Эти три источника являются сердцевиной треугольной расстановки осветителей и базой для создания сложных систем освещения. Важно понимать, что описанный метод вовсе не единственно верный. Ключевой источник - совсем не обязательно основной свет сцены, а заполняющий или обратный могут и вовсе отсутствовать. Стандартный треугольник - всего лишь база для построения сложных расстановок осветителей. Вот некоторые из наиболее часто используемых способов освещения: фронтальное, боковое, обратное (силуэтное) и высококонтрастное.

Фронтальное освещение [Рис. 5] встречается весьма часто и очень похоже на базовую треугольную расстановку. В этом случае ключевой источник света ставится примерно там же, где и камера и освещает объект со стороны зрителя.
Если применяется фронтальное освещение, то есть опасность, что Ваша модель будет выглядеть плоской по причине отсутствия переходов от света к тени на объекте. Поэтому лучше размещать свет хотя бы под небольшим углом к оси камеры.

Боковое освещение [Рис. 6] характеризуется тем, что основной источник света или ключевой свет располагается слева или справа от объекта (перпендикулярно к оси камеры). Такой способ хорошо подчеркивает контур объекта, но должен применяться с осторожностью, чтобы не получить "односторонней" композиции, так как все объекты сцены будут освещены с одной стороны.

Обратное освещение [Рис. 7]существенно отличается от стандартных способов, описанных выше. В то время как фронтальное и боковое освещение призвано обратить внимание зрителя на текстуру и объем объекта, обратное подчеркивает его силуэт, создавая эффект плоского изображения. Объекты, а особенно персонажи, освещенные таким образом, часто имеют таинственный или страшный вид.

Высококонтрастное освещение [Рис. 8] применяется редко, однако это довольно интересный метод. Этот способ назван так потому, что в нем применяется очень слабый заполняющий свет, или же его нет вовсе. Такой прием обеспечивает высокий контраст между освещенными и затененными областями сцены. Например, на рисунке 8 используется источник света, освещающий объект с одной стороны, вторая же, почти полностью затененная, подчеркнута с помощью обратного света. Высококонтрастное оформление - мой любимый способ освещения.

Существует, конечно, много вариаций основных расстановок света. Их Вы можете найти сами, поэкспериментировав с осветителями. Выбор конкретного оформления для конкретной работы зависит от Ваших пристрастий и настроения, которое Вы хотите передать в своей сцене. Общее правило здесь одно - чем лучше модель, тем большей ее выразительности можно добиться с помощью освещения. Если у Вашего персонажа плохо проработаны черты лица, то и тени, которые они отбрасывают, скорее всего, будут выглядеть неестественно. В большинстве случаев для получения качественной картинки требуется качественная же модель.

Важным следствием выбора системы освещения будет расположение на картине контрастных областей. Контрастные области [Рис. 9a] не всегда видны на картине с первого взгляда, однако они всегда там присутствуют. Их расположение использует каждый художник (сознательно или нет), чтобы сбалансировать композицию своей работы. Если картина, не смотря на высокое качество прорисовки, выглядит неважно, очень часто причиной тому - неудачное расположение контрастных областей на ней. Правильное расположение заставляет взгляд зрителя двигаться по картине именно так, как хочет автор [Рис. 9b]. Взгляните, например, на Рис. 9.b. Достаточно бросить взгляд на картину, чтобы увидеть построение композиции, которую использовал Рембрандт. Динамичное зигзагообразное оформление заставляет Ваш взгляд передвигаться по изображению. Фигуры, образуемые контрастными областями, должны быть просты и могут повторяться.

Хороший художник фотограф или скульптор всегда досконально знает свойства инструмента, с которым он работает. Художник, работающий с программой трехмерной графики, тоже должен знать свой инструмент.
Если обычный художник хочет обвести объект освещенным контуром, он берет нужную кисть и нужную краску и делает это. Задача 3D художника в некотором смысле даже несколько сложнее. Если первый сам рисует то, что он хочет, то второй должен знать, как система рендеринга нарисует то, что он смоделировал в видовом окне. Чтобы знать, как осветить объект, сначала необходимо уяснить, какие световые инструменты имеются в Вашем распоряжении.

3D Studio MAX и большая часть других пакетов трехмерной графики предоставляют в распоряжение пользователя четыре основных типа световых источников: прожектор (spotlight), всенаправленный (omni), направленный (directional) и рассеянный (ambient) свет. Эти четыре базовых типа предоставляют достаточно возможностей для создания любого задуманного Вами эффекта и имеют различные характеристики.
Прожектор
Прожектор [Рис. 10а] один из основных типов, используемых в 3ds max и других программах. Луч такого источника имеет форму конуса. Чем дальше от источника, тем большую площадь он освещает. Чем ближе объект к свету, тем большую тень он отбрасывает. Луч содержит внутреннее, ярко освещенное пятно и область, где интенсивность освещения плавно спадает к краям (полутень). Величина области максимального освещения и полутени может настраиваться на панели Modify с помощью задатчиков Hotspot и Falloff [Рис 10b]. Другие программы имеют аналогичные возможности.

