3ds max: Renderujeme s VRay Free - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

31. ledna 2005, 00.00 | V dnešním tutoriálu si na jednoduchém příkladu popíšeme
plugin VRay Free. Návod je určen mírně pokročilým uživatelům, kteří
si chtějí vyzkoušet práci s GI renderem.

Úvod

Plugin VRay Free je volná verze plnohodnotného VRaye. Zdarma si jej můžete stáhnout na adrese www.vrayrender.com/demo, kde se stačí zaregistrovat a e-mailem vám přijdou údaje pro login do download sekce. VRay Free se stáhne jako ZIP archiv o velikosti zhruba 1,32 MB obsahující instalátor. Po stažení a rozbalení zip souboru stačí plugin jen nainstalovat, není třeba ručně kopírovat žádné soubory. Narozdíl od svého plnohodnotného bratříčka přidá VRay Free do maxe "jen" vlastní renderer, typ stínů VRayShadow a jednu mapu, ale i tak s ním jdou dělat divy. Návod je psaný pro verzi 1.09.03n pro 3ds max 6.

Mezi další Free GI renderery patří volná verze konkurenčního systému s názvem Brazil Rio, jeho největší minus ale spočívá v omezení výstupního rozlišení na 512x384 bodů, což jej dělá prakticky nepoužitelným. No a pak samozřejmě MentalRay, který je od verze 6 součástí 3ds max.

Začínáme

Nejdříve připravíte jednoduchou scénu, na které si budeme VRay Free představovat. V Top pohledu vytvořte Box o rozměrech zhruba 5x5x-0,2 metry. Na horní hraně podlahy v Top pohledu vytvořte Box představující zeď. Dále vytvořte Teapot a umístěte jej na podlahu někam mezi střed a pravý dolní roh. Potom ji zkopírujte a přesuňte mírně doleva a nahoru, těsně ke zdi. Podlaze přiřaďte jednobarevný modrý materiál, zdi zelený a první konvi červený se zatrženým 2-Sided, protože mezi víkem a tělem je ošklivá mezera, kterou je vidět dovnitř. Druhé konvi přiřaďte podobný materiál, ale žlutý. Vytvořte světlo Omni a v Top pohledu jej umístěte k dolní hraně podlahy, mírně nalevo od středu. Nakonec přidejte kameru, zabírající konve tak, aby červená překrývala kousek žluté. Rozmístění objektů si můžete prohlédnout na obrázku níže.

Přiřazení rendereru

Ještě než jako aktivní renderer nastavíte VRay, zkuste scénu vyrenderovat standardním Scanlinem, abyste věděli, jak vypadá. Zatím celkem ošklivě... Nyní zvolíte VRay jako aktivní renderer. Otevřete okno Render Scene, najeďte úplně dolů a rozbalte nabídku Assign Renderer. Klikněte na tlačítko se třemi tečkami napravo od nápisu Production: Default Scanline Renderer a v okně Choose Renderer poklikejte na VRay Free. Opět vyrenderujte scénu a nelekněte se. Vypadá téměř na chlup stejně jako za použití Scanline rendereru, ale navíc je jaksi "zubatá". To zpravíme vhodným nastavením Antialiasingu.

Antialiasing

Výběr AA filtru je stejný jako při použití Scanlinu, jeho nastavení najdete v okně Render Scene na záložce Renderer v rozbalovací nabídce Depth of field/Antialiasing filter. Kromě filtru a velikosti je ale potřeba nastavit i kvalitu Antialiasingu v nabídce Image sampler (Antialiasing). Na výběr máte ze tří možností. První, Fixed Rate, dosahuje kvalitních výsledků až při hodnotě Subdivs nastavené na 3 a je značně pomalá. Druhá, Simple two-level, dosahuje při implicitním nastavení slušných výsledků a je podstatně rychlejší. Poslední možnost, Adaptive subdivision, je při implicitním nastavení několikrát rychlejší než ty předchozí při zachování dobré kvality, zvolte tedy tuto.

Nastavení v části System

Možná se budete chtít zbavit otravného okna VRay messages, vyskakujícího při renderingu. To zařídíte odškrtnutím políčka Show window dole v nabídce System v části VRay Log. V rozbalovací nabídce System dále můžete nastavit postup při vykreslování snímku v části Render region division. Čísla v polích X a Y nastavují velikost "čtverečků", po kterých se snímek vykresluje. Přepnutím Region W/H v okně níže na Region Count můžete místo velikosti nastavit celkový počet čtverečků na šířku a výšku. V okně pod nápisem Region Sequence můžete nastavit směr vykreslování seshora dolů, zleva doprava, jako šachovnici nebo do spirály. Zaškrtnutím Reverse sequence pak směr obrátíte. Vyzkoušejte si všechny způsoby, každý se může někdy hodit. Toto je velká výhoda ostatních rendererů oproti Scanlinu, který vždy vykresluje jen zezhora dolů... Konkurenční Brazil Rio navíc umožňuje určit pořadí vykreslovaných čtverečků podle tzv. Priority mapy. Další pomůcka je nastavení v okně Previous render, zvolte třeba Darken, což ztmaví předchozí renderovaný snímek. Opět doporučuji vyzkoušet všechny varianty.

