Визуализация по элементам и по слоям

Новички в 3D часто пренебрегают тем, что доводку проекта нужно делать с помощью приложений для компоузинга. Интерактивная гибкость, присущая на данный момент практически любой 2D программе, может сэкономить драгоценное время.

При работе с проектами, в которых используется только компьютерная графика, можно отрендерить окончательное изображение прямо из 3D движка. Но реально такая возможность предоставляется не так часто. Более того, поскольку в большинстве случаев при работе в кино- и телевидении 3D графика является только средством дополнения или исправления отснятого вживую материала, без компоузинга не обойтись. Зрелищные ролики с элементами 3D все равно нужно монтировать.

Следует также заметить, что многие эффекты только выигрывают от применения некоторых функций приложений компоузинга - цветовой коррекции, эффекта зернистости пленки, глубины резкости, эффектов свечения, тумана, размытия движением, теплового искажения, оптических эффектов и т.д. - а иногда без них просто нельзя обойтись. Конечно, многие из этих эффектов можно получить в Maya. Но использование приложений компоузинга, умноженное на опыт, позволит вам достичь намного больших результатов.

Я хочу немного рассказать о том, как подготовить и отрендерить 3D элементы в Maya для дальнейшего использования с приложениями компоузинга. В статье не упоминается Render Layer Manager - я решил не останавливаться подробнее на этой неуклюжей программе, ведь есть намного лучшие средства для визуализации по элементам/слоям.

Визуализация по элементам

Для начала уточним терминологию - под визуализацией по элементам мы будем понимать просчет в отдельные файлы различных составляющих освещения, теней и другой визуальной информации об объектах сцены.

Хотя можно добиться нужных результатов и в Maya, в большинстве случаев в Maya создается изображение, достаточно близкое к нужному, а затем оно доводится в компоузере. Серьезный специалист должен быть достаточно близко знаком хотя бы с одним из этих приложений: Shake (от Nothing Real), After Effects (Adobe), Combustion (Discreet) и т.д.

Диффузный элемент (Diffuse/Beauty Pass) - просчет в отдельный файл изображения, соответствующего диффузной составляющей. Отключите 'emit specular' (излучать отраженный свет) для всех источников освещения.

Элемент рассеянного света (Specular/Highlight Pass) - просчет в отдельный файл изображения, соответствующего отраженной составляющей. Отключите 'emit diffuse' (излучать диффузный свет) для всех источников освещения.

Примечание: эти два элемента - диффузный и отраженного света, можно рендерить постепенно, изменяя параметры отдельных источников света.

Элемент отражения (Reflection Pass) - Создайте chrome шейдер (blinn, color=black, diffuse=0, specular = white, reflectivity = 1) и примените его к объекту, который вы рендерите. Интенсивность отражения, непрозрачность, размытие можно настроить на этапе компоузинга. Отражающие объекты нужно будет обработать еще раз - применить видеомаску.

Элемент видеомаски (Matte Pass) - если вам нужна окклюзивная видеомаска (occlusion matte), то шейдер затеняемых объектов можно отредактировать так, что в альфа-канале он будет блокировать объекты за ним. Для этого нужно установить настройки непрозрачности шейдера (Opacity Control) на 'Black Hole' (черная дыра).

Элемент тени (Shadow Pass) - в отдельном файле рендерится теневая составляющая изображения. Есть два типа теней, на которые следует обратить внимание при рендеринге: тени, которые объект отбрасывает на себя (автотени) и тени, которые он отбрасывает на другие объекты. Как правило только второй тип рендерится отдельно, а первый включается в beauty pass.

При рендеринге элемента отключите первичную видимость ('primary visibility') на ноде формы объекта, но оставьте включенным 'casts shadows'. Также можно применить шейдер 'Use Background' (использовать фон) к объектам, на которые попадает тень. Если применить его к альфа-каналу, то будет рендериться только тень.

Четкость тени по шкале "жесткий-мягкий" можно контролировать двумя способами. Первый - использовать d-map тени для теней на самом объекте, что дает изменяющуюся мягкость тени, а затем отрендерить жесткие четкие тени для теней на других объектов. Таким образом, вы получаете контроль над тенями на этапе компоузинга. Жесткие тени легко смягчить с помощью градиентного размывания, но мягкие тени сделать более жесткими не удастся.

Второй способ - попытаться получить четкие мягкие тени в Maya, но это может значительно замедлить рендеринг. Если смягчение теней при пост-обработке оказывается слишком трудным - это лучший способ. На многих студиях это обычная практика - давать компоузеру материал с жесткими, но тщательно проработанными тенями. Таким образом размытие, непрозрачность и цветовая коррекция осуществляется уже в процессе пост-обработки.

Элемент эффектов (Effects Pass) - такие эффекты как мех, дым, дождь и т.д. обычно рендерятся отдельно.

Элемент глубины (Depth Pass). Z-глубину можно отрендерить отдельно и затем использовать при пост-обработке для создания различных эффектов.

Скажем, можно использовать Z-глубину для придания глубины резкости или эффекта тумана для объекта. Кроме того, она может "сообщать" приложению компоузинга, как располагаются друг относительно друга объекты на разных слоях. Например, если у вас есть тор, внутри которого находится сфера, выступающая за его края, то вы можете отрендерить объекты по отдельности и у вас не возникнет трудностей при компоузинге.

Z-глубина - это обычно одноканальное 8-битное (256 оттенков серого) изображение. Хотя иногда, чтобы увеличить диапазон значений и точность Z-глубины, используется и 16-битное изображение. Интенсивность серого соответствует расстоянию от объекта до камеры (близко - белый, далеко - черный). В Maya с аналогичной целью используются плоскости отсечки. Вы можете увеличить точность, размещая плоскости максимально близко к объекту, но не отсекая его при этом. При этом важно использовать одинаковые значения плоскостей для каждого слоя.

Рендеринг по слоям

Рендеринг по элементам позволяет сделать изображение более реалистичным. Рендеринг по слоям (т.е. каждый слой сцены рендерится в отдельный файл) упростит работу - объекты можно изменять независимо друг от друга. Кроме того, это дает возможность сократить время рендеринга. Скажем, если камера неподвижна, фон можно отрендерить как неподвижное изображение с наложенными анимированными элементами.

Есть несколько техник для раздельного рендеринга объектов. Наиболее распространенный подход - использование атрибута 'primary visibility' с помощью Attribute Spread. Также можно использовать либо слои сцены, либо render-layer менеджер в Maya. Я все же отдаю предпочтение слоям сцены. Будьте внимательны при рендеринге слоев с помощью атрибута visibility, чтобы не нарушить общей картины освещения и распределения теней.

Выводы

Итак, если вы объединяете рендеринг по частям и по слоям, кадр можно разбить на множество элементов. Если вы к тому же применяете раздельный рендеринг освещения, то количество элементов может быть весьма внушительным: Так и получается - если вы ознакомитесь с тем, как создавались некоторые эпизоды в таких фильмах как "Последняя фантазия" или "Титаник", то увидите, что там может использоваться несколько сотен элементов.