Osvětlování interiéru pomocí 3Ds Max a Photoshopu - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

14. května 2004, 00.00 | V článku si ukážeme velmi rychlou a efektivní techniku osvětlování scén, která se často používá na osvětlování interiéru. To nejdůležitější je, že nebudeme používat žadné přídavné pluginy.

To, čo si dnes ukážeme bude veľmi rýchla a efektívna technika na osvetľovanie scén, ktorá sa často používa na osvetľovanie interiérov. To najdôležitejšie je, že nebudeme používať žiadne prídavné pluginy a ani Global ilumination render ako Brazil a Final render, a dokonca ani dnes už štandardný max light tracer. Vystačíme si so scanline renderom, Photoshopom a samozrejme tým najdôležitejším – našim rozumom. Poďme na to!

Našim cieľom je tento obrázok:

Skoro až ťažko uveriť, že obyčajný scanline, na ktorý sme už všetci po príchode novodobých „GI kráľov“ zabudli, dokáže zo seba vyžmýkať niečo takéto. A na prilepšenie uvediem, že môj 1,7Gz AMD to mal pod 2 sekundy. Určite si všetci vieme predstaviť že skutočné počítanie GI Brazilom by hravo prekročilo hranice niekoľkých desiatok minút...

Takže poďme krok po kroku – najprv si, samozrejme, musíme vytvoriť nás interiér. Nemusí byť vôbec zložitý, kľudne začneme obyčajným hranolom, do ktorého vnútra vložíme jeho zmenšenú kópiu. Použijeme boolean operáciu a vyrežeme vnútro. Podobným spôsobom spravíme otvory na dvere a okná. Na dlážku, ako symbol 3d grafiky, položíme kanvičku. Kanvička je už síce ošúchaná a svetoznáma, ale spraviť ju v novom lesku má svoje čaro. Čo ešte potrebujeme sú naše digitálne oči – kamera. Upriamime teda náš pohľad na kanvičku tak, aby bolo vidieť dvere aj okno, ale aby nebolo cez dvere vidieť von, a ak áno, tak len kúsok.

Po chvíľke práce by mal náš interiér vyzerať asi nasledovne:

Skôr než začneme s osvetľovaním, nastavme si materiál všetkých objektov na šedú, pretože v odtieňoch sivej sa budú ľahšie sledovať zmeny osvetlenia. Takisto si môžeme do jedného s maxovských okien nastaviť pohľad Active shade, aby sme mali okamžitý prehľad o prevedenej zmene. Farbu pozadia si v menu Enviroment nastavme na čisto bielu.

... sleduj skutočnosť...

Dôležitá vec je sledovať svetlo v scéne. Ale v scéne skutočnej! Nie na obrázku vytvorenom čo by sebelepším 3D grafikom. To, čo príroda rieši v stotinách sekundy, trvá našim programom hodiny - je to nepriame osvetľovanie. Často ho počítame na 5 či 10 odrazov, aby sme dosiahli uspokojujúci výsledok - realite sa približujúce osvetlenie. Ale je to potrebné? Odpoveď je v mnohých prípadoch „NIE“! Pre naše oko a naše vnímanie postačí, že vidí priamy dopad svetla od slnka, alebo iného intenzívneho zdroja svetla a jeho prvý, respektíve aj druhý odraz(1^st and 2^nd bounce). A ten sa dá veľmi ľahko napodobniť. Vhodným umiestnením nového sveteľného zdroja do oblasti kde sa bude prejavovať nepriame osvetľovanie. Samozrejme, tak jednoduché to nie je, ale preto je tu tento článok. Poďme teda osvetľovať.

Začneme ambientným svetlom, ktoré by vzniklo ako dôsledok nepriameho osvetlenia v celej miestnosti. Vytvoríme omni svetlo, ktoré umiestnime približne do stredu miestnosti. V menu advanced options zapneme ambient only a nastavíme hodnotu far attenuation na takú, aby jej hranica presahovala mimo miestnosť, ale nebola zbytočne ďaleko. Ešte musíme svetelný zdroj zoškálovať, aby sa jeho rozloženie intenzity prispôsobilo tvaru miestnosti. To sa prejaví tým, že v rohoch nám začnú vznikať tmavšie oblasti. Farbu svetla môžeme dať na jemnú svetlú krémovú a intenzitu 0,5. To sa však ešte bude meniť po pridávaní ďalších svetiel.

Na strop pridáme ďalšie ambientné svetlo, tento-krát free direct a o niečo tmavšie s rovnakou intenzitou. Potom by náš základ, nazývaný tiež ambient pass mal vyzerať asi takto:

RENDER

VIEWPORT

Ďalším svetlom je slnečné svetlo prechádzajúce cez dvere a okno. V skutočnosti by toto svetlo bolo jediným, ktoré osvetluje scénu. Keďže slnečné svetlo je od nás veľmi vzdialené, jeho lúče sa nám zdajú paralelné. Preto je vhodné reprezentovať ho svetlom typu free direct.

Vytvorme ho teda tak, aby svietilo cez dvere na kanvičku a aj na kúsok steny. Intenzitu nastavme na 2 a farbu svetla na svetlomodrú. Toto svetlo však už bude pôsobiť na difúznu zložku a  vytvárať aj odraz na lesklých povrchoch, preto v advanced effects zaškrtnime položky diffuse a specular. Samozrejme, zapnime vrhanie tieňa. Postačí nám typ shadow map o veľkosti 512 a čiernej farbe. A ešte, aby sme neboli fádni, povedzme, že pravú stenu chceme mať červenú.

