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