Отрывок из книги: "Autodesk 3ds Max 2008 за 26 уроков". По зеленой глади моря

Отрывок из книги
Autodesk 3ds Max 2008 за 26 уроков. 3D Studio max 2008

Бондаренко Сергей Валериевич, Бондаренко Марина Юрьевна

Компьютерное издательство "Диалектика"

Занятие 20. По зеленой глади моря...

Создание реалистичного окружения

Основная тема этого занятия — создание реалистичного окружения. Вы сможете углубить свои знания, которые касаются освещения и материалов, а также изучите новые для вас инструменты — камеры и атмосферные эффекты. Мы также рассмотрим основные параметры визуализации изображения.

Как всегда, сначала немного теории.

Атмосферные эффекты

В трехмерной графике некоторые объекты воссоздать довольно сложно. Если требуется смоделировать автомобиль, мебель или здание, это можно сделать, используя средства полигонального, сплайнового или любого другого способа моделирования. Но как воссоздать объект, который не имеет постоянной формы, например облака?

В 3ds Max создание облаков, дыма, огня и тумана реализовано с помощью эффектов группы Atmosphere (Атмосфера). Для того чтобы добавить их в сцену, нужно выполнить команду Rendering>Environment (Визуализация>Окружение) или нажать клавишу <8>. В окне Environment and Effects (Окружение и эффекты) щелкните на кнопке Add (Добавить) в свитке Atmosphere (Атмосфера) и выберите нужный эффект. После добавления эффекта в окне Environment and Effects (Окружение и эффекты) появятся настройки эффекта. Чтобы удалить эффект из сцены, достаточно щелкнуть на кнопке Delete (Удалить).

Есть четыре основных атмосферных эффекта: Fire Effect (Эффект огня), Fog (Туман), Volume Fog (Объемный туман) и Volume Light (Объемный свет). Остановимся на них подробнее.

Fire Effect (Эффект огня)

Этот эффект создает иллюзию наличия пламени в кадре. Пламя не имеет строгих границ и на протяжении всей анимации изменяет свою форму. Чтобы определить, где именно в сцене будет виден огонь, указывается объем, в котором происходит эффект горения. Данный объем определяется размерами вспомогательного объекта — так называемого габаритного контейнера Гизмо. Его необходимо добавить в сцену, после чего указать его в настройках эффекта, выбрав в раскрывающемся списке свитка Gizmos (Габаритные контейнеры Гизмо).

В 3ds Max есть три разновидности этого объекта: BoxGizmo (Параллелепипед Гизмо), CylGizmo (Цилиндр Гизмо) и SphereGizmo (Сфера Гизмо) (рис. 20.1). Они расположены в списке Atmospheric Apparatus (Габаритный контейнер атмосферного эффекта) категории Helpers (Вспомогательные объекты) вкладки Сreate (Создание) командной панели.

Рис. 20.1. Габаритные контейнеры Гизмо

Объекты различаются между собой формой. Например, если для эффекта горения используется габаритный контейнер SphereGizmo (Сфера Гизмо), то пламя распространяется в шаре. Огонь не выходит за пределы объема, ограниченного Гизмо. В отличие от настоящего огня, пламя в 3ds Max не оказывает никакого воздействия на близлежащие объекты — они не деформируются и не чернеют.

Цвет пламени задается тремя основными оттенками: Inner Color (Внутренний цвет), Outer Color (Внешний цвет) и Smoke Color (Цвет дыма). Для того чтобы изменить цвет каждого из параметров, щелкните на образце цвета.

Форма огня бывает разной. Используя параметры области Shape (Форма), можно выбрать тип с отдельными языками пламени (Tendril) или сплошной, как шаровая молния (Fireball).

Для анимации пламени используются параметры области Motion (Движение): Phase (Фаза) и Drift (Поток). Первый позволяет задать положение пламени, и с его помощью можно управлять скоростью горения. Параметр Phase (Фаза) должен быть анимирован. Параметр Drift (Поток) определяет скорость разрастания пламени.

