Простейшая настройка алгоритма Light Tracer
Теперь, когда вы умеете включать режим расчета глобальной освещенности от источника Skylight (Свет неба) по методу трассировщика света, попробуем выполнить настройку некоторых параметров алгоритма Light Tracer (Трассировщик света). Для этого рассмотрим освещение, создаваемое тем же источником-имитатором света неба во внутреннем пространстве кафе, куда свет проникает через дверь и оконный проем. Это упражнение, помимо прочего, поможет выявить некоторые принципиальные сложности, возникающие при использовании алгоритма трассировки света, а также даст возможность познакомиться с особыми требованиями со стороны методов расчета глобальной освещенности к геометрическим моделям сцены.
Выполняйте вместе со мной следующие действия:
1. Продолжите работу над сценой, которая использовалась в предыдущем упражнении. Укрупните масштаб изображения в окне перспективной проекции таким образом, чтобы через дверной проем видеть часть внутреннего помещения кафе со столами и креслами.
2. Не изменяя принятых по умолчанию настроек параметров трассировщика света, выполните пробную визуализацию сцены. Вы должны получить изображение, подобное показанному на рис. 11.46. Оно имеет ряд явно выраженных недостатков. Во-первых, хотя во внутреннее помещение кафе и проникает свет небосвода, его явно недостаточно. Во-вторых, даже на этом темном изображении отчетливо видны пятна. Причина их появления состоит в случайной ориентации лучей, испускаемых из центра каждого видимого участка сцены при обратной трассировке. В итоге, в какую-то точку одной и той же стены попадает больше света, в какую-то меньше. Наконец, на стыке двух элементов геометрической модели кафе, изображающих левую и заднюю стены, видна вертикальная щель, через которую просачивается свет. Эта щель возникает несмотря на то, что стены пригнаны нами друг к другу достаточно плотно. Все эти недостатки характерны для результатов расчета глобальной освещенности и с ними нужно уметь бороться.
Рис. 11.46. Расчет глобальной освещенности объектов внутри кафе источником Skylight демонстрирует, что помимо достоинств, этот метод имеет и недостатки
3. Чтобы несколько повысить общий уровень освещенности внутри кафе, сделать более светлыми совершенно затененные области, а также выявить эффект цветового подкрашивания одних объектов сцены лучами света, отраженными от расположенных рядом других объектов, нужно разрешить программе рассчитывать многократные отражения световых лучей. Это делается за счет настройки параметра Bounces (Отражений) в свитке Parameters (Параметры) вкладки Advanced Lighting (Улучшенное освещение) окна диалога Render Scene (Визуализация сцены), показанном ранее на рис. 11.41. По умолчанию в счетчике Bounces (Отражений) установлено значение 0. При этом в расчетах не будет учитываться ни одного дополнительного отражения световых лучей, однократно отраженных от объектов сцены. При значении параметра Bounces (Отражений), равном 1, будут рассчитываться возможные двукратные отражения лучей, при значении 2 — трехкратные и т. д., что обеспечивает дополнительную подсветку теневых областей и цветовое окрашивание объектов отраженным светом. Измените число отражений лучей, задаваемое в счетчике Bounces (Отражений), с принятого по умолчанию значения 0 на 2 и выполните тестовую визуализацию сцены. Результат должен быть подобен показанному на рис. 11.47. Сцена выглядит лучше, но пятнистость осталась и, более того, стала видна еще отчетливее.
Рис. 11.47. Учет двукратных дополнительных отражений световых лучей обеспечивает дополнительную подсветку теневых областей и цветовое окрашивание объектов отраженным светом
|
ЗАМЕЧАНИЕ Очевидно, увеличение числа отражений существенно увеличивает время визуализации сцены. Что делать, — за всякое усовершенствование нужно платить! |
4. Для борьбы с пятнистостью изображения в алгоритме трассировщика света предусмотрено два пути: увеличение числа воображаемых лучей, испускаемых из центра каждого участка проекции сцены, и фильтрация результирующего изображения. Первый способ реализуется за счет увеличения в свитке Parameters (Параметры) значения Rays/Sample (Лучей на отсчет), второй — за счет увеличения параметра Filter Size (Размер фильтра), задающего размер окна сглаживающего фильтра в пикселях. Ясно, что и то и другое ведет к росту времени визуализации сцены. Так что, выполняя первую черновую визуализацию, не увеличивайте размер окна фильтра, а число лучей на отсчет старайтесь задать поменьше. По умолчанию оно равно 250. На рис. 11.48 показан результат сглаживания пятнистости изображения при увеличении размера фильтра с принятого по умолчанию значения 0,5 до 10. Как можно видеть, мелкие пятна сгладились, однако крупные еще имеют место. Попробуйте побороться с ними самостоятельно. Следует, однако, учитывать, что всякая фильтрация в конечном счете ухудшает резкость изображения, так что не следует беспредельно увеличивать размер окна фильтра.
