Основные примеры и принципы искусственного освещения в Vray
Привет всем. Это третий и последний урок от меня посвящённый визуализатору Vray. В уроке используются 3D Studio Max 2009 Design, Vray 1.5 SP2, Photoshop CS3.
Ссылки на предыдущие уроки:
http://render.ru/books/show_book.php?book_id=604
http://render.ru/books/show_book.php?book_id=632
Все картинки примеров кликабельны и без пост-обработки.
А. Подсветка
Подсветку можно создать или иммитировать несколькими способами: используя простой самосветящийся материал; используя VrayMtlOverride; используя Vray Light Plane.
Для начала замечу, что если вы хотите получить правильное реалистичное освещение интерьера/экстерьера, то нужно располагать источники света (ИС) также и в таком же количестве, как в реальной жизни, хотя при грамотной растановке света количество ИС можно оптимизировать ради скорости рендера (исключением является Вирей небесный портал, используемый в дневном освещении… используется больше для получения качественной картинки, нежели для физ. корректности, так как особых различий в освещении с ними или же без них я не заметил, а вот качество рендера без них явно страдает).
Итак, начнём. Для начала я вам покажу всё на мелких примерах, затем их реализую в интерьере.
1. Самосветящийся материал.
Система рендера во всех примерах, как и в предыдущих уроках: гамма 2,2 + вирей физическая камера, разве что Вирей сан и скай мы не будем использовать :)
Описание методов пойдёт от простейшего к сложному, параллельно я опишу преиммущества и недостатки методов.
Рассмотрим освещение на примерах простой подстветки и самосветящейся сферы (настройки рендера во всех примерах, как и в уроке будут одинаковы – в конце урока вы их увидете).
Во всех простых примерах будет использоваться одна и та же сцена (бокс с перевёрнутыми нормалями размерами 300Х300Х300 см) с небольшими изменениями в примерах.
Настройки Вирей камеры во всех примерах будут использоваться одинаковые: f-number – 8, shutter speed – 175, film speed (ISO) – 1000.
В этом примере я использовал простой VrayLightMtl с множителем 20. Почему именно 20? Всё просто: мы используем Вирей камеру, которая в зависимости от настроек, принимает больше/меньше света. У многих часто возникали подобные вопросы: «всё делаю по вашему уроки, только объекты с самосветящимися материалами получаются серые и совсем не светят. Почему?» Ответ: надо повысить множитель, вирей камера принимает мало света.
Свет исходит от сферы и от дырки в потолке, где тоже есть бокс с тем же самосветящимся материалом.
Теперь мы отключим свет от сферы, задав ей простой материал и посмотрим на результат.
Как вы можете заметить, количество света уменьшилось, что естественно :), но при этом появились небольшие пятна и артефакты, которые хорошо видны на поверхности сферы. Попробуем увеличить площадь самосвета на потолке и посмотрим на результат.
Освещённость увеличилась, артефакты и пятна пропали. Вывод: VrayLightMtl стоит использовать на объектах с большой площадью, к примеру: барисоль с подсветкой. Преиммущества: выигрышь в скорости за счёт не использования ИС. Недостатки: могут возникнуть пятна и артефакты.
2. Самосветящийся материал с помощью VrayOverrideMtl.
Преиммущество создания самосвета данным способом в качестве. Получение света даже из самосветов с малой площадью выдаёт минимум артефактов, которое может быть решено повышением качества GI. В этом примере используется именно такой материал: в первый слот сиего материала назначается VrayLightMtl с множителем 15, во второй слот – тот же материал, что и в первом слоте с множителем 15-20 (первый слот отвечает за яркость самосвета, второй – за интенсивность освещения).
Если открыть 2-й и 4-й примере в Windows Picture and Fax Viewer и переключать, сравнивая результаты, то можно заметить, что в четсвёртом примере артефакты и пятна на стенах пропали. Преиммущества: выигрышь в скорости за счёт не использования ИС. Недостатки: при использование самосветов с малой площадью могут возникнуть небольшие пятна и артефакты, которые лечатся за счёт повышения качества GI.
