Общие элементы управления светом
Лабораторная работа №6
Типы источников света
3D МАХ содержит несколько типов источников света:
- Точечный всенаправленный (omni);
- Прожектор (spotlights), который может быть свободным (free) или целевым (targeted);
- Направленный (directional), который также может быть свободным или целевым;
Фоновый (ambient) свет, не представляемый никаким физическим источником света, играет важную роль в общей световой конструкции.
Всенаправленные источники света
Всенаправленные (omni) источники света являются точечными источниками света, очень похожими на лампочки, подвешенные на проводе или на звезды в солнечной системе. Всенаправленный источник света из своей позиции иллюминирует все грани, ориентированные в его направлении.
Основное назначение всенаправленных источников света - служить в качестве заполняющего света. Весьма распространенный способ заключается в создании множества всенаправленных источников света на больших расстояниях, различных цветов и с низкими уровнями отбрасывания теней и смешивания их на модели. Подобная технология заимствована из театрального освещения.
Распространенная ошибка состоит в предположении, что "подвешенный" в комнате всенаправленный источник света создает сияние воздуха вокруг себя, как это случается в реальной жизни. Такого быть не может: источники света 3DS МАХ могут отбрасывать свет только на те грани, на которые светят.
|
|
|
Направленные источники света
Направленный (directional) источник света лучше всего сравнивать с солнцем. Когда свет отбрасывает тени, угол тени определяется линией, проведенной от источника света к объекту. Этот эффект наиболее заметен, когда имеются тесно расположенные объекты с параллельными поверхностями - например, частокол. Размещение точечного источника света рядом с частоколом приведет к появлению расширяющихся теней, поскольку каждый кол проводит собственную линию тени к источнику света. По мере удаления источника света от частокола угол между тенями каждого кола будет все меньше и меньше. Если источник света поместить на значительном удалении, то углы между тенями станут настолько малы, что отбрасываемые тени будут практически параллельными. Именно так получается с солнечным светом, а в компьютерной графике подобный эффект называется параллельным или направленным освещением.
Прожектор
Целевой или свободный точечный источник (spotlights) представляет собой направленный источник света, который светит в направлении своей цели.
Цель используется только при наведении точечного источника света. Расстояние от цели до источника света не влияет ни на яркость, ни на ослабление.
|
|
|
Многочисленные возможности целевых и свободных точечных источников света делают их главными световыми инструментами в среде 3DS МАХ. В отличие от всенаправленных источников света, направлением их света можно управлять. Целевые и свободные точечные источники могут отбрасывать тени, иметь прямоугольную или круглую форму и даже проектировать растровые изображения.
Фоновый свет
Если со сцены убрать все источники света, останется только фоновый свет (ambient light). Это постоянно присутствующий свет, который кажется существующими в мире даже тогда, когда нельзя идентифицировать источник света. В реальности свет отражается от поверхностей и освещает то, что не освещено непосредственно. Фоновый свет является методом аппроксимации отраженного света в 3D Studio MAX. Цвет фонового света влияет на каждую поверхность на сцене до того, как на них окажут влияния другие источники света. Фоновый свет служит в качестве отправной точки. С ним складываются или вычитаются все остальные световые компоненты. Поскольку фоновый свет применим универсально, увеличение его уровня снижает контрастность и "сглаживает" сцену. Сцена, освещенная одним фоновым светом, не имеет контраста или теней. Фоновый свет можно настроить командой Rendering > Environment. Поскольку фоновый свет присутствует всегда, то он и его цвет - это то, что вы видите на отбрасываемых тенях. Если вы желаете сделать цвета сцены особенно глубокими, необходимо слегка окрасить фоновый свет, чтобы он стал дополнением доминирующего тенеобразующего света. Если свет имеет желтоватый оттенок, отбрасываемый луной, то небольшая пурпурность фонового света может интенсифицировать эффект лунного света.