Рис. 11.48. Результат сглаживания пятен на изображении, вызванных случайной природой алгоритма трассировщика света, за счет увеличения размера окна фильтра с 0,5 до 10
5. Для устранения вертикальной щели между стенами, через которую проникает свет, недостаточно оказывается даже слегка задвинуть один параллелепипед, скажем, изображающий левую стену, внутрь другого, изображающего заднюю стену. Особенности алгоритма трассировки света таковы, что даже в этом случае программа усматривает возможность проникновения световых лучей от небосвода между стенами. Выход в том, чтобы объединить объекты, изображающие стены, в один. Это можно сделать, преобразовав их в сетки или полисет-ки, присоединив одну сетку к другой и выполнив слияние вершин на краях параллелепипедов. Другой способ — создать на основе двух параллелепипедов один составной булевский объект, используя для этого операцию Union (Объединение). На рис. 11.49 показан результат визуализации той же цены, что на рис. 11.48, после булевского объединения двух параллелепипедов-стен кафе в единый объект. Как можно видеть, щель в углу кафе больше не светится.
Рис. 11.49. После булевского объединения параллелепипедов, изображающих стены, свет перестает проникать сквозь вертикальную щель в углу кафе
|
ЗАМЕЧАНИЕ Как можно видеть, алгоритм расчета глобальной освещенности Light Tracer (Трассировщик света) предъявляет некоторые дополнительные требования к конструкции геометрической модели сцены. Эти требования нужно учитывать при подготовке геометрической модели к визуализации. Кстати, с точки зрения особых требований к геометрии алгоритм Radiosity (Перенос излучения), с которым вам еще предстоит познакомиться, оказывается даже еще более капризным. |
6. Последние настройки из тех, что имеются в свитке Parameters (Параметры) вкладки Advanced Lighting (Улучшенное освещение) окна диалога Render Scene (Визуализация сцены), с которыми нам предстоит познакомиться, позволяют влиять на освещенность сцены в целом. Это можно делать, изменяя значение в счетчике Global Multiplier (Общий усилитель), который задает общий уровень освещенности изображения сцены. Если в составе сцены есть осветитель-имитатор света неба, как в нашем случае, то можно регулировать значение коэффициента усиления света небосвода, используя счетчик Sky Lights (Осветители неба). На рис. 11.50 показано изображение той же сцены, что на рис. 11.49, сформированное при увеличении параметра Sky Lights (Осветители неба) с принятого по умолчанию значения 1 до 2. Картинка стала светлее в целом, причем это особенно заметно на переднем плане, куда попадает больше света от небосвода через проемы окна и двери.
Рис. 11.50. В результате увеличения параметра Sky Lights внутри кафе стало в целом светлее
7. Чтобы у вас не создалось впечатления, что глобальную освещенность сцены может создавать только свет небосвода, проделаем еще один опыт. Удалите осветитель Skylight (Свет неба) и включите два имеющихся в сцене осветителя-прожектора. Для их включения, как уже объяснялось ранее, удобно использовать окно диалога Light Lister (Список осветителей). Выключите режим расчета глобальной освещенности методом трассировщика света, сбросив флажок Active (Активен) справа от списка выбора алгоритмов расчета в свитке Select Advanced Lighting (Выберите алгоритм улучшенного освещения) вкладки Advanced Lighting (Улучшенное освещение) окна диалога Render Scene (Визуализация сцены). Выполните пробную визуализацию (рис. 11.51). Прожекторы создают яркие пятна света на полу, освещают прямыми лучами фрагменты мебели, однако стены тонут во мраке, а тени под столами и стульями выглядят беспросветно глухими. Привычная картина для ситуации, когда расчет глобальной освещенности не производится. Нечто похожее мы уже видели ранее на рис. 11.36 с той разницей, что при формировании рис. 11.51 действовал еще режим логарифмического управления экспозицией, вызвавший некоторое снижение яркости наиболее освещенных участков.
Рис. 11.51. Результат освещения сцены интерьера кафе двумя прожекторами без учета глобальной освещенности, но при действующем режиме логарифмического управления экспозицией
8. Теперь снова включите действие трассировщика света, установив флажок Active (Активен) в свитке Select Advanced Lighting (Выберите алгоритм улучшенного освещения) вкладки Advanced Lighting (Улучшенное освещение) окна диалога Render Scene (Визуализация сцены). Проследите, чтобы параметр Bounces (Отражений) равнялся 2, a Filter Size (Размер фильтра) был равен 10. Повторите визуализацию. Сопоставьте изображение, показанное на рис. 11.52, с картинкой на рис. 11.51 и, как говорится, почувствуйте разницу. Стены кафе теперь освещены лучами света, отразившимися от пола и мебели. Тени под столами и креслами стали прозрачными, так как тоже подсвечены отраженными лучами. На обвязке столов появились красноватые блики, вызванные отражениями света от красных сидений кресел. Желтоватые блики появились на полу как отражения света от стола и боковин кресел... Чтобы увидеть эти блики, которые, разумеется, не видны на черно-белой иллюстрации, взгляните на цветную версию рисунка, имеющуюся в папке lmages\Glava_11 компакт-диска, прилагающегося к книге. А пока не сохраняйте файл и не закрывайте программу, мы еще продолжим работу с этой сценой.
Рис. 11.52. Результат освещения сцены интерьера кафе двумя прожекторами с учетом глобальной освещенности, рассчитываемой методом трассировщика света
Алгоритм Light Tracer (Трассировщик света) имеет еще много параметров, с которыми вы при необходимости можете познакомиться, обратившись к электронной справочной системе max 7.5 или прочтя мою книгу «3ds max. Материалы, освещение, визуализация», выпущенную издательством «Питер» в 2005 году.
Продолжим практическое знакомство с методами расчета глобальной освещенности, перейдя к рассмотрению алгоритма Radiosity (Перенос излучения).