3. Самосветящийся материал с помощью VrayOverrideMtl + Vray Light Plane.
Этот метод воистину очень правильный, точный и качественный. Единственным его недостатком может быть небольшое уменьшение скорости рендера, которое будет зависеть от количества ИС, используемых в сцене.
Так как в этом примере мы хотим совместить самосвет и ИС, то стоит уменьшить интенсивность свечения самосвета, уменьшив множитель материала во втором слоте до 6-8. Так как роль ИС играет самосвет, а сам ИС всего лишь является его генератором, то: в настройках Вирей Лайта я включил галочку Invisible (невидим) и отключил галку Affect reflections (воздействовать на отражения). Количество Subdivs я повысил до 40. Сам ИС я расположил чуть ниже самосвета сделав его площадь 40Х40 см (площадь самосвета 50Х50 см). В настройках ИС параметров Intensity единицы свечения я выбрал Люмены (Luminous Power) и задал множитель свечения на 15 000 люмен.
Как видите, артефакты полностью исчезли без повышения качества GI.
4. Рассмотрим более сложные примеры реализации подсветки.
В этом примере часть потолочного проёма занимает колона 50х50 см в сечении. Остальная часть проёма заполнена самосветом, а под самоветом расположено 4 вирейлайта, заполняющию площадь самосвета. Так же по стене я пустил балку (имитатор потолочного карниза), а над ней провёл сплайн, у которого включена толщина и опция Renderable. К сплайну применён материал VrayOverrideMtl, множитель излучения света которого равен 30, а множитель яркости – 15. Примечание: не стоит обращать внимание на артефакты с внутренней стороны балки, обращённой к стене, они не играют никакой роли и не имеют никакого значения для данной сцены.
Б. Точечные ИС/Споты/Spotlights
Так же, как и подсветку, споты можно реализовать несколькими способами: Vray Light Plane, Vray Light Plane + Vray Light Sphere, Photometric Light.
1. Использование Вирей Лайт плэйна:
Тут всё просто. Под круглым или квадратным спотом размещаются небольшие Вирей Плэйны со включённой галочкой Invisible и отключённой галкой Affect reflections. Сабдивы на ИС можно назначить от 20 до 30 ввиду их маленьких размеров (не больше 10 см в диаметре спота), а если таких спотов много и под каждым нужно ставить ИС, то количество сабдивов можно понизить и до 12-16. В этом примере я использовал три спота с тремя ИС по 24 сабдива на каждом и с множителем светимости в 12000 Люмен каждый (не забывайте копировать одинаковые объекты/ИС инстансами – не придётся по отдельности у каждого ИС изменять множитель светимости).
Как видите, мы получили чёткие тени. Если вы хотите получить размытые тени, увеличьте площадь ИС.
2. Вирей Лайт Плэйн + Вирей Лайт Сфера:
Тоже простой метод. Я просто расположил вирей сферы под вирей плэйнами из предыдущего примера. Всё что нужно – это их компенсировать. Вирей плэйна у меня размером 12Х12 см (в Максе учитывается половина длинны и половина ширины – 6Х6 см), а радиус Вирей сферы – 3 см. Интенсивность вирей плэйнов – 8000 Люмен, вирей сфер – 4000 Люмен. Для чего это делается? Ведь сферы излучают свет не только вниз, но и во все стороны. Делается это для получения эффекта ореола/ауры/световой короны вокруг спотов, называйте, как хотите :). Обычно, такие ореолы присутствуют вокруг полусферических спотов, которые рассеивают свет вокруг себя.
3. Использование фотометрических источников света.
В этом методе есть несколько моментов, на которые я хотел бы обратить ваше внимание.
