Создание простого ландшафта при помощи Vue 6.05
Создание простого ландшафта при помощи Vue 6.05
Здравствуйте, меня зовут Пронский Александр (он же Mr.Alex). Я студент Харьковского национального университета радиоэлектроники. Трехмерное моделирование и визуализация – мое хобби вот уже 4 года. Недавно я познакомился с Vue 6, возможности которого меня поразили! К сожалению, в Internet я не нашел уроков на русском языке, поэтому хочу попробовать исправить эту ситуацию. В данном уроке я опишу создание достаточно простого пейзажа. Цель урока состоит не в том, чтобы дать исчерпывающее руководство или же создать в ходе выполнения нечто невероятное, цель скорее в том, чтобы заинтересовать читателя в тематике и ознакомится с основными возможностями программы. Урок написан скорее для начинающих пользователей, я постараюсь излагать важные моменты как можно понятнее. Вот конечный результат упражнения:
Достаточно лирики, приступим!
- Сначала следует создать непосредственно ландшафт, для этого нужно нажать кнопку Standard Terrain, после чего он появится в окне проекции. На картинке ниже вы можете видеть результат этой операции. Также я отметил панель управления камерой (можно воспользоваться клавиатурными эквивалентами этих команд: SHIFT+правая кнопка мыши – прокрутка, правая кнопка мыши - вращение камеры, CTRL+правая кнопка мыши – zoom (увеличение)), выше находится окошко с Preview сцены (при каком либо изменении в сцене картинка обновляется автоматически) Возле выделенного объекта появляется панель преобразования (см. рисунок ниже), с ее помощью можно перемещать, вращать, а также масштабировать объект.
- Для редактирования ландшафта воспользуемся редактором ландшафта (Terrain editor), для вызова данного окна достаточно кликнуть дважды на ландшафт в окне проекции. В редакторе действуют те же клавиатурные комбинации для управления окном проекции. Теперь рассмотрим простейший способ создания рельефа. Для этого просто попробуйте каждую кнопку на панели слева, по названиям кнопок можно понять их назначение. В этом примере я воспользовался Mountain (Гора). При каждом нажатии Vue генерирует новый ландшафт по фрактальному алгоритму. Изменить или отредактировать функцию можно, нажав кнопку Options, однако в данном уроке ограничимся стандартной функцией. Рельеф можно изменять также посредствам рисования (см. рисунок ниже), данная функция аналогична, к примеру, рисованию в 3D Max (editable poly) или в ZBrush. Стандартный ландшафт генерируется картой высот, разрешение которой контролирует детализацию ландшафта: чем выше разрешение - тем более детальный рельеф. Для съемок крупных планов лучше повысить разрешения, дабы избежать угловатых форм. Я повысил разрешение до 2048x2048. Не забывайте о возможности отменять и повторять последовательность действий.
- Теперь наступило время добавить детали, для этого воспользуемся закладкой Erode (эрозия), здесь находятся инструменты, позволяющие имитировать действие эрозии на ландшафт. В нашем распоряжении есть следующие виды эрозии: Diffusive (диффузная), Thermal (температурная), Glaciations (Оледенение), Wind (Выветривание), Dissolve (растворение), Alluvium (намыв водяными потоками), Fluvial (речная эрозия). Лучше всего опять-таки попробовать каждый вид эрозии и использовать тот, который придется по вкусу, я использовал Fluvial, пусть не реалистично, но зато уровень детализации повысился и ландшафт приобрел больше деталей.
- Геометрия готова – самое время применить материалы. В поставке Vue множество настроенных материалов с текстурами, зачастую их хватает для создания большинства сцен. Для назначения материала следует выделить ландшафт и нажать кнопку Load Material (загрузить материал), появится окно, содержащее список материалов, выберите тот, который вам нравится, и нажмите Ок.
- Масштаб материала, скорее всего, не будет соответствовать масштабу ландшафта, для корректировки обратимся к услугам редактора материалов (Material editor). Получить доступ к редактору материалов легче всего, дважды клацнув левой кнопкой мыши по Preview материала в правом верхнем углу окна программы. В появившемся окне следует изменить масштаб материалов, я уменьшил масштаб травы. Также здесь можно изменить пропорции смешивания обеих материалов и тип текстурных координат ландшафта, данные параметры я оставил по умолчанию.
