Основной рабочий процесс постановки  освещения в Maya

Обычно освещение реализуют в  конце постановки, поэтому текстуры,  моделирование и   анимация  могут  значительно повлиять  на  выбор схем  освещения. Все  это,  а  также большое количество источников  света, как правило  применяемых при  постановке, может существенно замедлить визуализацию.  Хотя  каждый  светотехник  находит собственный рабочий процесс, существует несколько базовых  принципов, которые могут помочь в  ус­ корении  постановки  света.

Интерактивная фотореалистическая визуализация  

Интерактивная      фотореалистическая       визуализация       (Interactive        Photorealistic rendering — IPr ) позволяет обновлять только часть изображения  при  визуализации,  что­ бы быстро просмотреть изменения. Используя IPr , можно быстро просмотреть результаты корректировки  цвета, интенсивности  и  других  базовых атрибутов  света. Ограничения  IP r включают в  себя невозможность  динамического  обновления мягких теней при  перемеще­ нии   источника света.   Более  того,  IP r  не  поддерживает  трассировку лучей  (raytracing), трехмерное размытие (3D motion blur) и  эффекты с частицами (particle effect).

Чтобы    включить  IPr ,    выберите  в     меню    rendering    (Визуализация)    пункты render => lP r render Current Frame (Визуализировать => Визуализация  текущего кадра в режиме IPr) . После того как откроется режим визуализации  и  сцена будет визуализиро­ вана, очертите с помощью мыши  область в  кадре.  Эта  область внутри  кадра будет впо­ следствии  быстро обновляться по мере  изменения сцены. По завершении  предваритель­ ной  установки  параметров  визуализации  для  сцены  попробуйте  расставить  несколько направленных  источников  света с использованием  IPr ; теперь можно переместить их  и посмотреть, насколько быстро обновится результат.

Основные и заполняющие источники света  

Следующий принцип:  начинайте с  создания общих основных источников  света (key light),  а  затем  позаботьтесь о  контровых (kicker)  и   заполняющих  источниках  (fill  light). Поскольку для хорошего освещения  сцены может  потребоваться множество источников света, сначала создайте общее настроение и  композицию с помощью основных источни­ ков. Эти  источники  света включают в  себя все явные источники  (например, солнце, лам­ пы, пламя и  т.д.). Чтобы  создать более мягкий, реалистичный   вид, можно использовать источники  света с  низкой интенсивностью.  На рис. 11.1  приведен  пример применения основных и  заполняющих источников  света. Следует отметить, что  все  эти  источники света  являются стандартными  в   Майя;  главные и  заполняющие  источники  света —  это просто термины, связанные со сценическим освещением.

Интерактивное размещение света  

В  Майя  можно  "смотреть сквозь" источники  света (как  и   сквозь другие  объекты). Иначе говоря, Майя  создает камеру,  позиция  которой ориентируется  в  зависимости  от позиции  и  угла поворота выбранного объекта.  Эта возможность  действительно  полезна, когда требуется осветить определенную часть сцены.  Чтобы включить режим просмотра сквозь источник света, выберите пункт  меню Panels => Look Throug h Selecte d (Панели => Вид сквозь выбранное).

Рис. 11.1. При постановке освещения сначала разместите основные источники света, а затем для смягчения добавьте заполняющие

Нововведением  Maya  8  является возможность интерактивной  постановки света при   размещении   направленного источника света,   прожектора  или

плоского источника света, позволяющая автоматически  просматривать результат. Чтобы включить   эту  возможность, выберите   пункт  меню  Create  =>  Lights  =>  Spot  Light  •   (Создать => Источники света => Прожектор • ) , или Directional Light (Направленный ис­ точник света), или  Are a  Light (Плоский источник  света), а  затем  установите  флажок Interactive Placement (Интерактивное размещение). Интерактивное размещение  источ­ ника света показано на рис. 11.2.

