Když dva nejsou totéž, Lumen 2, druhý díl - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

12. února 2009, 00.00 | Lumen je ve své druhé verzi natolik dospělým nástrojem, že bylo nutné jeho popis rozdělit do dvou separátních dílů. V prvním jsme si popsali základní vlastnosti objektu Lumen a dospěli jsme až k jeho „efektorům“, tedy nastavením ovlivňujícím jednotlivé vlastnosti klonů. Dnes si tyto parametry podrobně prozkoumáme a navíc se skutečně důkladně podíváme na systém objektu SkyDome.

Je to a není, funguje stejně – „efektory“

Vše si předvedeme na jednoduchém příkladu. Máme elementární model polygonového objektu, který má v zachovaném výběru vybrané nějaké hrany. Na těchto hranách jsou způsobem popsaným v předešlém díle rozmístěné instance primitiva válce a to tak, že tyto válce jsou rozmístěné podél těchto hran.

A aktivujeme si například parametr pro ovládání velikosti Scale. Vytvoří se nová záložka a v ní můžeme mimo jiné definovat velikost globálně a nebo případně nezávisle v každé osy s tím, že vždy jsou k dispozici parametry pro „rozsah náhodnosti“.

Podle čeho jsou instance upravovány? Odpověď je relativně jednoduchá, podle shaderů, otázku je, kterých. V tomto smyslu máme k dispozici 4 základní modely – režimy. Zdrojem úpravy instancí může být „inline shader“, tedy shader vnitřní daného objektu Lumen, který je nějakým způsobem promítán. Využívat přitom různé typy geometrických projekcí a také UV projekci, v tomto případě vztaženou na UV zdrojového objektu. Mimo to můžeme řídit rozmístění podle materiálu zdrojového objektu a dat v nějakém definovaném kanálu (Source object), podle specifické vlastnosti textura s tím, že opět je definován kanál, který se má analyzovat a nakonec je zde možnost „Materiál“, ve které se do pluginu přímo odkáže příslušný materiál nastaví se mu projekce a následně také kanál, který se má analyzovat. Možnosti jsou opravdu široké a ve valné míře připomínají kombinaci efektorů „Shader“ a „Krok“ modulu MoGraph.

Popsali jsme si tedy systém práce s nastavením „vnitřních efektorů“ objektu Lumen. Jsou zde ale nějaké odlišnosti mezi jednotlivými typy ovlivňovaných dat? V zásadě ne, první parametry v pořadí se týkají zejména světel. Tedy míníme tím parametry Color, Intensity, Shadow Color a Shadow density, a jsou tak o něco chudší, než parametry typu PSR, které jsme si právě oddemonstrovali. Co je vynikajícím způsobem zpracované je systém Target „efektoru“. Ten je opět velmi podobný svým přístupem MoGraphu a umožňuje nám zacílit objekty na jiný cílový objekt s tím, že tyto objekty jsou v intenzitě ovlivnění opět řízené shadery a jejich projekcemi. Nezmínili jsme ještě poslední dva typy „efektorů“ a to čas (Time) umožňující úpravu animace a také viditelnost Visibility, která nastavením prahu (kupříkladu jasu) definuje aktivaci klonů. Lze tak řídit hustotu instancí pomocí textury, což je velmi zajímavý efekt použitelný v mnoha případných aplikacích (kameny na cestě, například).

Skydome

Přečtěme si podrobně to, co jsme právě napsali o systému dynamických úprav objektu Lumen. Když se nad tím zamyslíme musíme dojít k závěru, že popsaný systém je vynikajícím způsobem připravený proto, aby mohl generovat „pseudoHDRi“ osvětlení a to dynamicky. Barvu instancí světel rozmístěných po kouli (ikosahedronové) upravit podle textury jde, to je zřejmé. Stejně tak můžeme upravit jas, obé je řízeno texturou. Dalším potenciálními daty, které nám do této úvahy vstupují, jsou nastavení prahu viditelnosti objektů. A opět, i to jsme si popsali. Představme si situaci, kdy na ikosohedronové kouli jsou emitovaná světla, koule má nějaký HDRi materiál a systém dokáže zanalyzovat jas tohoto materiálu v místě umístění každého jednoho světla. Pak stačí jen nastavit práh, tedy limitní hodnotu v procentech, kdy se objekt vytvoří a kdy ne – hovoříme tak o viditelnosti objektu.

A ještě jeden parametr nám zde vstupuje do úvahy. Pamatujete, že jsme hovořili o možnosti omezit výskyt klonů, aby vznikaly až od nějaké hodnoty v jistém definovaném směru? Doufám že ano, a nyní si představme tuto situaci v případě generování světelného dómu. Zde se takové chování hodí, alespoň ve vertikálním směru, ještě více...