- Пришло время посадить растения. Это мой любимый этап создания природного ландшафта. Для этого в Vue есть экосистемы (Ecosystems), причем двух видов:
- Material based Ecosystem (контролируется функцией в редакторе материалов)
- Paint Ecosystem (рисуется кистью прямо на ландшафте).
Далее будет рассмотрен процесс создания первого вида экосистемы, он обладает большими возможностями и позволяет гибко настроить произрастание флоры. Итак, в первую очередь следует перейти в Advanced Material editor (см. рисунок выше). Далее нужно добавить слой с экосистемой к материалу нашего ландшафта, для этого нажмите Add Layer (добавить слой), в появившемся окне выберите любой материал (это не имеет значения, т.к. чуть позже он будет удален) и измените его тип на EcoSystem. После этого материал типа EcoSystem займет место выше выбранного материала типа Simple Material (если вы выбрали простой материал). Нам нужен только материал Ecosystem, лежащий под ним в стеке следует удалить Del Layer.
- Выделяем слой с экосистемой, на вкладке General в окне редактора материалов клацаем кнопку Add, далее должно появиться меню, позволяющее добавлять камни (Rock), растения (Plant) и любой другой объект по выбору (при помощи экосистем можно создать, к примеру, город, заполняя ландшафт домами или таким способом можно разместить автомобили по дороге - это уже зависит от того, что требуется сделать). Нам нужны растения, поэтому выбираем из списка Plant , далее в открывшемся окне выберите нужное растение и дважды кликните по нему. Я выбрал 3 вида растения для данного слоя (для более гибкой настройки лучше помещать каждый вид растений на отдельный слой). Чтобы растения выросли нужно нажать кнопку Populate (населить), ее следует нажимать после каждого изменения параметров, чтобы увидеть результат смены. Вполне вероятно, что некоторые растения будут очень большими или напротив - маленькими, для изменения масштаба следует ввести нужное значение в поле Scale напротив нужного вида растения и нажать кнопку Populate (иначе ничего не изменится). Также хотел бы обратить внимание на группу параметров Display options – здесь можно выбирать тип отображения растений в окне проекции, наиболее подходящий, по моему мнению, тот, который стоит по умолчанию (Billboard) – такой тип отображения дает хорошее представление о том, как выглядит экосистема, при этом не потребляет большое количество ресурсов компьютера. Можно поставить галочку Full quality near near camera (лучшее качество возле камеры) и соответственно указать на каком расстоянии плоскости должны быть заменены на объекты типа Smooth Shaded. Вот что получилось у меня:
Рассмотрим параметры вкладки Density (плотность):
Overall density (общая плотность) – этот параметр отвечает за общее количество образцов, чем выше значение – тем больше растений.
Avoid overlapping instances – предотвращать пересечений образцов. Для экосистемы с растениями эту галочку лучше не ставить.
Force regular alignment of instances – убрать случайное распределение. Этот параметр полезен, к примеру, для создания квартала из зданий.
Populate below foreign objects as possible – этот параметр работает только совместно с параметром Decay near foreign objects. Если он включен, то растения или другие объекты не будут появляться под чужеродными объектами. Эта картинка хорошо иллюстрирует, что имеется в виду:
Sampling quality – точность распределения образцов. Время просчета не слишком меняется, так же как и аккуратность распространения объектов.
Offset from Surface – группа параметров, контролирующих расположение объектов относительно поверхности ландшафта. При положительных параметрах образцы будут отставать от земли, при отрицательных – проникать вглубь.
Decay Near Foreign Objects – группа параметров, позволяющих контролировать плотность возле чужеродных объектов. Influence – степень влияния, Falloff – контролирует профиль спада.
Лучше всего поэкспериментировать со всеми параметрами, тогда становится интуитивно понятно назначение каждого из них. Так выглядят мои настройки:
Параметры вкладки Scaling and orientation:
Overall Scaling – контролирует масштаб всех образцов сразу, а не по отдельности к отдельным типам объектов как, на вкладке General, что не очень удобно.
Maximum Size Variation – контролирует отклонение размера объектов.
Direction From Surface – контролирует положение объектов (вертикальное или перпендикулярное)
Maximum angle – максимальный угол поворота при случайном распределении в экосистеме.
Shrink at Low Densities – при включении данной опции, размер образцов в экосистеме будет уменьшатся с понижением плотности.
Параметры закладки Color:
Overall color – общий цвет для всех образцов экосистемы.
Color at Low Densities – опция, контролирующая цвет объектов при понижении плотности объектов.