Несмотря на разность описанных типов освещения, имеются и параметры, которые настраиваются для них одинаково. Это, например, такие характеристики как интенсивность, ослабление с расстоянием и параметры тени.

Интенсивность [Рис. 14], возможно одна из самых используемых характеристик света в 3ds max (и других программах). Интенсивность позволит Вам настроить мощность (яркость) светового источника в 3D сцене и, соответственно, добавить или убавить контраста в изображение модели. Манипуляции этой настройкой - лучшее средство для того, чтобы притушить заполняющий осветитель или прибавить яркости обратному.

Затухание [Рис. 15a] - другая важная настройка осветителя. В реальной жизни объект, далекий от осветителя, выглядит менее ярко, чем расположенный к нему близко. Большинство программ, включая 3ds max, по умолчанию не используют эту характеристику. Затухание должно быть включено и настроено вручную на панели Modify. Параметры затухания настраиваются с помощью средств интерфейса, расположенных в группах Near Attenuation и Far Attenuation. Обычно они используются для всенаправленных источников, чтобы легко управлять областью их действия.

Контраст и смягчение границ диффузной освещенности [Рис. 15b] два средства, помогающих настроить переход от света к тени. Контраст помогает увеличить разницу между затененными и освещенными областями объекта. Смягчение границ диффузного освещения организует плавный или более резкий переход между ними. Совместной регулировкой этих параметров можно добиться нужного Вам эффекта освещения.

Есть два способа создания теней в 3D графике – трассировка лучей и карта теней. Трассировщик лучей рисует тени прямым расчетом проекции объекта, а при использовании карты тени сначала рассчитывается изображение тени, а затем оно накладывается на объекты подобно текстуре. В последнем случае свойства картинки с тенью могут быть настроены с помощью параметров Size (Размер), Bias (Смещение) и Sample range (диапазон усреднения). Размер [Рис. 15c] определяет разрешение картинки с тенью.

Больший размер приводит к сглаживанию ступенчатого края тени во время рендеринга, однако при этом расходуется больше памяти и затрачивается больше времени. Смещение определяет, насколько близко тень будет находиться к объекту, ее отбрасывающему. Меньшее значение приближает тень к объекту.
Диапазон усреднения [Рис. 15d] позволяет сделать края тени размытыми (при увеличении значения) или четкими (при уменьшении).

Настройки включения и исключения объекта в освещение крайне важны. Они позволяют для каждого осветителя выбрать объекты, на которые он не будет действовать, несмотря на то, что свет от него попадает на эти объекты. Можно так же отключать отбрасывание конкретным объектом тени. Окно настройки включения/исключения содержит два списка. [Рис. 15e].

В левом перечислены все объекты сцены, а в правом объекты, включенные или исключенные из области действия источника.

Рассмотрим пример. Представьте себе, что Вам поручили проект с изображением трех яиц [Рис. 16a].

В нем Вы применили силуэтное освещение, для чего установили обратный свет. Как видите, контуры объектов освещены и выделяются на черном фоне. Однако Ваш руководитель считает, что они подчеркнуты недостаточно и требует, чтобы освещенные контуры были толще, ярче и занимали большую часть объектов. Можно увеличить интенсивность обратного осветителя и поднять его повыше, но это изменит освещение плоскости, на которой стоят объекты, что может быть и не желательно [Рис. 16b].

Здесь может прийти на помощь метод раздельного освещения. Настроив свет так, чтобы он действовал только на центральные объекты сцены (в данном случае яйца), Вы можете не беспокоится о действии, которое он окажет на остальные предметы. В некоторых случаях, в частности в этом примере, целесообразно осветить объект не одним, а двумя источниками, по одному с каждой стороны. Это позволит увеличить длину освещенного контура [Рис. 16c].

Процесс назначения осветителей каждому объекту индивидуально позволяет Вам легче управлять светом, не заботясь о том, что изменения в освещении затронут те объекты, которые уже настроены. Этот прием позволяет обмануть систему рендеринга и получить тот результат, который Вы хотите, а не тот, который должен получится в строгом соответствии с математикой. Художник, работающий с кистью и холстом, может легко провести линию там, где ему это надо. Умело манипулируя группировкой света, Вы можете получить аналогичную возможность при работе с компьютерной 3D графикой.