Vše co jsme si popsali , co jsme řekli, je pravda. A také to zpracovává jeden jediný objekt, který se navíc chová jako objekt oblohy, objekt Skydome. Pojďme se tedy na něj podívat.

Parametry a nastavení objektu SkyDome

Na rozdíl od objektu Lumen nepotřebuje SkyDome žádná další data. Má vše v jednom, je tedy objektem – koulí oblohy (ikosahedronovou) i světly, které generuje. Jediný objekt, který by možná mohl být zapotřebí je objekt slunce, který je zpracován jen jednoduše...

Nastavení je rozdělené na stránky Objekt, Sun, Details a Shadows. Parametry Shadows jsou stejnými parametry, které najdeme při nastavení kteréhokoliv světla. Nemá tedy smyslu se jimi hlouběji zabývat. Stejně tak parametry detailů Details jsou nám známy, jedná se o nastavení vnitřního a vnějšího úhlu kuželových světel, kontrastu a případně také úpravy sytosti (v tomto smyslu se jedná o parametr, který analyzuje barvu v bodě světla a upravuje sytost této barvě) a nakonec také základní nastavení kontrastu a toho, zda je světlo viditelné, emituje odlesk a podobně. Tedy opět, až na sytost, se jedná o známé parametry z nastavení světel. Majoritní a pro nás neznámé tak zůstávají záložky Objekt a Sun, které si probereme podrobněji.

Záložka Objekt vychází z toho všeho, co jsme si výše popsali. Definujeme zde poloměr koule oblohy a také hustotu ikosahedronové koule, na jejíž bodech se emitují jednotlivá světla. Tuto hustotu definujeme pomocí posuvnému s procenty. Následuje parametr horizontu, tedy limitní roviny, pod kterou již nevznikají žádné instance. I to jsme si již vysvětlili v minulém díle.

Další parametry se týkají již světel. Prvním z nich se menu, které definuje kanál ze kterého je analyzována barva světel, druhým se volí typ generovaného světla (všesměrové omni a kuželové spot). Následující parametr je poněkud zvláštní.

Světla si z mapy oblohy (aplikované přímo na objektu Skydome) přebírají (ve výchozím stavu) jen hodnotu barvy a nikoliv jasu, ten zůstává stále stejný. Intenzita světla je tak snížena jen tím, že se snižují hodnoty všech tří složek barvy RGB. Pomocí parametru Set intensity můžeme definovat, zda chceme a nebo nechceme mimo jiné také řídit jas instancovaných světel a to jako samostatný parametr, nikoliv jas celkové barvy RGB. K dispozici tak máme volbu pro vypnutí vlivu jasu (Disabled), přičemž v takovém případě je jas vždy 100 a upravena je jen barva, hodnotu „Tu Value“, tedy k hodnotě, přičemž můžeme upravovat hodnotu jasu pro všechny instanční světla najednou, vlastně se jedná o hodnotu „Disabled“ s multiplikátorem jasu a nakonec je zde volba „From Texture“, která přebírá hodnotu jasu z textury a opět můžeme definovat kanál, který se má při této operaci analyzovat. Mimo to je zde také parametr multiplikátoru.

Za zcela fantastickou a převratnou možnost, která je vskutku výjimečná, považuji parametr „Limit lights“. Jakmile jej aktivujeme, máme k dispozici další posuvník, který je pojmenován Treshold, tedy „práh“. Jedná se o analýzu celkového jasu analyzované textury, světla s hodnotou jasu nižší než hodnota prahu jsou tak skutečně vypnuta a neúčastní se renderingu. Jedná se vskutku o fantastickou vlastnost, protože se tak optimalizuje počet světel, díky čemuž se zrychlí výpočet.

Další záložkou je záložka Sun. Ta obsahuje jen tři parametry, odkaz pro objekt vzdáleného světla, slunce, a pak parametry pro jeho umístění. Co mi zde trochu chybí (všimněte si, první závažnější výtka!!!) je náhled načtené textury a umístění slunce pomocí vektorového pole, které by bylo v tomto náhledu. Editace polohy by byla podstatně rychlejší. Slunce, které nastavíme do odkazu, je umístěno do povrchu oné virtuální koule oblohy a směřuje do středu tohoto objektu, tedy většinou do středu scény.

Shadery

Mimo speciální objekty nabízí Lumen také některé výjimečné shadery. Ty jsou navržené jak pro využití s Lupenem či Skydomem, tak i pro běžné užití. A některé tyto shadery jsou opět výborné.