Поскольку огонь часто используется при моделировании взрывов, в настройках Fire Effect (Эффект огня) имеются дополнительные параметры, позволяющие автоматически анимировать взрыв на основе значений параметра Phase (Фаза). Чтобы задействовать их, установите флажок Explosion (Взрыв) в одноименной области и задайте диапазон кадров, в течение которых должен наблюдаться эффект. С помощью флажка Smoke (Дым) можно управлять наличием дыма.

Fog (Туман)

Данный эффект имитирует такие атмосферные явления, как туман и смог. Можно указать цвет тумана (Color), назначить этому эффекту текстурную карту (Environment Color Map), а также карту прозрачности (Environment Opacity Map), рисунок которой будет определять плотность тумана. Флажок Fog Background (Туман на фоне) добавляет туман к фону сцены.

Эффект Fog (Туман) позволяет смоделировать туман двух типов: Standard (Стандартный) и Layered (Слоеный). Отличие между ними заключается в том, что первый становится разреженным по мере удаления от камеры, а плотность тумана типа Layered (Слоеный) зависит от высоты. Кроме того, при использовании типа Layered (Слоеный) появляется возможность добавления дополнительных слоев тумана в сцену.

Volume Fog (Объемный туман)

Этот эффект дает возможность добавить в сцену туман, который более реалистичен, чем получаемый с помощью эффекта Fog (Туман). Плотность тумана, созданного с помощью эффекта Volume Fog (Объемный туман), неоднородна. Благодаря этому в тумане образуются прореженные области, как будто образованные дуновением ветра (рис. 20.2). Эффект Volume Fog (Объемный туман) может наблюдаться только через камеру или вид Perspective (Перспектива).

Рис. 20.2. Используя эффект Volume Fog (Объемный туман), можно управлять положением тумана в сцене

Как и в случае с Fire Effect (Эффект огня), для ограничения объема распространения эффекта можно использовать габаритный контейнер Гизмо, однако этого можно и не делать. Если габаритный контейнер не выбран, то эффект распространяется по всей сцене.

Volume Light (Объемный свет)

Когда луч света проходит сквозь атмосферу, наполненную небольшой дымкой, он становится виден. Например, если луч попадает в темную комнату через едва приоткрытую дверь, становятся видны пылинки, и свет становится объемным. Эффект объемного света также хорошо заметен в кинотеатре, возле объектива проектора.

Эффект объемного света идеально подходит для моделирования таких сцен, как свечение фар автомобиля в ночное время, свет от маяка, имитация освещения в театре и т.д. (рис. 20.3).

Рис. 20.3. Эффект объемного света

Обязательное условие для создания этого эффекта — наличие источника света в сцене. В настройках эффекта Volume Light (Объемный свет) нужно указать источник, щелкнув на кнопке Pick Light (Указать источник света).

Эффект объемного света можно добавить в сцену, используя параметры источника света. Для этого в свитке Atmospheres & Effects (Атмосфера и эффекты) настроек источника света щелкните на кнопке Add (Добавить) и выберите эффект в окне Add Atmosphere or Effect (Добавить эффект или атмосферное явление). Для настройки добавленного эффекта выделите его в свитке Atmospheres & Effects (Атмосфера и эффекты) и щелкните на кнопке Setup (Настройка).

Для этого эффекта можно установить два цвета, которые будут определять изменение оттенка объемного света от области с максимальной плотностью свечения до полного затухания. Чтобы цвет эффекта изменялся, нужно установить флажок Use Attenuation Color (Использовать изменение цвета для затухания) в области Volume (Объем).

Для большей реалистичности можно использовать зашумленность световой дымки. Чтобы параметры зашумленности влияли на вид эффекта, необходимо установить флажок Noise On (Включить зашумленность) в области Noise (Зашумленность).

