Стандартные источники света | Autodesk 3dsMax | Проект «Открытые уроки»

Открытые уроки

Освещение в 3dsMax. Часть 1. Стандартные источники света

Автор: Владислав Константинов

Среда 3dsMax предлагает нам несколько источников света (ИС), корректно работающих со стандартным сканлайн-визуализатором (Scanline Default Renderer). Все они различаются способом излучения света и, что уже вторично, формой отбрасываемой тени. С помощью них можно иммитировать практически любую схему освещения, доступную в реальном мире. Все стандартные ИС доступные в 3dsMax повторяют свойства источников встречающихся в нашей жизни. На данный момент в 3dsMax доступны: Target Spot (Нацеленный прожектор), Free Spot (Свободный прожектор), Target Direct (Нацеленный прямой ИС), Free Direct (Свободный прямой ИС), Omni (Всенаправленный), SkyLight (Свет небесного купола).

Создать любой из этих источников можно следующим образом.

  1. Перейти на панель Create (Создать).
  2. Выбрать категорию Lights (Источники Света).
  3. В выпадающем списке определить тип источников как Standart (Стандартные).
  4. Выбрать нужный ИС.

Источники mr Area Omni и mr Area Spot, работают корректно лишь с визуализатором Mental Ray.

выбор источника света

Так что же представляют из себя эти источники?

Target Spot и Free Spot

Источник света типа Spot имитирует распространение света сфокусированным пучком. Похожее поведение мы можем наблюдать у прожектора, маяка, фонарика, фар автомобиля и т.п.

Распространение света и форма тени у источника типа Spot

Рис.1 Распространение света и форма тени у источника типа Spot

Так как испускаемые лучи света расходятся из точки излучения под углом, то и отбрасываемая этим источником тень наращивает площадь по мере отдаления от предмета. Логично предположить, что для имитации солнечного света такой ИС не применим, но хорошо подойдет для искусственных ИС. В редких случаях можно частично иммитировать природные эффекты – например, прохождение солнечных лучей через прорехи в тучах или через листву в лесу (Рис.2, сверху-справа).

Примеры реальных световых пучков

Рис.2 Примеры реальных световых пучков

Target Direct и Free Direct

Источник света типа Direct имитирует распространение параллельных лучей. Свет излучается не с точки, как в случае с ИС Spot, а с плоскости. В природе источником параллельных лучей является солнце. Такой источник позволяет отбрасывать тени предметам в виде вытянутых проекций без расширения их при удалении от объекта.

Распространение света и форма тени у источника типа Direct

Рис.3 Распространение света и форма тени у источника типа Direct

Omni

Omni излучает свет из точки во всех возможных направлениях. Тени от предметов, подверженных излучению Omni напоминают по форме тени Spot. Это расширяющиеся при удалении от объекта проекции. С помощью Omni мы можем иммтировать свет от свечи, различные ламп, шаровой молнии и т.п.

Распространение света и форма тени у источника типа Omni

Рис.4 Распространение света и форма тени у источника типа Omni

Примеры точечных источников света

Рис.5 Примеры точечных источников света

Skylight

Представьте себе гигантский купол над вашей сценой в 3dsMax, с поверхности которого излучается свет. Лучи многократно переотражаются от объектов и в конечном итоге затухают, теряя энергию. Всестороннее освещение с многократными переотражениями.

Распространение света и форма тени у источника типа Skylight

Рис.6 Распространение света и форма тени у источника типа Skylight

В итоге мы получаем ровную картину освещения и мягкие тени (Рис.7). Именно так действует Skylight. Такое освещение часто самодостаточно и не требует дополнительных ИС. Такой метод освещения исключает черные провалы в тенях, а следовательно потерю деталей.

Мягкие тени при освещении Skylight

Рис.7 Мягкие тени при освещении Skylight

Стандартный визуализатор = низкое качество?

Было бы ошибкой думать, что Default Scanline Renderer (DSR) это каменный век и везде используются визуализаторы Vray, Mental Ray, Final Render, Brazil и т.д. Вы удивитесь, но очень многие задачи решаются штатным рендерером пакета (в случае с 3dsMax это DSR). Например футажи для видео «Ship Crash» (видео: http://www.youtube.com/watch?v=XMZjpOMGQRs) были визуализированы с помощью обыкновенного DSR.

Кадры визуализации падения сбитого самолета

Рис.8 Кадры визуализации падения сбитого самолета

Поэтому не стоит думать, что нельзя получить красивого света с помощью стандартного визуализатора и стандартных источников освещения. В конце концов свет ставит художник, а не программа-визуализатор.

Визуализация с помощью Default Scanline Renderer

Рис.9 Визуализация с помощью Default Scanline Renderer

Настройки источника света

Spot и Direct (Target and Free).