В этой вкладке я оставил все опции по умолчанию.
Вкладка Environment:
Altitude range – позволяет определять высоты, на которых будут появляться объекты данного слоя. Этот параметр очень полезен при воссоздании горных ландшафтов, где типы растительности меняются с повышением над уровнем моря.
Fuzziness – этот параметр контролирует то, насколько быстро изменятся плотность экосистемы относительно высоты. При низких значениях образуется резкий переход, при высоких - более плавный, что более реалистично.
Slope range – эта опция контролирует, на каком участке склона будет появляться экосистема. Так же имеет параметр Fuzziness , контролирующий плавность изменения плотности при изменении склона.
Preferred orientation – наиболее подходящий угол склона, на котором возникает данный вид растительности.
Orientation influence – влияние угла наклона на плотность экосистемы. Опция Fuzziness здесь характеризует изменение плотности, при изменении угла наклона поверхности, на которой произрастает экосистема.
На этой вкладке для данного слоя я также ничего не изменял.
- Затем, таким же способом можно добавить еще сколь угодно много слоев с другими видами растений. Я использовал еще 2 слоя с изменением некоторых вышерассмотренных настроек. В конце урока я выложу архив со сценой, так будет нагляднее и понятнее. На данный момент вот как выглядит мой вариант:
Также можно воспользоваться Paint Ecosystem и дорисовать растения по вкусу, однако это следует делать уже после того как была окончена настройка Material based ecosystem, т.к. после нажатия кнопки Populate все нарисованные растения исчезнут. Для оптимизации можно перейти в режим рисования экосистем и стереть растения с тех участков, которые не видно в камеру, это уменьшит
потребление памяти. Теперь ландшафт готов, осталось добавить реалистичную атмосферу.
- Мы воспользуемся уже готовыми образцами атмосфер, которые включены в стандартную поставку программы (опять же, проще всего начать с готовых пресетов, а затем, редактируя отдельные параметры, достичь нужного результата). Для загрузки атмосферы следует нажать кнопку Load Atmosphere, после чего появится уже знакомое окно, содержащее огромное количество образцов атмосфер, с различных точек планеты и в разных погодных условиях. Также вы можете создавать новую коллекцию и сохранять туда свои образцы.
- Результат применения атмосферы будет виден в Preview в правой части экрана. Скорее всего, освещение сцены не будет соответствовать окружающей атмосфере, потому следующим шагом будет редактирование атмосферы в специальном редакторе – Atmosphere Editor (см. картинку выше). После нажатия кнопки появится одноименное окно. Первый и наиболее важный параметр – это тип модели атмосферы (всего их 4), а именно:
- Standard (стандартный) – самая простая модель, основанная на градиентах, поддерживаются многослойные облака и анимация. Основные преимущества – легкость настройки и быстрый просчет, результат оставляет желать лучшего.
- Volumetric atmosphere model (объемная атмосферная модель) – компромисс между стандартной моделью и спектральной, дает приемлемые результаты за сравнительно недолгое время просчета. В отличие от стандартной модели, контролируется не градиентами, а положением солнца, параметрами тумана и дымки (судя по всему, поэтому она и называется объемной). Данная модель более приближена к реальности, и отлично подходит для анимации.
- Spectral atmosphere model (спектральная атмосферная модель) – наиболее реалистичная модель атмосферы, которая корректно отображает поведение реальной атмосферы и освещения. В данном уроке я использовал именно этот тип атмосферы. Результат сложно отличить от реальной фотографии, однако время просчета чрезвычайно велико (в обновлении Vue 6.5 скорость просчета спектральной атмосферы увеличилась, однако этот Update очень не стабилен и часто приводит к ошибкам, ждем финального релиза, а пока все же лучше не устанавливать эту бета-версию).
- Environment mapping – модель, предназначенная для использования панорамных снимков в качестве окружения, поддерживает технологию HDRI. Хотел бы отметить, что любой тип атмосферы можно экспортировать в HDRI панораму (File-export sky). Часто при создании анимации лучше экспортировать спектральную атмосферу в HDRI панораму, а затем использовать ее в качестве фона. Это экономит огромное количество времени, однако, в этом случае облака и другие параметры неба не могут быть анимированы (как было написано выше, лучше всего применять объемную модель для анимации, если требуется анимировать небосвод). Также полученную таким образом HDRI можно применять и в других программах. Разрешение при экспорте можно выставлять вплоть до 10.000 пикселей! В результате получаются качественные HDRI. Быстрее всего создавать панорамы, используя для просчета Mental Ray в 3D Max, Maya, XSI – потому как стандартный визуализатор, встроенный в Vue, очень медленный (в конце урока я расскажу как создать HDRI панораму посредствам Vue 6.05 и Mental Ray в 3D Max 9.)