|
|
|
Общие элементы управления светом
МНОЖИТЕЛЬ.Значение, меньшее единицы, уменьшает освещение, тогда как значения большие единицы ее увеличивают. Когда множителю задаются отрицательные значения, реально освещение со сцены удаляется. Такой "отрицательный свет" полезен для имитации излучающих эффектов и других внутренних цветовых настроек. Наиболее распространенным является обеспечение применения серией источников света одного и того же цвета. Каждому источнику света задается один и тот же цвет, а интенсивность управляется множителями
ОСЛАБЛЕНИЕ. Ослабление управляет границей света по дистанции. Без ослабления источники света действуют в соответствии со своей ориентацией относительно поверхности. Если поверхность находится под 90°, свет дает полный эффект. Это значит, что чем дальше поместить источник от поверхности, тем круче становится угол падения и ярче освещается поверхность. Но в реальной жизни свет с расстоянием уменьшается. Если вы держите фонарик прямо на столе, то он довольно яркий. Направьте его через комнату и сила его света уменьшится. Направьте его через улицу и он уже вряд ли достигнет соседнего дома. Такое уменьшение, затухание или размывание света называется ослаблением (attenuation) и представляет собой простой результат физики явления. Внутренние помещения имеют тенденцию требовать множества источников света, и если их свет не затухает, то сцена быстро становится переосвещенной. При освещении внутренних помещении ослабление должно использоваться для всех источников за исключением самых тусклых заполняющих.
|
|
|
ЯРКАЯ ТОЧКА И ГРАНИЦА СВЕТА. Яркая точка (hotspot) и граница (fallon) являются наиболее часто настраиваемыми аспектами точечного и направленного источника света. Разница между яркой точкой и границей света управляет отчетливостью результирующей области света. Значения яркой точки и границы обладают влиянием, подобным влиянию внутренних и внешних диапазонов ослабления всенаправленного света. Яркая точка определяет величину полной освещенности - она не увеличивает освещенности, как может подсказывать название. Освещенность внутри яркой точки является полным эффектом света. Граница света определяет расстояние, на котором свет перестает действовать. Это увядание или затухание не является линейным, как с диапазонами всенаправленного света, но представляет кубическую сплайповую интерполяцию - большинство переходов происходят около внешней границы света. Разница в размере между яркой точкой и границей света определяет мягкость или расплывчатость световой границы. Маленькая яркая точка и широкое падение создают очень мягкую границу, в то время как яркая точка, подступающая к границе, делает границу света очень резкой.
Когда активно превышение, граница света по-прежнему определяет диапазон, внутри которого отбрасываются тени и проектируются образы. Граница света становится важным механизмом управления размером, до которого простирается теневая карта света. Для создания качественных теней протяженные границы света требуют больших теневых карт. Вы можете усовершенствовать качество теней и сократить требования к оперативной памяти, ограничив границу отбрасывающего тень света до минимального размера.
ПРЕВЫШЕНИЕ. Можно устранить направленную или точечную световую область, активизировав опцию Overshoot. Она устраняет ограничения и обеспечивает освещение, эквивалентное порожденному только внутри яркой точки. В основном опция превращает точечный свет в "направленный всенаправленный свет", сохраняя при этом остальные возможности. Благодаря таким качествам на опцию часто ссылаются как на бесконечное превышение.
Работа с тенями
Для расчета теней есть несколько алгоритмов. 3DS МАХ обеспечивает две формы теней с существенно различающимися свойствами. Выбор требуемой формы сводится к ответу на базовые вопросы: "Должны ли границы тени быть резкими или мягкими?" и "Должна ли тень учитывать прозрачность объекта?"
- Использование теней, построенных при помощи трассировки лучей (ray-traced-теней)
Ray-traced-тени точны, имеют резкие границы и практически всегда повторяют форму объекта, который их отбрасывает (неприятная черта, с которой вынуждены бороться карты теней). Всегда, когда нужна четкая граница и вычисления значений прозрачности объекта, требуются ray-traced-тени. Ray-traced-тени идеально подходят для эмуляции ярких источников света, особенно солнечного. Единственный недостаток заключается в том, что тени во время визуализации требуют длительных вычислении. Поскольку область, рассчитываемая для каждого точечного источника света, основывается на его границе, то ограничение радиуса области может значительно сэкономить время визуализации. В отличие от параметров карты теней, значение Ray Trace Bias редко нуждается в настройке.
- Использование карт теней
Основная возможность карт теней заключается в создании мягких теней. Мягкие тени по сравнению с ray-traced-тенями представляют более реалистичный эффект, но их труднее получить из-за критического баланса параметров карты. Отбрасывание теней с картами теней требует памяти, однако их визуализация осуществляется быстрее, чем визуализация ray-traced-теней, особенно в случае сложных моделей. Компромисс заключается в том, что карты теней требуют определенного времени на подготовку и постоянную проверку точности и соответствия. В реальной жизни четкость тени является продуктом близости объекта к поверхности, на которую он отбрасывает тень. Окно отбрасывает через комнату очень мягкую тень, тогда как стул под тем же освещением дает достаточно четкую тень. Благодаря такому качеству для сцен, требующих предельного реализма, можно использовать несколько освещений, обладающих различными теневыми эффектами.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 140; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!