakrývá objekt scény, pak kulisa, jako pravidlo, není potřeba (pokud není nutné ušetřit čas vykreslování, protože čím větší objem, tím delší je výpočet).
Vizuálně nezbytné prvky scény:
V této scéně je vizualizován fotometrický zdroj světla s efektem dílčích médií. Mezi IC a kameru je instalována obrazovka ve formě pravidelné roviny. Vezměte prosím na vědomí, že normály obrazovky by měly směřovat ke scéně, nikoli ke kameře.
Můžete zobrazit směr normál a v případě potřeby je převrátit převedením obrazovky na síť:
Klikněte pravým tlačítkem na vybraný objekt, převeďte jej na upravitelnou síť:
Dále přejděte do úprav, vyberte všechny polygony obrazovky a aktivujte položku normály zobrazení:
Pokud normály nesměřují ke scéně, je třeba je převrátit – přejděte v rolování dolů a stiskněte klávesu Flip:
Světelný zdroj je od pozadí scény oddělen kulisou (kdybych měl za zdrojem stěnu domu, kulisa by nebyla potřeba).
Materiál obrazovky:
Obrazovce by měl být přiřazen zcela průhledný materiál (aby nekazil vzhled scény). Chcete-li to provést, vyberte materiál “duševní paprsek» a do slotů povrch и Stín (obrazovka by také neměla vrhat stíny) přiřaďte shader – Transmat (fyzika). Tento shader nemá žádné nastavení.
Do slotu Hlasitost shader je přiřazen Parti Volume (fyzika).
Materiál pro obrazovku je připraven.
Zadní materiál stačí ji udělat pouze průhlednou, tedy ve štěrbině povrch и Stín jmenovat Transmat (fyzika), Není potřeba volume shader.
Vzhledem k tomu, že obrazovka nyní bude vždy blokovat pohled z kamery v zobrazovacím okně, způsobí to malé problémy s umístěním objektů scény a nastavením úhlu; pokud takový problém nastane, musí být zobrazení obrazovky provedeno ve tvaru nadrozměrného kontejneru. Chcete-li to provést, klikněte pravým tlačítkem myši na obrazovku a vyberte položku nastavení objektu – “vlastnosti objektu“, aktivovat záložku “obecně“, klikněte na štítek “by Object“a zaškrtněte políčko”Zobrazit jako Box»
Provedeme všechna nastavení, abychom dali hlasitost světelným zdrojům v shaderu Parti Volume (fyzika).
Nastavení Barva rozptylu, dalo by se říci, bude nejoblíbenější, určuje rozptyl světla a upravuje se pro každou scénu a polohu kamery, barva ve slotu funguje jako efekt filtru – čím tmavší barva, tím tmavší scéna. Obvykle se používají možnosti hodnot šedé od 0,5 do 0,01. tento parametr se volí prakticky.
Parametr Zánik – útlum ukazuje absorpci světla atmosférou. Pro simulaci světelných zdrojů ve vzduchu není nutné tento parametr měnit. Minimální hodnota 0,001 je zcela správná. Hodnota 0,002-0,003 se vyplatí při dodatečném vykreslování GI fotonů, vyšší hodnoty jsou vhodné pro simulaci světla ve vodě nebo husté mlhy.
Pojďme si tedy udělat pár renderů a upravit parametr Scatter color.
Výsledek scény ve výše uvedeném diagramu:
Vlevo je vizualizace fotometrického zdroje světla studené bílé barvy (6000k), vpravo teplého (4000k)
A vizualizace IC s přiřazenou IES kartou:
Další v nastavení shaderu jsou parametry rozptylového znaku – r, g1, g2.
V kontextu tématu lekce a vizualizace objemového světla nelze tyto parametry upravovat a můžete použít výchozí nebo použít několik připravených možností:
Difúze podle Rayleigha: R = 0,5 G1 = – 0,46 G2 = 0,46 poskytuje nejrovnoměrnější disperzní charakteristiku čistých plynných atmosfér.