Во-первых, я использовал IES-файл для получения такого свечения, как на рендере. В настройках фотометрика параметр Distribution надо переключить на WEB, а потом в свитке параметров WEB нажать на кнопку web-file и выбрать нужный/понравившийся вам IES (скачать можно на сайтах производителей ламп и светильников/ну или ещё где-нибудь – интернет большой:)). Множитель светимости ИС я назначил в 13000 Люменов. А теперь главное, включив галочку Shadow on в настройках ИС, выберите тип теней Vray Shadow. Далее всё оставьте по умолчанию. В свитке параметров Vray Shadow Parametrs есть одна опция, которую очень многие любят, не смотря на то, что это сильно тормозит рендер. Это галка Area Shadows. Включив её и настроив Сабдивы на лучшее качество (чем больше, тем лучше) вы получите мягкие тени от фотометриков (в моём примере тени чёткие). Смотрится красиво, но рендерится долго. Тот же эффект можно повторить в фотошопе. Ну и последнее, Вирей не очень то и дружит с фотометриками с использованием IES, ибо при большом их количестве в сцене рендер всё равно будет тормозится. В Версии Вирея 1,5 SP2 появилось решение данной проблемы – новый тип источников света Vray IES.
Примечание: в комбинации самосвет + ИС стоит отключить генерацию GI у самосвета, дабы избежать лишних пятен и артефактов в конечном результате. Выделите самосветящийся объект, нажмите RMB (для тех кто не знает, это правая кнопка мыши :) )=>Vray Properties=>в открывшемся окне отключите галочку Generate GI (спасибо Сергею aka Saluto за совет).
В. Абажур
Кто как, а я знаю лишь единственный правильный, красивый и быстрый метод реализации света от абажуров :).
Воспользуемся моделью из третьего сборника Эвермоушн для экспериментов :)
Итак, я назначил абажуру материал Vray2Sidedmtl – очень хороший материал и помогает разрешить мне много проблем со стёклами,витражами, подсвеченной тканью, абажуром и прочим :)
Настройки этого материала довольно таки просты. В первый слот я назначил обычный Вирей материал с желтоватым диффузным цветом и с некоторой степенью преломления (серый цвет Refraction), IOR материала я назначил 1,02.
Если во второй слот не назначать материала, то во втором слоте будет использоваться по умолчанию тот же материал, что и в первом слоте. Для лучшей пропускаемости света цвет Transclusency я сделал светлосерым.
Внутри абажура я поставил Вирей лайт сферу со значением светимости 10000 Люмен. Так же цвет светимости я назначил такой же, как цвет абажура. Включил галку Invisible и отключил галку Affect Reflections.
Г. Настенный фонарь (или любой другой, хоть уличный):
Здесь тоже очень простой способ реализации. Главное внутри фонаря расположить Вирей Лайт Сферу, как в предыдущем примере с такими же настройками и запустить рендер.
Д. Неоновая лампа
В принципе, реализация данного типа освещения очень проста и решается с помощью простого VrayLightMtl, или того же VrayOverrideMtl, но мы воспользуемся более продвинутым методом :). Этот метод я придумал сам сравнительно недавно, хотя может кто-то уже делал такое до меня, я же дошёл до этого сам и результат меня устроил :). Итак, воспользуемся обычным цилиндром, который будет иммитировать неоновую лампу. Создадим Вирей Плэйн Лайт, который будет чуть меньше размеров цилиндра по высоте, но не по ширине. Настройки вирей лайта таковы:
Интенсивность – 5000 Люмен
Cast Shadows – гененрировать тени
Double-Sided – излучение света плэйном как вперёд, так и назад
Invisible – невидимый ИС (в режиме «невидимости» ИС галку Affect Reflection/воздействие на отражения стоит отключить, ибо если ИС невидим, то и в зеркалах не должен отражаться – типа вампир наоборот :))
Остальное оставляем без изменений.
Теперь главное, скопируйте вирей лайт, используя вращение по оси Z на 90 градусов.
Е. Лучевая корона от точечных источников
Тут всё просто :)
Освещение делается тем же методом, что и в примере с обычной короной спотов, но с одним маленьким изменением. Под вирей лайт плэйн ставится не сфера, а стандартный ИС Free Direct, направленный в центр спота (вверх к потолку). Множитель Директа я установил 30. Далее открываем свиток параметров Advanced options и жмём на кнопочку Projection Map, в открывшемся окне выбираем карту Bitmap и выбираем эту карту
Или любую другую, которую вы сможете достать или нарисовать :) Дело вкуса.
