3ds max: Skalnatý přírodní povrch - animace, 3.díl - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

Navigace:  » Úvodní stránka  » Rubriky  » 3D grafika  

16. listopadu 2004, 00.00 | V tomto návodu se podíváme na animaci materiálů ze scény modelovaných hor. Zaměříme se na zajímavé techniky animace vody a mraků včetně pokročilého nastavení Advanced Transparency u Raytrace materiálu.

V tomto návodu se opět zaměříme na naší scénu hor, kterou jsme si připravili v předchozích dvou návodech (musíte mít nainstalovaný plugin SimbiontMAX). Dále budeme vycházet ze souboru hory-animace-start.zip, který je totožný s dokončenou scénu minulého návodu, je zde pouze přidán jednoduchý model stavby zasazené do hor a odstraněna všechna světla. A co si v tomto návodu vysvětlíme?

• Nastavíme světla a zmíníme alternativní způsoby osvětlení scény.
• Podíváme se na možnosti pokročilé průhlednosti u materiálu Raytrace.
• Zanimujeme materiál vody a pohybu mraků.

Návod je určen opět zejména začátečníkům, pro pokročilé uživatele však stojí za zmínku popis parametrů Advanced Transparency u materiálu Raytrace. Na následujícím obrázku vidíte výchozí situaci.

Voda je nevýrazná, hory tmavé a scéna se zdá být velmi "plochá". Než nastavíme světla, řekneme si jaké máte možnosti osvětlení v 3ds max. Pokud chcete dosáhnout fyzikálně realistického osvětlení (např. vizualizace), pak používejte fotometrická světla, nejlépe systém Daylight (Create > Systems > Daylight System). Zde máte také možnost nastavení času a polohy Slunce. Pokud renderujeme v režimu Scanline (nikoli mental ray), což je náš případ, měli byste použít například Light Tracer nebo Radiozitu (Rendering > Advanced Lighting). Bližší vysvětlení přesahuje rámec tohoto návodu. Zmíním jen, že využití těchto systémů klade mnohem větší nároky na výpočetní systém a pro nás bude dále prioritní doba odezvy systému.

• Vytvoříme dále tři světla. 1/ Skylight, 2/ Přímé světlo a 3/ Omni světlo. Přepněte se tedy do horního pohledu a nad scénou vytvořte z nabídky příkazového panelu Create > Lights > menu Standard Lights > Skylight, jak ukazuje následující obrázek. Toto světlo napodobuje všudypřítomné denní světlo. Vzdálenost ikony tohoto světla od modelu nemá vliv na osvětlení. Pro snadnou navigaci ve scéně jej však posuňte v čelním pohledu nahoru, abyste ikonu jednoduše mohli vybrat. Můžete skrýt geosféru (nebe), abyste viděli pouze model hor.

 

• Přepněte se do perspektivního pohledu, odkryjte geosféru (pokud jste ji skryli) a scénu vyrenderujte klávesami Shift+Q. Výsledek je stále příliš nepřesvědčivý, stavba je bez stínů, jak ukazuje další obrázek nahoře.V porovnání s prvním obrázkem hor bez žádného světla je však scéna osvětlena rovnoměrněji bez očividných přechodů mezi světlem a stínem. My však stíny u tohoto světla necháme vypnuté. Pro názornost vidíte na dalším obrázku dole světlo Skylight se zapnutým řešením Light Tracer (pokročilé světelné řešení, které se doporučuje používat se světlem Skylight). Scéna dole je značně ovlivněna barvou nebeské klenby (modrý odstín), jde o světlo šířené a rozptýlené skrze nebe.

• Na dalším obrázku vidíte nastavení světla Skylight (vpravo) a nastavení pokročilého světelného řešení Light Tracer (vlevo). Vysvětlíme si tedy jen základní parametry (cílem tohoto návodu není popsat vyčerpávajícím způsobem pokročilé světelné řešení).
      - Global Multiplier - násobí celkovou úroveň šíření světla scénou (jde o multiplikátor).
      - Object Multiplier - násobí celkovou úroveň odraženého světla mezi objekty ve scéně.
      - Bounces - počet odrazů světelných paprsků. Čím větší je tato hodnota, tím delší je render, tím přesnější, světlejší a kvalitnější snímek dostanete.

• Dále budeme pracovat bez pokročilého osvětlení Light Tracer (deaktivujte pole Active nebo ve výsuvném menu vyberte volbu no-lighting plugin) a bez stínů světla Skylight. Stíny nahradíme dalším světlem, které není na výpočet tolik náročné.
• Vytvořte tedy světlo Target Direct z menu Create > Lights > menu Standard Lights > Target Direct (přímé světlo s cílem, které má podobné vlastnosti jako Slunce - koherentní, rovnoběžné paprsky). Umístěte jej v čelním pohledu "Front" podle následujícího obrázku (vlevo vidíte pohled shora, vpravo je čelní pohled). Pak v panelu Modify zapněte u tohoto světla vrhání stínu volbou Cast Shadows.