Дымка в луче света может изменяться под действием ветра. Ее можно анимировать, используя параметр Phase (Фаза).

Виртуальные камеры

При создании трехмерной анимации не обойтись без виртуальных камер. Они выполняют те же функции, что и настоящие камеры во время съемки фильма, однако гораздо удобнее в обращении. Во-первых, их можно разместить в любой точке пространства, во-вторых, их может быть неограниченное количество, и, в-третьих, они обладают идеальными для камеры характеристиками. Например, у виртуальной камеры не возникает проблем при съемке в условиях плохой освещенности. Несмотря на это, виртуальные камеры могут имитировать эффекты, которые присущи настоящим камерам и обусловлены их конструкцией. Это эффекты глубины резкости и смазанного движения. Кроме того, для виртуальной камеры, как и для настоящей, можно устанавливать фокусное расстояние, выбирать тип линз и т.д.

Поскольку виртуальные камеры — это вспомогательные объекты, на конечном изображении их не видно. Даже если в сцене несколько камер, ни одна из них не попадет в объектив другой камеры. Не видны они также в отражении зеркальных объектов.

В 3ds Max виртуальные камеры представлены отдельной группой объектов Cameras (Камеры). Камеры бывают двух видов: Target (Направленная) и Free (Свободная). Направленная камера состоит из двух частей: самой камеры и мишени (рис. 20.4). Разница между направленной и свободной камерами заключается в том, что направленная камера всегда нацелена на мишень. Ее очень удобно использовать, когда необходимо привязать камеру к какому-нибудь объекту. Например, если снимается сцена с летящим по небу самолетом или со спортсменом, бегущим по дорожке, или с автомобилем, который едет по трассе. Направленная камера позволяет все время держать в кадре основной объект съемки.

Рис. 20.4. Направленная камера состоит из самой камеры и мишени

Для привязки объекта к мишени камеры можно использовать несколько способов. Например, сгруппировать объект и мишень или использовать кнопку Select And Link (Выделить и связать) основной панели инструментов.

Камера добавляется в сцену, как любой другой объект, — после щелчка на кнопке с ее названием в категории Cameras (Камеры) нужно щелкнуть в том месте окна проекции, куда ее необходимо добавить. Однако существует гораздо более удобный способ добавления камеры — создание ее из вида. Выбрав в окне проекции вид, удачный для съемки, выполните команду Create>Cameras>Create Camera From View (Создание>Камеры>Из вида) или нажмите комбинацию клавиш <Ctrl+C>.

Если в сцене есть одна или несколько камер, то вы можете включить в окне проекции вид из любой из них. Это делается точно так же, как и при выборе вида в окне проекции, — в подменю Views (Виды) контекстного меню окна проекции, которое вызывается щелчком правой кнопкой мыши на его названии в левом верхнем углу окна (рис. 20.5). Быстро переключиться в вид из камеры можно также, нажав клавишу <С>. Если в сцене несколько камер, то при нажатии клавиши <С> происходит переключение в вид из той камеры, которая была выделена. Если же ни одна камера не была выделена, откроется окно Select Camera (Выбрать камеру) (рис. 20.6), в котором можно выбрать камеру, через объектив которой будет показан вид.

Рис. 20.5. Выбор камеры в подменю Views (Виды)

Рис. 20.6. Окно Select Camera (Выбрать камеру)

Параметры визуализации

Конечным результатом работы над трехмерным проектом может быть либо трехмерная модель, либо мультимедийный файл (графика или видео). В первом случае результаты могут быть использованы для разработки компьютерных игр. Мультимедийные файлы, как правило, представляют собой практически готовый продукт. Проще говоря, программа визуализирует изображение трехмерной сцены с объектами, которые в ней присутствуют.