На Рис.10 изображены свитки настроек ИС (их можно найти, если перейти на палитру Modify, предваритель выделив ИС).

Настройки источника света (Spot,Direct)

Рис.10 Настройки источника света (Spot,Direct)

Свиток
General Parameters

  1. Включить/отключить источник света
  2. Сменить тип ИС (Spot, Direct, Omni)
  3. Включить/отключить маркер цели (активно для Spot/Direct)
  4. Расстояние от ИС до маркера цели
  5. Включить/отключить просчет теней для этого ИС
  6. Использовать/не использовать глобальные настройки для тени
    Если отключено, можно использовать особый тип теней для этого ИС. Если включено, то у всех ИС в сцене будет один тип теней
  7. Тип тени (Advanced ray-traced shadows, Area shadows, Ray-traced shadows, Shadow maps)
    Во второй части подробнее про каждый тип
  8. Вызывает окно, где можно исключить объекты из зоны влияния ИС

Свиток
Intensity/Color/Attenuation

  1. Интенсивность ИС
  2. Цветовой оттенок света
  3. Тип затухания (None, Inverse, Inverse Square)
  4. Расстояние на котором свет начнет затухать
  5. Показать «линзу» затухания (даже при неактивном ИС). Помогает визуально оценить границу затухания
  6. Параметры «ближнего» затухания. Use – включить. Show – показать «линзы» затухания. Start/End – границы, начало и конец затухания
  7. Параметры «дальнего» затухания

Свиток
Advanced Effects

  1. Позволяет задать контраст между областями света и тени
  2. Позволяет сгладить границу между областями света и тени
  3. Включить/отключить диффузное освещение ИС
  4. Включить/отключить блик от ИС
  5. Включить отключить эмбиентное освещение
  6. Можно добавить карту для имитации луча сложной формы. Например, прохождению через решетку или листву. Галочка напротив: вкл/откл эффект

Свиток
Spotlight/Directional Parameters

  1. Показать конус/цилиндр распространения света (даже если ИС не выделен)
  2. Увеличить площадь распространения света. Позволяет избавиться от светового пятна
  3. Размер «горячего пятна» - внутреннего конуса/цилиндра
  4. Размер внешнего конуса/цилиндра
    Для Spotlight – углы испускания света в градусах. Для Directional – радиусы в единицах измерения, например в мм. Чем больше различаются размеры внешнего и внутреннего конуса/цилиндра, тем более размыто световое пятно
  5. Форма сечения светового конуса/цилиндра
  6. Aspect - пропорции прямоугольного сечения конуса/цилиндра (по умолчанию 1 – квадратное сечение). Аспект можно скорректировать с помощью подгруженной карты

Свиток
Shadow Parameters

  1. Цвет тени
  2. Density – плотность тени. Значение 1 - максимальная непрозрачность
  3. Вкл. - позволяет использовать карту (п.4)
  4. Цвет добавленной карты смешивается с цветом тени
  5. Вкл. – позволяет смешивать цвет света с цветом (или цветами, если включена карта) тени
  6. Включени этой опции позволяет амосферным эффектам отбрасывать тени
  7. Непрозрачность тени (по умолчанию 100)
  8. Примешивание цвета атмосферных эффектов к цвету тени

Свиток
Atmospheres & Effects

  1. Позволяет добавить эффекты связанные с ИС
  2. Удаляет добавленные эффекты
  3. Список добавленных эффектов
  4. Вызов окна настройки выбранного эффекта

Omni

Свитки параметров аналогичны. Только отсутствует свиток Spotlight/Directional Parameters, так как ИС Omni не имеет конуса или цилиндра распространения.

Skylight

У источника света Skylight параметры уникальные, хотя и всего один свиток.

Настройки источника света (Spot,Direct)

  1. Включить/отключить ИС
  2. Интенсивность (яркость) света
  3. Использовать в качестве цвета купола тот же цвет, что стоит в глобальных настройках среды (Rendering -> Environment…)
  4. Использовать свой особый цвет купола
  5. Цвет купола
  6. Активировать карту (п.8)
  7. Если меньше 100, то происходит смешивание цветов карты с цветом купола Sky Color
  8. Задать карту (рекомендуется использовать HDR)
  9. Включить/отключить отбрасывание теней
  10. Количество лучей на образец – регулировка качества просчета теней. Чем больше, тем качественнее. Для анимации это значение должно быть довольно высоким (>30), чтобы исключить мерцание
  11. Расстояние объекта от отбрасываемой тени. Нулевое значение показывает, что тень не отделяется от объекта (кроме, разумеется, случая левитации объекта)

Освещение в 3dsMax. Часть 2. Настройка теней