Difúze Mi, mlha: R = 0,12 G1 = – 0,50 G2 = 0,70 – disperzní charakteristika atmosfér obsahujících suspenzi malých kapek vody – mlha
Difúze Mi, tmavý: R = 0,19 G1 = -0,65 G2 = 0,91 – rozptyl pro hustou mlhu nebo zakouřená prostředí
Pro ty, kteří chtějí cvičit sami, popíšu účel těchto parametrů podrobněji:
Pokud považujeme atmosféru (objem, ve kterém se světlo šíří) za pole částic (molekuly plynu, kapky vody, částice kouře), pak paprsek světla procházející tímto polem interaguje s těmito částicemi a podle toho se mění povaha rozptylu světla. . Rozptyl je v tomto případě popsán Henyi-Greensteinovou a Schlickovou fázovou funkcí. Kde parametr g je množství rozptylu do polokoule kolem bodu světla. V našem případě je uvažován rozptyl v obou hemisférách, proto jsou použity dva parametry g1 a g2. Záporné hodnoty parametru označují zpětný rozptyl (interní), kladné hodnoty označují dopředný rozptyl (externí)
Parametr r ukazuje stupeň smíchání g1 a g2 – když r = 0 je použit pouze g2, když r = 1 je použit pouze g1
Henyi-Greenstein (XG) fázová funkce:
P(j) = 1 – g 2 / ( 4p x ( 1 + g 2 – 2g x cos j) 1.5)
Vztahy pro dvě hemisféry:
HG(g1) + (1 – r ) x HG(g2)
Hodnoty parametrů r, g1, g2 být od 0 do 1, Špatně nastavené parametry (nadhodnocené, nevyvážené) vedou ke vzniku artefaktů nebo nefunkčnímu efektu.
Další parametr Nejednotné – hodnota nad nulou aktivuje nehomogenity v oblasti šíření světla: hodnota od 0 do 1 aktivuje stupeň nehomogenity, hodnota nad 1 zvyšuje efekt záře (hodnoty od 1 a výše nejsou zdokumentovány)
Parametr Výška omezuje efekt na určitou výšku scény, a aby tento parametr fungoval, musíte přepnout režim na jedničku, s režimem = 0 se výška nebere v úvahu.
Další nastavení kvality Minimální a maximální délka kroku – maximální a minimální krok vzorkování pro výpočet účinku. Moje rada je tyto parametry ihned upravit, jinak při renderování scény 20-30 metrů hluboké s výchozím nastavením nepočkáte na konec vykreslování. S takovou hloubkou lze dosáhnout normálního výsledku s Min = 0,03 a Max = 0,3, větší hodnoty lze použít pro předběžné vykreslení. Význam Vzdálenost světla určuje, v jaké vzdálenosti od zdroje světla funguje minimální nebo maximální vzorkování.
Přepínač Světla umožňuje povolit účtování pouze pro světelné zdroje uvedené ve spodním okně a ostatní ignorovat. Když je parametr neaktivní, berou se v úvahu všechny zdroje scény.
Příklady efektu participativního prostředí pro vizualizaci přímého světla na scénách:
V obou případech se používá fotometrické světlo.
Vizualizace nepřímého osvětlení
Pomocí částečného mediálního efektu lze zviditelnit nejen přímé světlo, ale také zviditelnit efekt globálního osvětlení a kaustiky.
Ve výše uvedeném příkladu tři směrové světelné zdroje simulují tři generátory určitých energetických paprsků, které se mohou odrazit od zrcadlových povrchů, vizuálně vidíme při práci žíravý efekt. Pojďme zjistit, jak to udělat.
Vše, co je potřeba ke zviditelnění žíravých a GI fotonů, je přítomnost emitoru, který bude generovat „označené“ fotony do scény, a samozřejmě organizace scény, jak bylo popsáno na samém začátku článku.
V mém případě je emitorem žíravých fotonů čočka instalovaná v dráze paprsku směrového zdroje světla:
Emitor by ve většině případů neměl mít objem. , výjimkou jsou možnosti, kdy se na organizaci scény podílí samotný zářič a nemá pouze pomocný charakter.
Podívejme se na univerzální možnost uspořádání scény pro vizualizaci přímého a nepřímého osvětlení současně:
Pro jednoduchost vytvoříme pokojíček s kovovou podlahou a na zeď, která svítí na podlahu, připevníme imitaci baterky.
Nahraďme jednu stěnu místnosti rovinnou zástěnou (jak bylo popsáno na začátku lekce) a dáme jí materiál, který byl přiřazen výše pro scény s přímým světlem.
Otvor, ze kterého bude vycházet světlo z naší baterky, uzavřeme rovinou (normální roviny směřují ke zdroji světla):
A nastavíme materiál letadla:
Přidělování materiálu duševní paprsek, povrchové a stínové sloty (povrch и Stín) shader Transmat (fyzika) – to znamená, že rovina by měla být průhledná a nevrhat stín.
Slot Foton – přiřadit shader Transmat Photon (fyzika) – to znamená, že rovina musí být průhledná pro fotony ze zdroje světla.
Slot Photon Volume – shader Patri Volume Photon (fyzika), Toto je generování objemových fotonů, při vykreslování tak nějak označíme všechny fotony světelného zdroje pro jejich zobrazení:
Nastavení shaderu Patri Volume Photon (fyzika), podobný Patri Volume (fyzika), pouze efekt se nebude týkat šíření světla v atmosféře scény, ale pouze šíření objemových fotonů. K tomuto shaderu byla přidána možnost Minimální úroveň, který nastavuje počet lomů a odrazů, po kterých již nebudou fotony vizualizovány, při hodnotě parametru nule bude efekt existovat podle obecného nastavení životnosti fotonů.