Спасибо моему другу Никите aka Nik за предложение «просто попробовать создать решение создания лучевой короны», ну и просто за вдохновение :)
Изначально мы с Никитой предпологали два других метода решения, которые позже предложил и Сергей aka Saluto:
1. Использовать плэйн с материалом и картой прозрачности для имитации эффекта, через карту Mix. Далее яркость короны можно было бы контролировать параметром Output Amount в настройках самой текстуры (текстуры для диффуза, а не карты прозрачности!). Чем выше параметр, тем ярче корона (Сергей предложил, по сути, то же самое, только через материал VrayBlend).
2. Использовать правильно подобранный фотометрический ИС.
Ж. Люстра
С люстрами чуток сложнее, ибо люстры бывают разные и количество лампочек в них различное.
На 5 лампочек задал самосветящийся материал, и над каждой из них поставил вирей лайт сферу радиусом в 4 см и интенсивностью в 5000 люмен.
З. Частные примеры
«Аквариум»:
Ну, что тут сказать? :)
Всё так же, очень просто.
Над поверхностью воды внутри аквариума создал вирей лайт плэйн с множителем светимости в 15 000 Люмен.
Неоновая подсветка или Irradiance map VS Irradiance map + DE
В этом примере мы рассмотрим создание неоновой подсветки, скажем, к примеру, хромированного текста.
Вроде бы не плохо, но вот только есть пятна вокруг текста, это с учётом того, что рендер настроен на высокое качество. Попробуем изменить ситуацию, включив DE (Detail Enhancement) в настройках Irradiance Map. Параметр Scale поменяем на World, значение Radius укажем 15 см и параметру Subdivs mult присвоим значение 0,5 (хотя можно оставить и по умолчанию – 0,3).
Так куда лучше :) Картинка стала чётче, свечение вокруг текста стало равномерным и без пятен.
Разница лишь в затрате времени, которым вы готовы пожертвовать или нет :). Для такой простой сцены разница не большая: первая картинка рендерилась 4 минуты 44 секунды, вторая – 5 минут 27 секунд (Core2Duo E6750 2.65 Ghz, 4 X 1 Gb 800 Mhz Ram). Но в более сложных сценах разница может быть ощутима (опять таки, всё зависит от возможностей вашего компа). Хотя получаемое качество того стоит :)
Теперь перейдём от общего к частному :)
Рендеры интерьера при дневном освещении (всё по старой схеме из комбинации первого и второго уроков + пост-обработка в Фотошопе). Спасибо MANUL-у за некоторые модели, использованные в этой сцене :)
Теперь приступим к искусственному освещению.
Итак, я удалил Вирей Скайлайт портал перед окном, затем та же участь постигла и Вирей Сан. Далее избавляемся от Вирей Ская во всех слотах, в которых он у вас назначен (энвайронмент и Вирей энвайронмент). В отключённые лампы на тумбочках (ночники) воткнём по вирей лайт сфере (как в примере с абажуром) с интенсивностью свечения в 10000 люмен. Бра на стене оставил отключённым. Свечение от спотов + лучевую корону оставил без изменений (как в примерах, описанных выше).
Довольно таки хорошо (с учётом пост-обработки, которая сделала тени выразительнее :) )
Как вы можете заметить, время рендера на моём 2-хядерном Core2Duo E6750 2.66 GHz заняло 1 час 3 минуты (DE был включён).
Теперь попробуем включить люстру :). Замечу, что время рендера возрастёт из-за увеличения количества источников света. Просто вставим в люстру три вирей лайт сферы, которые будут имитировать лампочки с интенсивностью свечения в 6000 Люмен каждая.
Ну вот, результаты у вас перед глазами :)
Теперь перейдём к последней части урока.
Настройки рендера
Они не особо отличаются от настроек в последнем уроке (который про экстерьер), но всё же не плохо будет повторить ранее описанное для закрепления :) Затрону только те настройки, которые я изменил в отличие от настроек «по умолчанию»
Vray: Color Mapping
Тип колор мэппинга – Рэйнхард. Этот тип колор мэппинга является альтернативой экспоненте (Exponential) и линейному умножению (Linear multiply).
