Materiały V-Ray cz.2

Lista map

Zakładka „maps” znajduje się poniżej listy z opcjami materiału:

Jest ona ściśle powiązana z parametrami materiału powyżej,  jeśli np. nie wrzuciliśmy żadnej tekstury w zakładce diffuse możemy to zrobić tutaj klikając w odpowiedni pusty slot. Jak można zauważyć na liście znajduje się praktycznie każdy parametr materiału, który możemy regulować za pomocą mapy. W większości wypadków nie ma potrzeby wrzucania we wszystkie sloty map, najczęściej wykorzystywane są w zależności od potrzeb: diffuse, reflect, refract, bump, displace lub opacity. Przyda się to przede wszystkim w przypadku niejednolitych materiałów  np. drewna, kamiennej posadzki, muru z cegieł o grubych spoinach (światło inaczej odbija się na materiale spoin  a inaczej na cegłach)  itp.

Dodatkowo intensywność działania mapy możemy zmniejszyć (domyślnie ustawiona max. wartość 100). I tak,  ustawiając wartość np. 50 sprawimy, że  mapa zostanie wymieszana z jednolitym kolorem ustawionym wcześniej przy parametrze (domyślnie kolor czarny) w stosunku pół na pół.

Reflect

Ustawiając ten parametr przygotowujemy sobie wcześniej czarno białą teksturę (np. w Photoshopie) przekształcając podstawową mapę, którą użyliśmy w diffuse. Poniżej przykład użycia mapy refleksów świetlnych dla drewnianego parkietu. Dzięki temu na wizualizacji będzie wyglądał on bardziej realistycznie.

Refleksy świetlne będą bardziej intensywne na powierzchni materiału tam gdzie są jaśniejsze miejsca na teksturze. Zasada działania jest ta sama dla każdego parametru materiału z listy maps.

Bump

Do symulowania zniekształceń na materiale możemy wykorzystać miejsce na teksturę w zakładce bump. Zniekształcenia na powierzchni materiału powstają na zasadzie „gry światłem”, więc nie są to rzeczywiste zniekształcenia na obiekcie, a co za tym idzie efekt ten zależny będzie od sposobu oświetlenia powierzchni. Również w przypadku powierzchni, które znajdują się pod ostrym katem w stosunku do kamery efekt bump na renderze  będzie mało widoczny (intensywność efektu bump możemy zwiększyć do max. 300 jednostek). Przykład poniżej:

Displace

Efekt podobny do bump z ta różnicą, że mamy już do czynienia z rzeczywistymi odkształceniami na powierzchni. Są one lepiej widoczne nawet przy ostrym kącie kamery do płaszczyzny. Jednakże wymaga to znacznie większej mocy obliczeniowej komputera ( z uwagi na zagęszczenie siatki powierzchni). Przy dużych powierzchniach może znacząco wydłużyć czas renedrowania, także należy racjonalnie go stosować. Ustawienie intensywności efektu (domyślnie 100), najlepiej zacząć od małych wartości np. 5 i w zależności od potrzeb powoli zwiększać.

Opacity

Wrzucając w tą zakładkę czarno białą teksturę sprawimy, że powierzchnia obiektu będzie widoczna jedynie w obrębie koloru białego. Przykład zastosowania tego efektu poniżej.

Liście, które jako model są zwykłymi czworokątami, nabierają odpowiedni kształt  jedynie dzięki zastosowaniu czarno białej tekstury wrzuconej w slot opacity. Podstawową zaletą tego  jest znaczne ograniczenie ilości poligonów, co przy dużej ilości drzew znacząco wpłynie na wydajność przy podglądzie sceny i renderze.

Parametr opacity ma najlepsze zastosowanie dla zupełnie płaskich obiektów, krawędziom możemy w ten sposób nadać dodatkowych detali bez potrzeby modelowania (np. poszarpany brzeg kartki papieru itp.).

Materiały V-Ray cz.1

Jeżeli wykonujemy wizualizację z wykorzystując do renderu silnik V -ray, to naturalnie musimy także stosować materiały typu V-ray, bo tylko one w takim przypadku będą renderować się poprawnie.