Рис. 11.2. Интерактивное размещение позволяет сразу просматривать резуль­ тат, облегчая выбор точки расположения источника света

Типы источников света  

В    Maya    представлены   шесть    типов    источников    света   (рис. 11.3):    рассеянный (ambient),    направленный    (directional),    точечный    (point),    прожектор    (spot),    плоский    свет (area)  и   объемный  свет  (volume).  Зачастую для достижения  желаемого  эффекта  исполь­ зуются  комбинации   этих источников.   В  реальном  мире источники   света аддитивны (т.е. свет от одного источника накладывается на свет от другого) и  имеют направление и позицию,  однако Maya предоставляет такие источники  света,  существование которых за пределами   цифровой сферы  просто  невозможно.   Используя  правильные комбинации

реалистичных  и  не совсем реалистичных  источников  света, можно создавать  неотрази­ мые цифровые сцены. Все источники  света в  Майя создаются с  помощью пункта главно­ го меню Create => Lights (Создать => Источники света) либо  в меню гипершейдера.

Точечный     Рассеянный        Направленный свет     Прожектор           Плоский свет            Объемный свет  свет                свет

Рис. 11.3. Различные типы источников света в Майя и их управляющие символы

С  помощью  редактора  атрибутов  можно  легко  изменить  тип  уже  существующего ис­ точника света.

Рассеянный свет  

Рассеянный свет ведет себя так, как будто он не имеет источника,  распространения  и позиции.   Чаще  всего такой  свет используется для  управления общей  освещенностью сцены. Равномерно освещенные планы,  например дымка, лучше всего получаются с по­ мощью рассеянного света.  При  умеренном и  осторожном использовании  такой свет мо­ жет помочь  равномерно смягчить сцену и   сократить количество  направленных или  ло­ кальных  источников  света. Используйте рассеянный свет расчетливо,  поскольку  чрез­ мерное его применение  приводит к созданию весьма нерельефной композиции.

Параметр Ambien t Shad e (Рассеянная тень) позволяет контролировать вид рассеян­ ного  света:  свет   со   всех  направлений   (omnidirectional)  или   позиционный    (positional),   т.е. свет с одной стороны в зависимости от его позиции.  На рис. 11.4 показано влияние на ос­ вещение разных значений параметра Ambien t Shad e (Рассеянная тень).

Ambient Shade = 0,0                         Ambient Shade = 0,5                            Ambient Shade =  1,0  

Рис. 11.4. Влияние значения параметра Ambient Shade на рассеянный свет

Источники света: направленный, точечный и прожектор  

Направленный, точечный и  прожектор — вот три  наиболее широко используемых  ис­ точника света в  Майя. Свет от направленного  источника  проходит вдоль вектора равно­ мерно сквозь сцену. Несмотря на то что органы  управления  этим источником  находятся

в   пространстве  XYZ,  сам  источник фактически  не  имеет позиции.  Источники  направ­ ленного  света наиболее широко применяются  в  качестве  отдаленных  источников  света, например, таких, как  солнце.  Тень от направленного источника света обычно  меньше  те­ ни,  отбрасываемой источниками  других типов, поскольку  световые  лучи  параллельны друг другу и  не расходятся. На рис. 11.5 показаны визуализированные  изображения, для освещения которых использовались источники  этих трех типов.

Направленный свет                                               Точечный свет                                                 Прожектор

Рис. 113. Этот стул освещен одним источником направленного света, точечным источником и ис­ точником типа "прожектор". Обратите внимание на различия в освещении поверхности

Точечные    источники   распространяют    световые  лучи   во   всех  направления х   и имеют определенную  позицию в    пространстве.  Примерами   точечных  Источников света могут  быть  электролампа  и   свеча. Точечные  источники   света имеют скорость   угасания  (decay  rate )  (потери   и   рассеивание  энергии  на  расстоянии) ,  а  в   связи  с  на­ правленностью лучей во  все  стороны они  отбрасывают более крупные тени, чем  на­ правленные источники  света.

Прожектор —  это конический  пучок  световых  лучей с определенной позицией  и направленностью.  Кроме  скорости   угасания  прожектор   имеет  параметры   Con e   Angl e  (Угол  конуса),   Penumbr a  Angl e  (Уго л  полутени )  и    Dropof f  (Спад) .   (Боле е подробно эти  параметры обсуждаются позднее, в  разделе "Свойства  источников  све­ та".)  Возможность   управлени я  позицией и   направлением света делает  такие  источ­ ники  весьма гибкими.

ПЛОСКИ Й свет  

Плоские  источники  света требуют   больших  вычислительных ресурсов,  но  создают более  мягкое  освещение, которое  может  конкурировать с  качеством  отраженного  света. Плоский источник освещает  двухмерную плоскость, а не испускает один луч вдоль  век­ тора.  Количество испускаемых лучей  зависит  от размера  этой  прямоугольной  плоскости. Следовательно, если увеличить источник света, то свет будет ярче.