Burn Value – сила засветов. Если параметр равен нулю, то Рэйнхард работает по экспоненте и сводит засветы к минимуму, если равен еденице, то Рэйнхард работает по линейному умножению и приводит засветы к максимуму (хотя значение можно сделать и выше). В данном случае я выбрал значение 0,35, что ближе к экспоненте, но не убирает засветы совсем.
Гамма 2,2. Для меня это уже дефолт. Всю информацию по гамме можете посмотреть в первом уроке.
Галки справа включаю всегда, что избавляет от чёрных каёмок вокруг засветов и бликов.
Vray: Indirect illumination (GI)
Всегда использую связку Irradiance Map (IM) + Light Cache (LC), ибо это связка самая быстрая по скорости рендера. Но, если вы хотите больше точности, используйте Irradiance map + Brute Force.
Галка Refractive сама по себе включена по умолчанию, просто хочу обратить на неё ваше внимание: отключение оной приведёт к тому, что свет не будет проникать сквозь прозрачные поверхности.
Множитель вторичного отскока я всегда понижаю до 0.85 для уменьшения эффекта Color Bleeding (воздействие одного цвета на другой) и избавления некоторых проблем при просчёте LC (к примеру: затяжного рендера. Я иногда грешу с геометрией, если тороплюсь, что и приводит к затяжному рендеру. Правильное и аккуратное моделирование – первый залог беспроблемного рендера). Более корректней будет устанавливать значение для вторичных отскоков равное 1.
Группа параметров Post-processing:
Saturation – насыщенность. Напрямую отвечает за эффект Колор блидинга, о котором говорилось абзацем выше. Чем меньше значение, тем слабее цвета воздействуют друг на друга.
Contrast Base – контрастность глобального освещения.
Vray: Irradiance Map
Настройки карты светимости. Обычно я выставляю настройки по умолчанию – пресет High. Но в этом случае я включил Detail enhancement, поэтому настройки слегка изменились.
Пресет – Custom (настраиваемый)
Min rate -3/ Max rate -1 – что равносильно пресету Medium, но треши (пороги/thresh справа от рейтов выделенные красным) я назначил так: Clr thresh 0.3/ Nrm thresh 0.1/ Dist Thresh 0.1 – что равносильно пресету High. Получилась комбинация из двух пресетов: рейты – средние, треши – высокие. Вы можете задать вопрос: «А почему бы и рейты не сделать высокими?» Отвечу: в этом нет необходимости. Рейты отвечают за качество просчёта карты светимости, но так как мы включили DE, что само по себе уже есть качественный просчёт, то можно понизить рейты до среднего уровня (не стоит их слишком сильно занижать: карта светимости с DE и средними рейтами всегда лучше, чем карта светимости с DE и низкими рейтами).
Галку Multipass я отключил, что позволяет повысить скорость рендера за счёт того, что карта светимости будет просчитываться в один проход (если у вас многоядерный процессор – смело отключайте эту галку).
Sample lookup я переключил на Overlaping, что поможет нам избавится от «ваты» и пятен на карнизах к примеру.
Check Samples visibility – проверять видимость сэмплов. Эта опция может быть полезной для предотвращения «утечки света», к примеру в углах или на стыках стен и потолка, где могут возникнуть световые пятна. Карта светимости просчитывается точнее в этом случае, но скорость рендера понижается.
Vray: Light Cache
Настройки карты света.
Sample size – размер сэмпла. Я выставил значение равное 0,04, что сделает карту света слегка размытой (чтобы избавиться от артефактов).
Number of passes – количество проходов. Я выставил значение два, ибо у меня двухядерный процессор.
Filter – отключил, ибо использование оного приводит к торможению просчёта IM. Вместо него я включил префильтрацию равную 100 и включил галку Use LC for glossy rays, что позволит ускорить рендер за счёт того, что глоззи эффекты будут просчитываться внутри LC (иными словами запекание глоззи в LC).
Vray: DMC Sampler
Adaptive amount – количество адаптивности. Чем меньше, тем лучше, но тем дольше :)
Noise threshold – порог шума. Чем меньше значение, тем меньше шума на конечном результате, но тем дольше придётся ждать рендер.