Если Вы освоили принцип индивидуальной настройки освещения для каждого объекта, можно создавать сложные световые системы, например для имитации отраженного света. Отраженный свет - исключительно важный прием, особенно если Вам нужно добавить реализма в 3D сцену. Дело в том, что системы рендеринга, кроме тех, что используют Radiosity, не совсем точно рассчитывают поведение световых лучей.
Большинство рендереров, в том числе и стандартный рендерер 3ds max считают, что луч света останавливается сразу после того, как встречает первое препятствие. В реальной жизни свет отражается от встреченной поверхности (в зависимости от свойств ее материала, например, зеркало отражает свет почти полностью, а черный бархат почти ничего не отражает) и продолжает распространяться дальше.
Посмотрите, как учтено действие отраженного света на картине Рембрандта [Рис 17]. На воротнике и левой руке персонажа можно разглядеть области, освещенные именно им. Таким образом, свет частично отразившись от одного объекта, освещает другой, от него третий и так далее, каждый раз теряя интенсивность и первоначальный цвет, пока окончательно не рассеется в атмосфере.

Чтобы изобразить действие отраженного света, нужно научиться мысленно трассировать световые лучи и определять, где и каким образом они должны освещать объекты. Рассмотрим, например две сферы, созданные в 3ds max [Рис 18а].

Предположим, что для их освещения применяется боковая расстановка осветителей. Разместим ключевой источник света слева, включим режим теней и увеличим его интенсивность с 1.0 до 2.9. Справа поместим заполняющий осветитель, чтобы слегка осветить затененные области. В данном случае можно не применять заднего света, так как наша задача научиться имитировать отраженный свет, сделав это на несложном примере. Как видите стандартный рендерер 3ds max рассчитывает действие только прямого освещения от двух источников [Рис. 18b].

Теперь добавим реализма к сцене за счет имитации отраженного освещения. Для этого нужно определить, где луч осветителя попадает на первый встреченный объект и как, отразившись, освещает второй. Представьте себе, что каждая часть объекта, на которую попадает первичный свет, становится сама по себе осветителем. Как Вы можете видеть на рис. 18.c, ключевой источник света создает на сфере B освещенный участок слева.

Здесь он отражается в обратном направлении и освещает правую сторону сферы A, правда в значительно меньшей степени. Установим всенаправленный источник света справа вверху сферы A и исключим из его воздействия поверхность пола и сферу B [Рис. 18d].

Примечание переводчика. Билл Флеминг, известный специалист в области компьютерной графики, в одной из своих книг справедливо отмечает, что отраженный свет не порождает зеркальных бликов. Для данной сцены, где применяются стандартные материалы, это не важно. Но если в материалах Вашей сцены уровень зеркальности (Specular Level) не равен нулю, лучше всего для источников, имитирующих отраженный свет, отключить флажок Specular в свитке Advanced Effects
Что еще будет отражать свет? Конечно пол. Свет, отраженный от пола будет освещать нижнюю часть обеих сфер [Рис 18e]. Вы можете добиться этого эффекта, например, создав под каждой сферой по одному всенаправленному источнику света или один прожектор, исключив из его действия пол.

Теперь посмотрим на тени, отбрасываемые сферами. Могут ли они в действительности быть такими черными, какими их рисует рендерер. Если учесть свет, отраженный от сферы B, то он должен освещать и эту часть пола. Чтобы учесть и этот эффект, создадим еще один источник света с небольшой интенсивностью над областью тени, которую отбрасывает сфера A [Рис. 18f].

Из его действия надо исключить обе сферы. Его интенсивность можно подрегулировать настройкой затухания (Attenuation). Еще один всенаправленный источник, созданный справа от сферы B, будет освещать область ее тени и имитировать действие заполняющего света, отраженного этой сферой [Рис. 18g].

Чтобы сделать тени менее насыщенными, можно включить в системе рендеринга и рассеянное освещение. Учтите, однако, что в этом случае повысится освещенность не только тени, но и всех прочих объектов.
Итого имеется семь источников света, из которых пять используется для имитации вторичного освещения - отраженного света первых двух. Так же важно иметь в виду цвет отраженного света. Обычно он имеет тот же цвет, что и поверхность, его отразившая [Рис. 18.h].