Nepřímé osvětlení

Hlavní výhodou většiny rendererů oproti Scanlinu je použití nepřímého osvětlení, často nazývaného také jako radiosita. 3ds max od verze 5 radiositu obsahuje, jedná se ale o pomalé řešení založené na fyzikálních zákonech vhodné spíše pro architektonické vizualizace a osvětlovací studie. Druhé řešení nepřímého osvětlování v maxovi, LightTracer, se pouze snaží simulovat GI pomocí světla SkyLight. Popisování teorie o nepřímém osvětlení pochopitelně není smyslem tohoto návodu, těm kteří nevědí, snad pomůže tento obrázek. Horní scéna byla renderována VRayem za použití Indirect illumination, ta dolní pak klasickým Scanline rendererem. Obě scény obsahují pouze jedno světlo umístěné v levém horním rohu.

Ještě před samotným aktivováním Indirect illumination zapneme stíny. Vyberte světlo Omni, v panelu Modify zaškrtněte On u Shadows a místo Shadow Map zvolte VRayShadow. Sjeďte dolů a v rozbalovací nabídce VRayShadow params zaškrtněte Area Shadows. Tím rozmažete stín, což je důsledek toho, že žádné světlo ve skutečnosti není bod, ale plocha, ať už sebemenší, například žárovka. Snížením hodnoty Subdivs dosáhnete nárůstu rychlosti renderingu, pro finální výpočet jsou vhodné hodnoty minimálně kolem 20.

Nepřímé osvětlení ve VRay Free zapnete velmi jednoduše, a to zatržením políčka On v rozbalovací nabídce Indirect illumination (GI) v okně Render Scene na záložce Renderer. Vyrenderujte scénu a pokochejte se výsledkem. Celkovou sílu odraženého světla můžete nastavit hodnotami Multiplier u First diffuse bouce a Secondary bounces. Pro výpočet odrazů světla máte tři možnosti. První, Direct Computation, je výpočetně náročná a pomalá. Druhá, defaultní, Irradiance map, dosahuje stejně dobrých výsledků při mnohem vyšší rychlosti. Před samotným vykreslováním snímku předpočítá (Prepass) nepřímé osvětlení, implicitně třemi průchody. Počet passů a kvalita se vybírá z přednastavených možností v okně Irradiance map presets, pro většinu vizualizací postačí defaultní Medium. Hodnoty HSph. subdivs a Interp. samples nastavují rozdělení meshe při počítání Irradiance mapy, pro většinu renderů postačí implicitní nastavení.

Kromě Omni světla je scéna globálně nasvícena také barvou pozadí (GI, Global illumination). Při černém pozadí je efekt nulový, světlejší barvy rovnoměrně nasvětlují celou scénu, jako světlo SkyLight při použití LightTraceru. Pokud chcete scénu nasvítit jinou barvou či mapou, než máte nastavené pozadí ve scéně, stačí u VRaye v rozbalovací nabídce Environment zaškrtnout Override MAX's v části GI Environment (skylight) a požadovanou barvu či mapu nastavit tam. V tomto případě doporučuji nastavit barvu pozadí na tmavě šedou, RGB: 50, 50, 50.

Hloubka ostrosti

Poslední funkce VRaye, kterou si představíme, je hloubka ostrosti. V 3ds max lze DoF simulovat dvěma způsoby, jako Multi-Pass Camera Effect nebo jako Render Effect. VRay Free obsahuje svůj vlastní způsob výpočtu DoF, kvalitnější než první dva zmiňované. Nejprve vyberte kameru a nastavte Target Distance tak, aby sahal přesně na druhou konvici. Pak u VRaye v rozbalovací nabídce Depth of field/Antialiasing filter zaškrtněte On v části Depth of field a zaškrtněte get from camera, aby ostřil na vzdálenost Target Distance nastavenou u kamery. Shutter size určuje sílu efektu DoF, nastavte třeba na 2, Subdivs pak jeho kvalitu, pro první zkušební render nastavte třeba 3.

Urychlení renderingu

Na závěr zde uvádím přehled nastavení, která mohou urychlit výpočet pro potřeby testovacích renderů:

• snížení Subdivs v nabídce VRayShadow params u světel na panelu Modify
• snížení hodnot HSph. subdivs a Interp. samples u nastavení Irradiance mapy v nabídce Indirect illumination (GI) v okně Render Scene na záložce Renderer
• zvolení předvolby Low nebo Very Low u Irradiance Map presets
• snížení hodnoty Subdivs v nabídce Depth of field/Antialiasing filter při použití hloubky ostrosti

Závěr

Toť vše. Doufám, že vám tento návod pomohl při prvních pokusech s VRayem Free. Na jednoduchém příkladu s jednobarevnými Boxy a konvicemi jste možná nepoznali všechnu jeho sílu, proto zkuste objektům přiřadit nějaké hezčí materiály.

Obě ukázkové scény (i se zakostěným modelem a texturami HellKnighta :-)...) si můžete stáhnout zde, zakomprimováno WinRARem 3.40, 250kB.