Теперь рассмотрим параметры отдельных закладок.
Вкладка Sun (солнце) содержит интуитивно понятные настройки, поэтому я не буду на них останавливаться. На картинке ниже вы можете видеть мои настройки атмосферы, а также их краткое описание.
Вкладка Light:
Vue поддерживает 5 типов моделей освещения. Все они могут быть знакомы вам, т.к. они присутствуют в программах трехмерного моделирования и визуализации таких, как 3D Max, Maya, XSI etc. Поэтому не будем на них останавливаться подробно. Достаточно сказать, что Standard – наиболее простая модель (Ambient (подсветка) представлена одним цветом во всех точках сцены), Global Radiosity – реалистичная модель поведения света, лучи отражаются от объектов, учитываются оптические характеристика материалов, расчеты занимают огромное количество времени, причем результат не всегда оправдывает затраченное время.
Artificial ambience (искусственная подсветка) – показывает значение подсветки, которое добавляется к свету неба. Цвет подсветки задается в ambient light color. Данная опция не соответствует реальному поведению света, однако, позволяет осветлить темные участки сцены.
Sky dome lighting gain – контролирует интенсивность света неба.
Overall skylight color – общий цвет неба, влияет на освещение сцены. В нашем случае небо пасмурное и серое, поэтому следует изменить цвет неба на серый.
Quality boost – качество освещения, большие значения повышают точность вычислений, но замедляют процесс расчетов.
Global Lighting adjustments – группа параметров, предназначенных для управления распространением света в сцене. Параметры просты и интуитивно понятны, стоит лишь поэкспериментировать.
Light color – цветовой фильтр, который применяется ко всем источникам света. Вот что получилось у меня в результате экспериментов:
Вкладка Clouds (облака):
Облака в Vue располагаются по слоям, как и в реальности. Для добавления слоя следует нажать Add (добавить), для удаления Delete (удалить).
Ниже находится окно просмотра облаков и поле ввода масштаба облаков (Scale). Можно воспользоваться готовыми материалами облаков (для этого нажмите кнопку Load Material) или же можно настроить собственный слой облаков. В самом низу окна находится группа параметров, предназначенная для анимации облаков. Данные параметры мы оставим по умолчанию, ибо мы создаем статичную сцену.
Справа находится множество параметров с иконкой возле каждого, что помогает понять, для чего предназначена данная опция. Итак, в нашем распоряжении следующие параметры:
Altitude – высота туч над землей (в метрах).
Height – высота непосредственно толщи облаков (см. рисунок ниже)
Cover – количество облаков. Чем выше значение, тем большая площадь неба будет заполнятся облаками. Обратите внимание, что при изменении параметра изменяется и иконка возле него.
Density – плотность облаков
Opacity – этот параметр доступен только при использовании спектральной модели атмосферы. Он контролирует расстояние, на котором вы можете видеть другие объекты сквозь слой облаков.
Detail amount (уровень детализации) – отвечает за сглаженность облаков. При низких значениях облака становятся более сглаженными, при высоких – содержат большее количество завихрений. Облака генерируются по фрактальному алгоритму, потому данный параметр можно рассматривать как повышение/понижение уровней фрактального шума.
Altitude variations – вариации в высоте отдельных туч. Чем выше параметр, тем больше будут отличатся высоты, на которых будут располагаться отдельные облака.
Следующие 2 опции доступны лишь при использовании спектральной атмосферы:
Ambient lighting – предназначен для контроля количества света, проникающего внутрь облаков. Чем выше значение, тем ярче становятся облака.
Shadow density – отвечает за плотность теней, отбрасываемых облаками. Чем выше параметр, тем темнее тени. Так же этот параметр контролирует плотность объемных лучей света испускаемых солнцем сквозь тучи (Godrays).
На картинке я отметил солнце, которое можно перемещать не только при помощи параметров в закладке Sun, но и вручную, используя инструмент Move.
Вкладка Sky, Fog and Haze (Небо, туман, дымка):
На этой вкладке можно изменять цвет неба (Sky color), цвет затухания неба на горизонте (Decay color), а также степень затухания и его высоту.