Уверены, что, дойдя до этой главы, вы уже имеете некоторое представление о визуализации в 3ds Max. Мы уже говорили о визуализации сцены, когда рассматривали работу с источниками света и текстурами, ведь, как вы уже знаете, в окнах проекций трудно оценить, как будет выглядеть сцена с готовыми материалами и параметрами освещения.

Как вы уже знаете, для быстрого просчета сцены с текущими параметрами визуализации используется клавиша <F9> или кнопка Quick Render (Production) (Быстрая итоговая визуализация) основной панели инструментов. При этом открываются два окна — Rendering (Визуализация) и Virtual Frame Buffer (Виртуальный буфер кадра).

Окно Rendering (Визуализация)

Окно Rendering (Визуализация) является информационным (рис. 20.7). Оно содержит две строки состояния, отражающие процесс просчета изображения. В верхней строке демонстрируется степень готовности анимационного проекта, который содержит более одного кадра, а в нижней строке показано, как идет просчет текущего кадра. В окне Rendering (Визуализация) можно посмотреть, сколько объектов и источников света содержится в сцене, из какого вида выполняется визуализация, какое разрешение имеет выходной файл, сколько памяти расходуется на просчет.

Рис. 20.7. Окно Rendering (Визуализация)

Если визуализируется анимация, то в окне Rendering (Визуализация) можно также увидеть, какой по счету кадр просчитывается, сколько времени было затрачено на визуализацию предыдущего кадра, сколько всего кадров будет просчитано и сколько примерно времени требуется программе на завершение задачи.

Стоит заметить, что приложение выводит эти данные, основываясь на том, сколько времени было потрачено на визуализацию уже готового фрагмента, поэтому если оставшаяся часть изображения более сложная для просчета, чем та, которая уже визуализирована, программе понадобится больше времени, чем она предполагает.

Окно Virtual Frame Buffer (Виртуальный буфер кадра)

Следить за процессом визуализации можно в окне Virtual Frame Buffer (Виртуальный буфер кадра). В нем изображение сцены генерируется по мере того, как она визуализируется (рис. 20.8). После завершения визуализации полученное изображение можно сохранить, щелкнув на кнопке Save Bitmap (Сохранить рисунок), а также просмотреть его с отключенным красным, синим или зеленым каналом и в монохромном режиме. Если щелкнуть на кнопке Copy Bitmap (Копировать изображение), просчитанная картинка будет скопирована в буфер обмена Windows.

Изображение в окне Virtual Frame Buffer (Виртуальный буфер кадра) сохраняется до тех пор, пока не будет выполнена следующая визуализация.

Рис. 20.8. Окно Virtual Frame Buffer (Виртуальный буфер кадра)

Если нужно сравнить два последних изображения, которые были визуализированы, щелкните на кнопке Clone Rendered Frame Window (Копировать окно буфера кадра) после первой визуализации. После этого измените параметры сцены и визуализируйте ее еще раз. Используя возможность копирования окна буфера кадра, можно также просматривать одно и то же изображение в разных режимах (цветное, монохромное и т.д.).

Чтобы очистить окно буфера кадра, используйте кнопку Clear (Очистить).

Окно Render Scene (Визуализация сцены)

Для настройки визуализации используется окно Render Scene (Визуализация сцены) (рис. 20.9). Чтобы открыть его, выполните команду Rendering>Render (Визуализация>Визуализировать) или нажмите клавишу <F10>.

Рис. 20.9. Окно Render Scene (Визуализация сцены)

Окно Render Scene (Визуализация сцены) содержит пять вкладок: Common (Общие), Renderer (Визуализатор), Render Elements (Элементы визуализации), Raytracer (Трассировщик), Advanced Lighting (Дополнительное освещение). Чаще всего используются параметры вкладки Common (Общие). Рассмотрим подробнее наиболее важные настройки свитка Common Parameters (Общие параметры) данной вкладки.