Vray: System
Dynamic Memory Limit – предел динамической памяти. С 4-мя гигами оперативки я обычно выставляю 3000 МБ (для Макса 32-бит – это предел). Если уставноить Виндоус 64 бит и Макс с Виреем 64 бит, то можно назначить и большее значение, главное не перегнуть палку :) Не давайте рендеру жрать больше, чем это может себе позволить ваш компьютер :)
Default Geometry. Этот параметр отвечает за подгрузку памяти.
По умолчанию Auto, но я всё же люблю Static.
Static – означает, что ОС отдаст на рендер память всю разом. Быстрый, но в случае с тяжёлыми сценами – не стабильный рендер.
Dynamic – означет, что ОС будет подгружать память постепенно там, где это необходимо. Медленный, но стабильный рендер.
Вот, в принципе, и всё по настройкам.
Пост-обработка
В первом уроке я достаточно подробно описал процесс пост-обработки, но всё же стоит повторить :), дабы пополнить эту часть дополнительной информацией.
Рэндер до пост-обработки.
Для начала применим к картинке чёткость.
Меню Filter=>Sharpen=>Unsharpen Mask. Параметры фильтра выставьте, как показано на рисунке ниже.
Далее, нужно сделать цвета насыщеннее, а тени выразительнее. Для этого воспользуемся режимами смешивания слоёв. Для начала, сделайте копию слоя Background, просто перетащив его мышкой на кнопку Create a New Layer в панели Layers
Теперь, когда у вас есть два слоя (Background и Background Copy) можно использовать режимы смешивания. Любимые мои режимы это Overlay (Перекрытие) и Soft Light (Мягкий свет). В принципе, оба этих режима делают одно и тоже, разница лишь в силе эффекта. В данном случае я использовал режим Overlay с прозрачностью слоя на 50%. Нажмите Ctrl+E, чтобы слить верхний слой с нижним.
Таков промежуточный результат.
Картинка стала сочной, но темноватой. Исправим это. Нажмите Ctrl+M или выполните комнаду из меню Image=>Adjustments=>Curves. В открывшемся окне надо слегка потянуть кривую вверх, «схватив её ха центр мышкой» :)
Далее сделаем картинку слегка «теплее». Для этого воспользуемся фотофильтром из панели Layers. Жмакаете на кнопку, котороя отмечена на рисунке ниже красным.
Далее в открывшемся окне вам нужно выбрать нужный вам фильтр. Есть три фильтра «утепления» (задаёт картинке тёплые тона/Warming filter), три фильтра «охлаждения» (задаёт картинке холодные тона/Cooling filter) и несколько фильтров цветов. Фильтр я не стал менять, оставив его по умолчанию. Только лишь уменьшил его плотность до 20%.
Вновь нажмите Ctrl+E.
Теперь, сделаем так, чтобы споты на потолке у нас загорелись. Можно использовать стандартный фильтр из меню Filter=>Render=>Lens flare, но этот фильтр очень скуден в настройках и возможностях. Для реализации сияния спотов я воспользовался сторонним плагином KPT6.
Итак, создаём новый пустой слой, кликнув на кнопке Create a new layer (см. выше) в панели Layers. Теперь применим фильтр из меню Filter=>KPT6=>KPT Lens flare. Как видите, его возможности куда больше и главное его преимущество – этот фильтр можно применять к пустому прозрачному слою.
Настройки фильтра интуитивно понятны и не сложны, ибо всё можно понять «методом тыка». Применив фильтр к пустому слою, его нужно продублировать несколько раз (зависит от того, сколько у вас спотов – у меня 3, соответственно, я сделал две копии слоя… как, см. выше). Затем я расположил вспышки на спотах, просто двигая их по картинке инструментом Move tool. Далее жмём Shift+Ctrl+E, чтобы объединить все слои в один.
Конечный результат постобработки.
На этом заканчиваю урок. Все вопросы по поводу урока отправляйте на адрес firetwister@rambler.ru.
Надеюсь урок будет для вас полезен :)