Podstawowe parametry materiałów typu V -Ray:

Diffuse – ustalamy podstawowy kolor materiału  lub wstawiamy gotową teksturę ( po kliknięciu  kwadracika obok lub korzystając z listy map).

Reflection – umożliwia ustawienie parametrów refleksów świetlnych  na powierzchni materiału.  Kolor reguluje stopień odbijania się światła, im bardziej ciemny kolor tym mniej światła odbija się od powierzchni. W przypadku ustawienia koloru białego uzyskujemy efekt powierzchni lustra. Kolor ten działa również jako filtr dla diffuse kolor tzn. im więcej świtała odbija się od powierzchni, tym mniej widoczny będzie kolor lub tekstura diffuse.

Reflection Glossiness – parametr ten ustawiamy w przedziale od 0 do 1,0 i określa on stopień rozmycia się refleksów na powierzchni. Dla wartości 0,99 otrzymujemy ostre i wyraźnie odbicia (typu lustro) i zmniejszając ta wartość otrzymujemy powierzchnie coraz bardziej „gumowe”, a obraz otoczenia na powierzchni staje się mniej wyraźny i bardziej rozmyty.

Fresnel reflections – po włączeniu tej opcji uzyskujemy efekt podobny jaki możemy zaobserwować np. na powierzchni jeziora – jeśli patrzymy na powierzchnię pod odpowiednio ostrym kątem,  sprawia ona wrażenie lustra. Natomiast wraz ze wzrostem kąta pod jakim obserwujemy powierzchnię, refleksy świetlne zanikają.  Opisany kąt regulujemy parametrem Fresnel IOR , im większa jest jego wartość tym zakres kąta przy którym obserwujemy wyraźne odbicia na powierzchni jest większy. Przy wartości IOR ok 10,0 i powyżej, efekt ten  zanika i parametr Fresnel przestaje dla materiału mieć znaczenie.  Parametr ten możemy włączyć dla takich materiałów jak pomalowany metal, płytki ceramiczne, lakierowane drewno itp.

Refraction – ustawiamy stopień przezroczystości materiału, regulowanego kolorem od czarnego poprzez odcienie szarości aż do białego – materiał całkowicie przezroczysty. Im większy stopień przezroczystości tym mniej refleksów świetlnych zobaczymy na powierzchni.

Refraction glossines – zmniejszając ten parametr poniżej 1,0 uzyskujemy efekt typu „mętnego szkła”.

IOR Refraction –  określa kąt załamania światła przechodzącego przez przezroczysty materiał (efekt soczewki).

Fog Color – uzyskujemy szkło o odpowiednim kolorze, jego nasycenie regulujemy parametrem fog multiplier.

Ustawienia BRDF – są trzy rodzaje ustawień: phong, blinn oraz ward, ich wpływ na parametry materiału obrazują poniższe przykłady:

Oświetlenie sceny 3D za pomocą mapy HDRI

Zdjęcia wykonane w technologii HDR  (High Dynamic Range) mają większą rozpiętość tonalną dzięki temu, że kolory poszczególnych pikseli określane są  za pomocą liczb 32-bitowych (przy standardowej fotografii są to liczby 8-bitowe). W ten sposób uzyskujemy obrazy o pełnym zakresie dynamiki, czyli w takim zakresie kolorów jaki możemy zaobserwować w rzeczywistości. Główną zaletą takich zdjęć jest to, że obszary mocno oświetlone oraz zacienione nie tracą detali.

Zdjęcia HDR możemy z powodzeniem wykorzystać przy tworzeniu wizualizacji 3D  do oświetlenia sceny zewnętrznej, gdzie obiekt (np. budynek mieszkalny) oświetlany jest świtałem bezpośrednim z słońca oraz światłem odbitym od każdego elementu otaczającego środowiska. Do symulacji tego zjawiska przydatne staje się właśnie zdjęcie wykonane w technologii HDR , które będzie źródłem światła w naszej scenie. Należy przy tym pamiętać, że  kolor światła zależeć będzie od kolorystyki naszego zdjęcia.

Darmowe HDRI:  http://texturify.com/category/environment-panoramas.html

http://www.evermotion.org/download/browse/9/0;  

Wczytanie mapy VRay  HDRI do sceny w 3Ds Max.