Time Output (Выходные настройки диапазона)

В этой области указывается, что именно будет визуализироваться. Если ваша сцена является статическим изображением, то вам подойдет положение переключателя, установленное по умолчанию, — Single (Только текущий кадр). Если нужно визуализировать более одного кадра (при создании анимации), можно использовать одно из положений переключателя — Active Time Segment (Текущий промежуток времени), Range (Диапазон кадров) или Frames (Кадры).

В первом случае будут визуализированы все кадры, к которым можно получить доступ с помощью ползунка анимации. По умолчанию это первые 100 кадров.

Установив вариант Range (Диапазон кадров), можно вручную указать диапазон кадров, которые должны быть визуализированы. При выборе вариантов Active Time Segment (Текущий промежуток времени) и Range (Диапазон кадров) становится доступен параметр Every Nth frame (Каждый N-ный кадр), с помощью которого можно визуализировать только некоторые кадры из выбранного диапазона. Например, если для этого параметра задать число 4, то будет визуализирован каждый четвертый кадр.

Наконец, при выборе варианта Frames (Кадры) можно вручную задать кадры, которые должны быть просчитаны. При указании этого варианта номера кадров нужно ввести в поле через запятую или тире. Во втором случае будет визуализирован указанный диапазон. Например, при вводе значения 1,3,6-8 будут визуализированы первый, третий, шестой, седьмой и восьмой кадры.

Output Size (Размер выходного файла)

В этой области задаются параметры выходного файла. С помощью параметров Width (Ширина) и Height (Высота) определяется разрешение файла, которое по умолчанию составляет 640´480.

Для профессиональной визуализации имеется набор предварительных установок выходного разрешения, например для 35-миллиметровой пленки или для формата HDTV. Одну из предварительных заготовок можно выбрать из раскрывающегося списка Output Size (Размер выходного файла). По умолчанию в этом списке установлен вариант Custom (Пользовательский). Каждому формату выходного файла соответствует несколько вариантов разрешения, которые можно быстро задавать с помощью кнопок. Для варианта Custom (Пользовательский) это разрешения 320´240, 720´486, 800´600, а также исходное — 640´480.

Если вы хотите выбрать разрешение вручную, обратите внимание на соотношение размеров. Чтобы оно оставалось неизменным, щелкните на кнопке с изображением замка возле параметра Image Aspect (Соотношение размеров изображения). В этом случае при изменении одного из параметров (длины или ширины), будет изменяться другой, а соотношение размеров останется прежним.

Options (Настройки)

Данная область содержит несколько флажков, которые позволяют ускорить просчет тестовых вариантов изображения. В этом случае можно отключить визуализацию некоторых компонентов сцены. К ним относятся Atmospherics (Атмосферные явления), Effects (Эффекты), Displacement (Смещение), Render Hidden Geometry (Визуализация скрытой геометрии), Area Lights/Shadows as Points (Пространственные источники света/тени как точки), Force 2-Sided (Материалы как двусторонние) и т.д.

Render Output (Выходные настройки визуализации)

В этой области настроек содержатся параметры сохранения на диск файла, полученного в результате визуализации. Щелкнув на кнопке Files (Файлы), можно определить тип файла, его название и папку, в которой он будет сохранен. Обратите внимание на то, что если визуализируется анимация, а в качестве выходного формата указан графический формат (BMP, JPEG, TIFF и пр.), то результаты будут сохранены в виде цепочки кадров.

Если вы визуализируете анимацию в виде цепочки кадров в несколько этапов, имеет смысл установить флажок Skip Existing Images (Пропустить существующие кадры). Благодаря этому кадры, которые уже имеются в выбранной папке, записываться не будут.

Если снять флажок Rendered Frame Window (Окно буфера кадра), во время визуализации не будет отображаться окно буфера кадра и просчет будет происходить немного быстрее. При этом вы получите незначительное увеличение скорости, но если нужно визуализировать анимацию с большим количеством кадров, то он будет заметен.

Флажок Net Render (Сетевая визуализация) активизирует режим визуализации по сети.