Использовать  плоские источники  света следует тогда, когда необходимо  имитировать

свет, излучаемый большой областью, например, как отражение  света от белой стены, а не как  свет от одной  лампочки.  На  рис. 11.6,  а изображение визуализировано  с  прожекто­ ром,  а изображение на  рис. 11.6,  б —  с  плоским светом.  Обратите внимание:  прожектор создает резкую, но меньшую бликовую  подсветку, тогда как  плоский свет  создает более мягкую подсветку, но с большими бликами.

Бликовая подсветка  означает  яркий, отраженный   блик  на  освещенном  объекте.   Блики проявляются  на  объектах  с анизотропными  тенями  либо тонированием  по  методу  Blinn или  Phong.

а Прожекто р                                           6  Плоски й  све т  

Рис. 11.6. Обратите внимание, как отличаются блики у плос­ кого света и прожектора                                    >

Объемный свет  

Объемные источники  света позволяют задать объем, в  котором светит  свет.  Главное преимущество таких источников  света заключается в  том, что  пользователь в  интерак­ тивном окне сцены видит трехмерную область, в которой существует свет. Это позволяет легко управлять диапазоном  освещенности.  Как и   плоские источники  света, объемные источники  не имеют  параметра скорости  угасания; эффекты отставания  реализуются с помощью  параметра Color  ram p (Цветовой  градиент). На рис. 11.7 представлен сфери­ ческий объемный источник света, примененный на сцене.

Рис. 11.7. Стул, освещенный сферическим объемным светом. Обратите внима­ ние на то, что точка наибольшей яркости находится в центре сферы, а интен­ сивность снижается в направлении границ сферы

Свойства источников света  

Все типы источников света   в Майя имеют изменяемые  параметры.  Некоторые из этих параметров  применимы  для всех источников  света, другие  специфичны  для определен­ ных источников. Все эти свойства можно изменять в редакторе параметров.

Цвет, интенсивность и тонирование  

Цвет и  интенсивность являются  основными  свойствами  источников  света. Цвет отве­ чает  за цвет световых лучей, испускаемых источником,  а интенсивность  определяет яр­ кость.   Эти  свойства  для  созданного  источника  света обычно  устанавливают  в   первую очередь.  Чтобы придать источнику  света заданный цвет, можно воспользоваться  диало­ говым окном Color Choose r (Выбор цвета). Можно также установить для источника све­ та  текстуру,  которая  будет  функционировать  как  маска  (mask)  или   затенение. Затенение   (gobo) — это театральный термин, который означает контур, помещенный на  источник света для имитации  тени  какого-либо элемента сцены.  При  правильном  применении  за­ тенение позволяет сэкономить много времени,  устраняя необходимость  моделирования  невидимых сценических  реквизитов. Чтобы создать затенение, примените  текстуру к па­ раметру Color (Цвет) источника  света. Черные участки  текстуры  блокируют свет, а бе­ лые —  пропускают его.  Чтобы  изменить  цвет источника  света,  проходящего через  эту маску,  необходимо изменить  значение параметра Color Gai n  (Усиление  цвета) в  узле файла  маски. Создание анимированных   затенений описано в   конце  этой  главы.  На рис. 11.8 показано затенение, примененное к прожектору.

Рис. 11.8. Текстура, показанная слева, применена к параметру  Color  прожектора  для  создания  кон­ турной тени

В  отличие  от реального мира здесь можно создавать источники  света с  негативной интенсивностью, т.е. с поглощением  света. Негативные значения  интенсивности  велико­ лепно подходят для освещения  областей, которые обычно всегда находятся в  тени,  на­ пример щели. Поскольку  создаваемый программно цифровой  свет избавлен  от  дрожания  (bouncing realistically), негативные  источники  света позволяют  добавить сцене  мягкости

и  реализма.

Чтобы создать  теневую маску  (shadow mask),  в   качестве цвета источника  света выби­ рают черный цвет, а для теней, наоборот, — белый. Полученный в таком случае результат будет представлять собой сцену с белыми  тенями; затем этот эффект можно  скомбини­ ровать с  другими  уровнями  сцены.  Это  позволит  управлять тенями  на  завершающем этапе постановки.  Следует заметить, что кроме этого для получения лучших результатов наложения теневой маски потребуется выключить прямую видимость (Primar y Visibility) объекта, отбрасывающего тень, и заменить цвет основы чисто-белым.