Nejdříve bychom je ale měli asi představit. No nestyďte se ukázat, máte ostatně co ukázat. Pěkně za sebou, ať si Vás můžeme prohlédnout. Prvním je Object color, takový šikovný pomocníček, který nám umožňuje variovat barvu instancí podle nastavení Lumenu, následuje naprosto fantastický shader Shadow, shader kompoziční, který generuje stíny na „průhledné“ virtuální rovině, čímž zásadním způsobem pomáhá s kompozicí scény, Streak, systém přechodů, který C4D v zásadě chybí, protože umožňuje generovat jednak další typy přechodů, ale hlavně generuje přechody „cyklické“ a nakonec tu máme xPoint – generátor světelných ploch, kterým, můžeme řídit v rozmístění a barvu prvků v prostoru, ale nejenom to. Zajímavý výčet, není-liž pravda...

Object color

Object Color je na rozdíl od shaderů zbývajících skutečně dítkem jen a pouze Lumenu a spolupracuje jen s ním. Jeho užití je tedy na Lumen navázané... A jak jej popsat, když nemá vůbec žádné volby? Poměrně snadno a nejlépe na příkladu.

Představme si, že generujeme nějaké instance, které chceme podle nějakého systému obarvit. A není v zásadně podstatné, zda podle nějakého zdrojového objektu a nebo podle zadaného shaderu. Vytvoříme si tedy pro naše instance materiál, který může být poměrně komplexní. Může obsahovat nastavení odrazivosti, odlesku, hrbolatosti a kdoví čeho ještě. V kanále Barva musí být kompoziční shader typu Fůze a nebo Vrstvy a v tomto shaderu můžeme mít další shadery barvy, ale mimo jiné také shader Object color. Náš materiál aplikujeme na instancovaný objekt.

U objektu Lumen poté nastavíme variaci barev a v jejich nastavení zvolíme, čímže chceme instance řídit. V ukázkovém případě jsem volil přechod Streak s tím, že jsem využil UV mateřského zdrojového objektu. A voila, kombinace barev založená na Lumenu je hotova...

Shadow

Asi to všichni, co kdy potřebovali komponovat stíny do prostředí fotografie znají. Ne že by to nešlo, ale ne vždy to bylo zcela jednoduché. I když pravda, je tu stále možnost „zahrnout pozadí“. Přesto se mi velmi líbí možnost následující, kterou lze komponovat stín do scény bez toho, že by v této scéně byl další „pomocný“ objekt, který by měl uvedenou volbu. Jak? Poměrně snadno, stačí si vytvořit objekt na který mají dopadat stíny, vypnout u tohoto objektu všechny kanály a aplikovat do kanálu Alfa uvedený shader Shadow.

A jaká jsou nastavení? Primární je volba pro definování „total shadows“, která má svůj ekvivalent v parametru Průhlednost u stínů světel. Doporučuji ji většinou aktivovat, protože jinak budou stíny příliš nevýrazné. Důležité je také pro vyvážení stínů nastavení násobení krytí. A také je důležité nastavení úrovní, které často pomůže s korektním vyvážením stínů.

Streak

Jak jsme již poznamenali v úvodu, je tento shader vlastně jen přechodem a jeho alternativami. Přesto velmi šikovnými, protože umožňuje snazším způsobem než jaký je možný v C4D generovat opakování přechodů a to jak z pohledu statického, tak animování.

Co zde tedy najdeme? Vlastně skutečně jen přechody, nic jiného. A to přechody jednoduché lineární, kruhový, až po spirálu.

Definovat lze u těchto přechodů samozřejmě barvu, ale zejména počet opakování a také rychlost potenciální animace.

xPoint

Cože tedy vlastně point znamená? Jedná se o shader pracující ve dvou režimech, v UV režimu (2D) a ve 3D režimu. V případě 2D režimu pomocí tohoto systému můžeme vytvářet kruhové plochy (eliptické) a ty pomocí systému vektorového rozmisťovat po ploše UV – tedy nějakého povrchu. xPoint nám sice umožňuje v rámci jednoho shaderu vytvářet jen jeden „bod“, ale to vůbec nevadí, protože můžeme jednotlivé shadery kombinovat pomocí standardních C4D shaderů typu Fůze či Vrstvy...

A jak funguje 3D xPoint? Vlastně velmi podobně jako v případě volumetrických přechodů CINEMY 4D. Definuje se tvar prostoru (válec, koule a nebo lineární) a následně samozřejmě také způsob umístění a prostor umístění (objekt/scéna, vektor polohy).

Závěrem

Chris, musím přiznat, odvedl opravdu vynikající práci. Vlastně vše co plugin obsahuje je opravdu výborné, snad až na nastavení slunce, které je s ohledem na potenciální použití HDRi mapy přeci jen trochu těžkopádné, ale jinak jen samá chvála. A to včetně shaderů, které mi přijdou i samy o sobě velmi užitečné...