Группа параметров Fog and Haze контролируют цвет тумана (fog color), цвет дымки (haze color), а также плотность и высоту. Glow intensity – интенсивность свечения, scattering anisotropy – рассеивание свечения.Global settings:
Aerial Perspective – понижение детализации и контраста с увеличением расстояния.
Quality boost – отвечает за качество просчет небосвода (объемного света, тумана, дымки и т.п.). Чем выше значение параметра, тем лучше качество картинки, но и время визуализации изменяется в сторону увеличения.
Флажки God Rays и Volumetric sunlight активируют эффекты объемного света.
На этом создание сцены можно считать оконченным. Осталось лишь визуализировать полученный результат.
Для доступа к параметрам визуализации необходимо нажать правой кнопкой мыши на кнопку Render, после чего откроется окно с настройками:
Для финального рендера стоит выбирать пресеты начиная с Final, для того чтобы добиться приемлемого качества. Также следует выбрать вариант расположения визуализированного кадра в положение Render to screen, чтобы видеть процесс рендеринга. Далее выбираем нужное разрешение и можно начинать визуализацию нажав кнопку Render! Однако, как я упоминал ранее, лучше использовать для визуализации Mental Ray, чтобы сократить время расчета. Далее я опишу этот процесс в 3D Max 9+Mental Ray.
В процессе установки Vue 6.05 появляется окно с предложением выбрать программу, с которой вы будите использовать Vue, здесь можно отметить несколько приложений, если нужно. Я выбрал 3D Max 9
После установки Vue, в 3D Max на вкладке utilities должна появиться утилита Vue 6 xStream, нажмите кнопку More и выберите ее из списка. Ниже появятся параметры утилиты. Для визуализации нам потребуется загрузить сцену, нажав кнопку Load. Далее необходимо выбрать файл сцены и открыть его.
Важный момент: для отображения сцены в окне проекции 3D Max нужно, чтобы использовался OpenGL драйвер. В качестве текущего визуализатора должен быть использован Mental Ray.
Далее устанавливаем настройки Mental Ray’а и можно визуализировать! Процесс рендеринга в ментале происходит намного быстрее встроенного в Vue рендера.
После визуализации я загрузил изображение в Photoshop и чуток настроил Levels. Результат проделанной работы можно посмотреть вначале статьи.
Теперь я хотел бы рассказать о создании сферической панорамы. Будем создавать HDRI панораму небосвода.
Для этого необходимо нажать кнопку New Scene и выбрать атмосферу, которая вам подходит. Для создания панорамы воспользуемся стандартной максовской утилитой Panorama Exporter. Нажмите на нее и в параметрах утилиты клацните кнопку Render. В появившемся окне выберите требуемое разрешение и настройки Antialiacing и после нажатия кнопки Render процесс визуализации запустится. Далее сохраняем полученную панораму в HDR формат. Вот и все!:-)
Полученную HDRI можно отредактировать в Photoshop, HDR shop или в другой программе, поддерживающей данный формат.
Здесь вы можете скачать архив со сценой, для ознакомления.
Что дальше?
В этом уроке не были затронуты многие аспекты программы, с которыми вы можете ознакомиться самостоятельно:
- В ходе урока мы использовали стандартный ландшафт, который по качеству проигрывает процедурному (Procedure terrain).
- Также можно изменить параметры каждого растения, добавить например эффект подповерхностного рассеивания к листьям, заменить текстуры и т.п.
- Конечно же, можно попробовать сделать анимацию сцен – это очень просто и увлекательно!
- Интеграция Vue с другими трехмерными редакторами.
На этом урок можно считать оконченным. Далее я хотел бы поделиться ссылками порталов, посвященных Vue:
http://www.e-onsoftware.com-официальный – сайт E-on software, разработчика Vue. Здесь можно скачать бесплатную версию программы, также найти много полезных ссылок и материалов.
http://www.cornucopia3d.com/-замечательный – сайт с форумом, а также контентом для Vue (к сожалению не свободным для скачки)
http://www.geekatplay.com/vuetutorialsnew.php – сайт содержит множество видео уроков, свободных для просмотра прямо на сайте!
http://www.tdt3d.com/tutoriels.php?pg=Vue_courses – свободные для просмотра видео уроки (на французском)
Надеюсь, этот урок был для вас интересен и полезен! Если возникнут вопросы, пишите на 3DH8ER@Gmail.com.