RENDER

VIEWPORT

...zapni závity...

Takže už máme aj priame osvetlenie slnečným svetlom. Ostáva nám už len vyriešiť nepriame osvetlenie.

Ako sa prejaví svetlo dopadajúce do scény cez dvere? Jeho lúče sa odrážajú od objektov, na ktoré narazia: osvetľujú rám dvier a okna, odrážajú sa od dlážky do červenej steny, od červenej steny do stropu, na okolité steny, na kanvičku atď. Takto odrážané lúče prispievajú k celkovému osvetleniu scény. Výraznou mierou k osvetleniu prispeje podlaha a červená stena. Osvetlenie sa zvýši v oblasti, kde sa stretne väčšie množstvo odrazených lúčov. Často to býva na pravouhlých spojoch, napríklad miesto na spodnej časti červenej steny, kde svetlo prechádza od podlahy k stene, alebo v rohu pri dverách (pretože nie je od nich až tak vzdialený). To, čo je pre nás podstatné, je, že miestnosť získa nádych červenej, od pravej steny. V ľavej časti okolo dvier bude viac svetla a prejaví sa tam modrý nádych, pretože prichádzajúce svetlo je modré. Naša situácia bude vyzerať nasledovne.

Potrebujeme vytvoriť nádych červenej na pravej strane, modrej vľavo pri dverách a osvetliť rám dvier a okna. Všetko to zvládneme vhodne umiestnenými omni svetlami. Mimo miestnosti, za červenú stenu, umiestnime svetlo červenej farby, ktorého dosah (far attenuation) bude asi do polovice miestnoti. Toto svetlo nebude vrhať tieň, a bude pôsobiť na difúznu zložku. Teraz akoby sa stena stávala zdrojom svetla. Treba trošku experimentovať s hodnotou intenzity a farbou svetla, aby sme sa čo najviac priblížili farbe steny. Podobné, ale o niečo menšie svetlo umiestnime medzi kanvičku a stenu tak, aby osvetlovalo len malé okolie priamo osvetleného pravouhlého spojenia podlahy a steny. Toto svetlo necháme pôsobiť iba na stenu a podlahu a ostatné objekty vylúčime v okne exclude pre nastavenie svetla.

Ďalšie svetlo, simulujúce nepriame osvetlenie, bude modrej farby a bude umiestnené medzi dverami a kanvičkou, bližšie k zadnej stene, tesne nad podlahou.

Ešte potrebujeme osvetliť rámy. Približne do stredu týchto otvorov vložíme dalšie omni svetlá modrej farby, nastavíme far attenuation, aby svetlo veľmi neovplyvňovalo steny a prispôsobíme tvar cez scale. Nakoniec by sme mali mať svetlá rozmiestnené približne takto:

Osvetlenie by už bolo v poriadku, ešte trošku vyleštíme kanvičku.

Pre materiál kanvičky použijeme multi-layer shader, ktorý je vynikajúci na tvorbu kovových materiálov.

Ambient zložku nastavíme na veľmi tmavú farbu, a takisto aj difúznu, ale napríklad v modrom odtieni. Je to v podstate jedno, pretože difúzna farba sa popri ambientnej a odraze v našej scéne prejaví len minimálne.

Dôležité je správne nastavenie specular odrazu, ktorý je vo svojej podstate v 3D tiež len falošný.

Neexistuje žiaden lesk, v skutočnosti všade okolo nás existuje len raytrace odraz.

Prvú vrstvu specular layeru nastavme na matnejší lesk s nižšou intenzitou.

Naopak, druhú s vyššou intenzitou a veľmi ostrú,čo dosiahneme zmenou položky anisotropy, navyše pridajme malú výchylku smeru lesku - zmenou parametru orientation.

Najdôležitejší však bude raytrace odraz okolia na stenách kanvičky. Vytvoríme ho jednoducho pridaním raytrace mapy do mapy reflection a nastavením hodnoty na 80%.

Podobne, ak chceme mať odraz na podlahe, pridajme raytrace mapu aj materiálu podlahy.

Trošku nám stúpol čas potrebný na render, ale obrázok bude vyzerať už omnoho atraktívnejšie.

Naša práca v maxku je hotová a obrázok nasledovný:

Avšak my ešte stále nie sme spokojní, a náš obrázok dostane ten správny vzhľad až po drobných úpravách vo photoshope.

...veľké kúzlo...

Dodať nášmu obrázku život je veľmi jednoduché. Obrázok si vložte do photoshopu ako 3 rovnaké vrstvy.

Tá na samom spodku bude taká istá, ako vyšla z maxu.

Druhá bude ako overlay a ešte na ňu použime gaussian blur, stačí 4 pixel.

Tretia bude ako soft light a ešte na ňu použime gaussian blur, ale 10 pixel.

Takto dostávame už celkom dobrú sýtosť farieb a nádherné mäkké prechody a lesky. Ak je obrázok preexponovaný, tak stačí zmeniť priesvitnosť niektorej vrstvy na menšiu hodnotu.

Nakoniec stačí použiť color balance a vyvážiť farby podľa nami zvolenej nálady a dielko je hotové.

Dúfam že sa vám podarilo tento tutoriál úspešne dokončiť a samozrejme naučiť sa niečo nové.