• Toto přímé světlo vychází za nebeskou klenbou a klenba vrhá stíny. To ale zakážeme. Vypněte vrhání stínu geosféry tak, že ji vyberte, klepněte na ni pr.tl.myši, vyberte Properties a deaktivujte volbu Cast Shadows v části Rendering Control, jak ukazuje následující obrázek.

• Scéna má nyní dva větší problémy. Prvním z nich je "plošně" osvětlení hradu (skupina "stavba") bez stínu, i přestože přímé světlo vrhá globálně stíny, a druhým problémem je radikální změna vzhledu vody. Oba problémy ukazuje následující obrázek.

 

• Vytvoříme tedy další světlo, které bude simulovat Slunce a zároveň bude osvětlovat pouze hrad (skupinu "Stavba"). Celá scéna je už nasvícena uspokojivě, nebudeme ji tedy dalším Omni světlem osvětlovat. Vytvořte tedy nové světlo Omni z menu Create > Lights > Standard Lights > Omni a umístěte jej přibližně podle následujícího obrázku.

• Nyní zahrneme do osvětlení tímto světlem pouze hrad, tedy skupinu "stavba". Vyberte tedy světlo Omni01 a v panelu Modify aktivujte pole Cast Shadows. Dále nastavte intenzitu tohoto světla na 0,5 - to je postačující hodnota. Pak klepněte na tlačítko "Exclude" a zleva doprava přesuňte objekt stavba, jak vidíte na dalším obrázku. Pak nezapomeňte vpravo nahoře zaškrtnout pole Include (zahrnout), čímž do seznamu přidáte pouze hory, které budou Omni světlem ovlivněny. Nastavení vidíte na následujícím obrázku. Potvrďte OK a vyrenderujte scénu. model "stavba" by měl vrhat výraznější stíny.

• V další části přistoupíme k animaci materiálu mraků, opravíme vzhled a zanimujeme materiál vody. Stiskněte klávesu M, čímž otevřete editor materiálů. U Gradientu zanimujeme jednak barvu mraků a některé další parametry. Aktivujte tedy první vzorek s mraky a v menu Maps klepněte na tlačítko Gradient v řádku Diffuse. Ještě před samotnou animací klepněte pr.tl.myši na tlačítko "Play" pro přehrání scény a v dialogu Time Configuration nastavte délku animace na 300 snímků podle následujícího obrázku. Klepněte na Re-scale Time a potvrzením OK vystupte z dialogu.

• Vyberte kameru VNcam a v modifikačním panelu změňte v roletovém menu typ kamery z Free na Target. Nad tímto polem Type zvolte nižší ohniskovou vzdálenost na 28 mm, čímž se zvýší zorné pole FOV (udávané ve stupních). Pak v půdorysném výřezu vyberte cíl kamery a zarovnejte jej dle vašeho uvážení s modelem hradu. Nastavení kamery vidíte na dalším obrázku.

• Nyní máme pohled připraven pro animaci mraků. Zaměříme se na ukázku, kdy se mraky budou pohybovat rychleji a obloha se zamračí, aby byl efekt patrný. Proto zapněte tlačítko Auto Key pro záznam klíčů animace, přesuňte časový posuvník na snímek 300 a v editoru materiálů s vybraným slotem s materiálem mraků na úrovni Gradient proveďte tyto kroky:

-  Do polí U, V Offset zadejte hodnoty 0,01. To představuje základní pohyb mapy po geosféře, čili iluzi pohybu mraků.
-  Změňte barvy vzorků Color #1 a Color #2 na konečnou barvu mraků podle vašeho uvážení. Doporučuji každou z těchto dvou barev jemně zesvětlit, aby obloha ztratila výraznou modř, jak  ukazuje následující obrázek.

-  V části Noise roletky Gradient Parameters změňte hodnotu z 1,2 na 1,25. Tím mraky lehce zvětšíte.
- Konečně parametr Phase změňte z hodnoty 0 na 0,4. Tento parametr určí, jak rychlá má být animace funkce Noise. Vzhledem k tomu, že chceme v době 300 snímků vidět nějaký efekt, hodnotu jsme "přestřelili". Porovnání nastavení parametrů mapy Gradient na snímku 0 a 300 vidíte na dalším obrázku (vlevo snímek 0, vpravo snímek 300).