Nyní vlastnosti samotného letadla:
Klepnutím pravým tlačítkem myši s vybranou rovinou emitoru přejděte na její vlastnosti a klepněte na záložku duševní paprsek. Zkontrolujte, zda je letadlo zapojeno do generování kaustiky (ve výchozím nastavení zakázáno) a globálního osvětlení:
Dále přejděte na záložku obecně a vypněte generování stínů z letadla. Pokud tuto polohu nezakážete, bude letadlo odříznuto od přímého světla, účel průhledného materiálu nestačí:
S vysílací rovinou jsme skončili.
Zbývá jen malé doladění scény – nezapomeňte na podlahu, která bude odrážet světlo, přidejte do výpočtu žíraviny (v nastavení objektu, stejně jako u letadla, zaškrtněte políčko Generate Caustics). A samozřejmě umožňujeme výpočet kaustiky při renderování: stiskněte „F10“ a povolte samotný výpočet
Efekt Global Illumination bude vizualizován stejným způsobem, stačí aktivovat možnost GI v nastavení renderu:
A v atmosféře jeviště se objeví hromada světelných koulí.
Chcete-li v tomto případě poskytnout přijatelnější výsledek, musíte upravit velikost objemu fotonu:
Stiskněte „F10“ a najděte sekci Hlasitost:
Maximální poloměr vzorkování – toto je velikost místa sběru fotonů a čím vyšší je množství pro počítání fotonů na tomto místě (čím větší, tím lepší výpočet). Velikost stránky by měla být nastavena na základě velikosti scény, ideálně čím menší, tím lepší, ale jak se velikost stránky zmenšuje, musíme zvyšovat počet samotných fotonů. Počet fotonů a hloubka trasování se nastavují ve stejném rolování – přejděte níže:
Pole pro počet kaustických fotonů a globální osvětlení jsou zvýrazněna žlutě,
Zelená barva – hloubka trasování, tedy počet odrazů (Odraz) a refrakce (Lomy), po které fotony zmizí a hodnota Max. Hloubka nastavuje celkový maximální počet lomů a odrazů, po kterých se fotony v každém případě ztratí.
Je nutné pamatovat na to, že zde jsou nastavení nastavena pro všechny světelné zdroje a pokud je jich na scéně velké množství a potřebujete zvýšit fotony na jednom, lze to provést v nastavení světelného zdroje:
Moucha je v tom, že při vizualizaci GI efektu na scéně v měřítku několika metrů čtverečních by velikost oblasti sběru fotonů měla být milimetr a počet GI fotonů by měl být měřen v několika milionech, což je problematické. stroje s 32bitovým systémem kvůli nedostatku paměti RAM.
Poněkud snazší je zobrazit žíravý efekt, v tomto případě se fotony shromažďují ve svazcích a pro jejich pozorování není potřeba počet výrazně zvyšovat.
Poznámka:
Při zobrazení efektu v podobě různých laserových paprsků a podobně parametr Decay na konkrétním zdroji Je žádoucí jej snížit, aby fotony se vzdáleností ztrácely méně energie.
Někdy je vhodné okamžitě přijímat fotony nepřímého osvětlení ze světelného zdroje (v případech s paprsky), pak v materiálu emitoru místo průhledného shaderu pro fotony musíte nainstalovat shader, který generuje fotony:
Zde je třeba poznamenat, že v případech, kdy jsou na dráze kaustických fotonů instalovány geometrické, průhledné (průsvitné) objekty a nemáme za cíl vychylovat paprsek podle kof. refrakce, pak nainstalujte tento konferenční stolek. na shaderu se nemůže rovnat 1, v tomto případě nebude fungovat žíravina, IOR musí být vždy větší než 1.
Před renderováním scény s velkým počtem fotonů si nezapomeňte scénu uložit :-). stát se může cokoliv – pokud není dostatek paměti, render spadne spolu s Maxem a není pravda, že bude návrat.
Chcete-li vykreslit nepřímé osvětlení, parametr Zánik shader Patri Volume Photon (fyzika), by měla být zvýšena o několik řádů.
To se zdá být pro simulaci objemového světla vše, i když je to samozřejmě jedna z malých možností využití efektu dílčích prostředí, protože objemem zohledňovaným při vizualizaci můžete naplnit nejen scénu, ale i jednotlivé objemové objekty pro simulaci např. mraků (obdoba atmosférických nádob), pro simulaci kapalin.