На этом рисунке я сделал сферу B из зеленого материала и поместил красный листок под сферу A. Этот красный лист отражает красный же свет на нижнюю часть сферы. Зеленая сфера, в свою очередь, отражает зеленый свет на правую сторону сферы A и затененную область между сферами. Тень справа от сферы B так же должна иметь зеленый оттенок, вызванный отражением света от заполняющего источника. Цвет отраженного света регулируется цветом источника, его имитирующего. Можно так же поэкспериментировать с его интенсивностью и насыщенностью. Практика имитации отраженного света с помощью дополнительных световых источников представляет собой неплохую альтернативу программам рендеринга, использующим Radiosity (к тому же со значительно меньшими затратами времени на рендеринг).
Следует помнить, что именно такие мелкие детали, как учет отраженного света отличают по настоящему хорошую картину. Если они применены правильно и в меру, то хорошая картина становится прекрасной, а прекрасная - шедевром.

Все ранее описанные примеры очень просты, но дают общее представление о технике, позволяющей достичь хороших результатов при использовании освещения в 3D программах. Теперь рассмотрим более сложный пример. При этом большее внимание будет уделено общим задачам композиции сцены, которые должны быть решены перед тем, как Вы начнете заниматься мелкими деталями, например, учетом отраженного света.
Посмотрите на картинку, которую я сделал, чтобы показать, как знания, полученные при рассмотрении простых примеров, могут применяться при создании более сложных работ. Полученную с помощью Rhinoceros 3D модель я отрендерил в 3ds max [Рис. 19a] сначала с источниками света, установленными по умолчанию.

Расположение контрастных областей (особенно в области лица и ног персонажа) не выдерживает никакой критики [Рис. 19b].

Чтобы исправить ситуацию, я создал ключевой свет светло-голубого цвета с интенсивностью 1.6. Точка, на которую направлен этот источник, привязана к персонажу. Поиграв с местоположением источника, я нашел два варианта, которые меня устроили [Рис. 19c.].

Из этих двух я выбрал тот, результат рендеринга которого приведен справа, так как тень персонажа выглядит более выигрышно и не отвлекает внимание от фона. Таким образом, окончательно было выбрано расположение ключевого источника света справа вверху. В этом случае расположение контрастных областей [Рис. 19d] (справа) выглядит существенно лучше, чем при использовании начального расположения света (слева).

Чтобы несколько ослабить контраст между затененными и освещенными участками изображения, я решил добавить заполняющий источник света [Рис. 19e].

Его интенсивность я установил равной 0.5. Ни для ключевого, ни для заполняющего источника никакие объекты из области действия не исключались.
С заполняющим светом получилось лучше, но общая композиция показалась мне несколько скучной. Особенно терялась на фоне обувь персонажа. По замыслу одежда, обувь и оружие должны быть черными с отблеском. Я решил сильнее подчеркнуть их силуэт, что поможет решить сразу две задачи: выделить сами объекты и сделать сцену более драматичной и таинственной. Для этого я разместил всенаправленный источник света (интенсивность 1.2) за персонажем и слева от него [Рис. 19f].

Как Вы можете видеть на этом рисунке, новый осветитель хорошо высветил сцену и пол. В результате этого персонаж стал ярче выделяться на фоне, а кроме того, лучше проявилась текстура бетонного пола. Другой всенаправленный источник светло-голубого цвета расположен так же сзади и справа от персонажа, чтобы дать небольшую подсветку его ногам выше сапог [Рис. 19g].

Наконец я расположил обводящий (обратный) свет, который даст несколько преувеличенный эффект света, отраженного от стены. Это будет яркий прожектор (интенсивность 2.0) сзади и слева - против ключевого света [Рис. 19h].

Как видно на этом рисунке, контур персонажа осветился неплохо, но появилось нежелательное освещение пола. Чтобы исправить ситуацию, я исключил пол из области действия этого светового источника [Рис. 19i].

Обводящий свет увеличивает выразительность картины и помогает подчеркнуть некоторые детали - правое бедро, руку и оружие. Можно было бы продолжить работу над освещением сцены, например, осветить отраженным от пола светом сапоги. Однако я решил удовлетвориться полученным результатом. Итак, окончательно сцена содержит пять световых источников: ключевой, заполняющий, обводящий (прожекторы) и два вспомогательных всенаправленных для освещения фона [Рис. 19j]. При этом только обводящий использует исключение объектов из области действия.

Перевод: Алексеев В. (heshang)

Автор: Brian Michael Nestor 

Источник: http://3dcenter.ru 

• Сцены Экстерьера Часть 4 – Постобработка
• Сцены Экстерьера Часть 2 – Моделирование
• Сцены Экстерьера Часть 1 – Композиция и Камеры.
• Создание "Blowout at Exit 16A"
• Создание потока жидкости с использованием 3DSMax и Realflow

Комментарии (1)

...
Автор: Moebius, April 19, 2008

Все классно, но чего ж моделька-то такая страшненькая? Для контрасту?

Имя

Комментарий

Напишите отображаемые буквы

Добавить комментарий