1. Otwieramy okno” Environment end effects” (skrót klawisz „8”) i zaznaczamy opcje „Use Map„. Klikamy wolne pole poniżej „Environment Map” i z dostępnych mapwybieramy „VRay HDRI”.

2. Przeciągamy załadowaną wcześniej mapę „VRay HDRI ” do wolnego słota w bibliotece materiałów (zaznaczamy przy kopiowaniu opcje  „Instance„).  Po kliknięciu „Browse” odnajdujemy na dysku nasze zdjęcie HRD.

3. Wybieramy sposób mapowania naszego zdjęcia (standardowo jest to „spherical”). Jakość mapowania możemy sprawdzić w podglądzie, korzystając z opcji „rotation”. Intensywność oświetlenia HDRI („multiplier”) możemy regulować wykonując próbny render.

4. Naszą mapę „VRay HDRI” musimy jeszcze skopiować z biblioteki do ustawień VRay’a w zakładce „VRay Environment” . Zaznaczamy opcje „on” przy „GI Environment (skylight)” oraz „Reflection/Refraction”  i kopiujemy do pustych slotów naszą mapę „VRay HDRI” jako „Instance„.

Teraz źródłem światła w naszej wizualizacji jest mapa HDRI która odpowiada za światło odbite, doświetlając najbardziej zacienione obszary sceny 3D.  Oprócz tego do sceny można dodać światło np.  „VRay Sun”,  które będzie odpowiedzialne za bezpośrednie światło słoneczne padające na obiekt.

 Przykład wizualizacji ze strony www.evermotion.org

V-Ray – zastosowanie

Przy tworzeniu wizualizacji  w programie do grafiki 3D w trakcie wykonywania skomplikowanych obliczeń, komputer wykorzystuje tzw. silnik renderujący. W skrócie,  jest to dostępny wraz z programem  zbiór zaawansowanych algorytmów, opisujących wszelkie efekty takie jak: cienie rzucane przez obiekty, załamanie i rozpraszanie  światła na powierzchniach obiektów itd.

Od jakości tego silnika i wspomnianych algorytmów, zależy jak bardzo otrzymany render będzie zbliżony do fotorealizmu. Im lepszy uzyskujemy efekt, tym większe jest  zapotrzebowanie na moc obliczeniową komputera – a co za tym idzie wydłuża się czas powstawania renderu.

V-Ray

Jest jednym z najpopularniejszych silników renderujących wykorzystywanych m.in. w programie 3Ds max  , stworzony przez czeską firmę Chaos Group. Nie znajdziemy go w podstawowej wersji programu 3D i niestety wymaga on dodatkowego zakupu, jednak jest on w pełni wart swojej ceny.  Standardowe silniki dostępne w programie 3D max ustępują V ray-owi pod wieloma względami. Stanowi on obecnie najbardziej optymalne rozwiązanie,  jeśli chodzi o uzyskiwanie wysokiej jakości renderów przy racjonalnym czasie ich powstawania.

Aby móc korzystać z programu V-Ray, po zainstalowaniu go na naszym komputerze uruchamiamy program 3Ds max i wybieramy z górnego menu kolejno opcje „rendering”  > „render setup” lub używamy skrótu F10. Następnie w otworzonej już domyślnie zakładce „Common” na samym dole dostępnych opcji w zakładce „Assign Renderer” przy opcji „Production”  klikamy przycisk „…” W nowo otwartym menu „Choose Renderer”  z dostępnej listy silników wybieramy V-Ray – jeśli został on wcześniej poprawnie zainstalowany.

Należy pamiętać aby wersja programu V-Ray była kompatybilna z naszą wersja programu 3Ds max.

Domyślnie w programie ustawiony jest silnik „Scanline”,  szybko wykonujący obliczenia, jednakże w bardzo uproszczony sposób, kosztem jakości.

Oprócz samego silnika, V-Ray daje nam także dostęp do nowych rodzajów materiałów, oświetlenia, kamery a także obiektów (np. VRay Plane). Więcej informacji na stronie:  http://vray.info