 

• Vypněte tlačítko Auto Key pro ukončení módu pro záznam animačních klíčů a přehrajte si animaci. Mraky se pohybují po obloze (U/V Offset), mění svou velikost (Size), mají dynamiku (Phase) a mění svou barvu. Je zde problém v tom, že mraky se pohybují nejdříve pomalu, poté zrychlují a nakonec opět zpomalí. Nastavíme rychlost na konstantní. Vyberte geosféru a dole na animační liště vyberte klíč na snímku 300 a klepněte na něj pr.tl.myši a u všech animovaných parametrů (celkem 6) Geosphere01: U Offset, Geosphere01: V Offset,... nastavte typ přechodu podle následujících dvou obrázků. Po celou dobu animace bude pohyb konstantní.

• Nyní opravíme vzhled vody. Otevřete tedy editor materiálů a aktivujte slot s vodou. V roletovém menu Maps klepněte na tlačítko Falloff v řádku Diffuse. Tlačítkem Swap Colors/Maps prohoďte černý vzorek za bílý (nahoře bude bílý, dole černý). Když scénu vyrenderujete voda získá lepší vzhled. Pro porovnání vidíte na dalším obrázku nahoře vodu po a dole před prohozením černého a bílého vzorku mapy Falloff.

• Materiál vody nevypadá špatně, zkusíme ale vytvořit iluzi hluboké řeky, ztmavíme ji. Jděte na úroveň hlavního materiálu Raytrace a změníme základní tři parametry takto:
  - Difúzní barvu (R/G/B=15/35/75) a transparentnost (R/G/B=220/220/220 ) v roletovém menu Raytrace Basic Parameters a dále parametr Density: Color (zapnuto, Start=0, End=150, Amount=10, barva R/G/B=17/33/73) v roletovém menu Extended Parameters. Poslední zmiňovaný parametr kontroluje barvu, která prochází průhledný materiálem. Přidali jsme velmi tmavou, aby se řeka jevila hluboká. Dojde tak k iluzi, že řeka má díky své hloubce takovouto barvu (ve skutečnosti jde však o rovinný objekt). Řeka se jednoduše "zbarví" a vy tak můžete dále ovládat barvu materiálu (kromě základní difúzní barvy Raytrace materiálu). Nakonec zkuste v roletovém menu Maps kanálu Diffuse ubrat vliv Falloff mapy na 75 procent. Výsledné obrázky vidíte níže. Ještě připomeneme, že prostřední obrázek má nastavenu vyšší transparentnost, aby byl jasný břeh. Vytvoří se tak poměrně přesvědčivý dojem. Můžete zkusit měnit barvu spekulárních odlesků, což jsou viditelné odrazy od Slunce na vlnkách.

• Nastavení tohoto materiálu Raytrace vidíte na dalších dvou obrázcích.

 

• Posledním krokem bude animace materiálu vody. Dobrý efekt můžete v tomto případě získat animací parametrů Bump mapy. Přejděte tedy do kanálu Bump a klepněte na mapu Noise, která tvoří jeden ze tří slotů mapy Mix (ještě jednou: materiál vody má v kanálu Bump mapy další mapu, tj. Mix, a v ní ještě další dvě mapy - Cellular, Noise a masku). Zapněte tlačítko Auto Key, přesuňte se na snímek 300 a nastavte zde parametry podle následujícího obrázku (změněné parametry jsou zvýrazněny). Většinu těchto parametrů jsme v textu již popsali, proto jen ilustrativně (změny hodnot na snímku 300 oproti snímku 0 jsou snadno odvoditelné z výše vysvětleného).

                    mapa Noise, snímek 0 - Tiling = opakování vzorku mapy Noise, Blur Offset = rozmlžení ostrosti mapy Noise:

                    mapa Noise, snímek 300:

                    mapa Cellular, snímek 0:

 

                    mapa Cellular, snímek 300:

Druhá část mapy Cellular - Cell Characteristics (viz výše) - nezměněna oproti snímku 0.

• Nakonec proveďte úpravu klíčů tak, jak jsme to provedli u materiálu nebe (změna rychlosti). Po animaci můžete přistoupit k renderování několika (např.50) snímků a když budete spokojeni, nechte si scénu vyrenderovat celou.
  
  Opět zde platí, že experimentováním a zkoušením můžete dosáhnout jiných a zajímavějších efektů než je uvedeno v tomto návodu. Nesčetné množství kombinací hodnot výše popsaných parametrů podává různorodé výsledky. Můžete si také prohlédnout ukázku jedné z variant animace nebo si stáhnout finální zdrojový soubor scény.

 

Pokud budete mít s návodem problémy, pište na .