Чтобы  впоследствии   управлять интенсивностью   и   цветом световых пятен,  можно создать кривые  этих параметров. Дл я этого необходимо раскрыть панель Light  Effects  (Световые  эффекты)  источника  света и   щелкнуть  на кнопке  Creat e  (Создать).  Затем можно открыть  редактор  анимационных  кривых и   редактировать  значения  только  что созданных кривых узла  lightInfo .

Скорость угасания  

Точечный  и   плоский источники  света, а  также  прожектор  имеют параметр  Deca y rat e (Коэффициент угасания), который снижает  интенсивность света в  зависимости  от расстояния. Существуют три  коэффициента угасания.

Линейная (linear).  Интенсивность уменьшается пропорционально  расстоянию.

Квадратичная  (quadratic).  Интенсивность уменьшается  пропорционально   квадрату расстояния — именно так уменьшается интенсивность в реальном мире.

Кубическая  (cubic).  Интенсивность  уменьшается пропорционально кубу  расстояния.

Цвет света остается таким же, независимо от расстояния до источника.

Коэффициент  угасания  начинает  влиять  на  интенсивность  света  на  расстоянии  свыше  1  

единицы от источника.

Угасание света от  объемных  источников  создается  совсем по-другому.   Угасание в этом случае управляется градиентом, заданным в разделе Color rang e (Цветовой диапа­ зон) редактора атрибутов  для данного источника света. Левая  часть  диапазона представ­ ляет цвет на максимальном расстоянии  от источника,  а  правая часть — цвет источника света. На рис. 11.9 показан пример применения темных цветов к цветовому диапазону.

Рис. 11.9. Для управления уровнем угасания света от объемного ис­ точника в цветовой  диапазон добавляют темные цвета

Привязка источников света  

В  Майя  объекты,  освещаемые определенными  источниками  света, называют  связан­ ными (linked). Каждый источник света имеет параметр Illuminates By Default (Освещает по умолчанию), который связывает данный источник света со  всеми объектами  на сцене. Во время создания  источника света этот атрибут включается по умолчанию. Работая над простой сценой, все атрибуты  источника света, как правило,  можно оставить   в стандарт­ ном состоянии,  чтобы освещались  все  объекты.  По  мере усложнения сцены  возникает необходимость  контролировать  привязку  источников  света как  по эстетическим   причи­ нам, так и для того, чтобы радикально сократить время визуализации.

Для контроля  привязки  источников  света можно использовать  редактор  взаимосвя­

зей (relationshi p Editor) Maya (выберите пункт меню Windo w => relationshi p Editors => Light Linking => Light-Centric (Окно => Редакторы взаимосвязей => Привязка источника све- та => Светоцентрический)  или  Object-Centri c (Объектноцентрический)  либо  выберите

пункт меню Lighting/Shading => Light Linking Editor => Light-Centric (Освещение/Тонирование => Редактор привязки источника света => Светоцентрический) или Object-Centri c (Объектно- центрический). Эти  способы  привязки   представляют разные  конфигурации  привязки для  сцены.  Объектноцентрический  режим просмотра  организует между  определенным объектом  и   источниками  света на  сцене  взаимосвязь  по  принципу  "один ко  многим". Здесь можно указать, какие источники света освещают  данный объект. Светоцентрический режим организовывает  между  определенным источником  света и  объектами  сцены взаи­ мосвязь  по принципу "один ко многим". На рис. 11.10 показан светоцентрический  режим редактора взаимосвязей и  результаты визуализации.

а Прожектор не связан со сферой

б Прожектор связан со сферой

Рис. 11.10. Светоцентрический режим редактора взаимосвязей: поскольку сфера не связана с источником света, она не освещается вообще (а); все объекты связаны, а следовательно, ос­ вещаются источником света (б)

Кроме того,  используя пункты  меню  Lighting/Shadin g  (Освещение/Тонирование), привязки  можно изменять непосредственно в  рабочем  пространстве. Выделите объекты и  источники  света, привязки  которых требуется  изменить, а затем выберите пункт меню Lighting/Shadin g  = >  Mak e  Light  Link s  (Освещение/Тонировани е  = >  Создать   привязки источников  света), чтобы связать  их, или  пункт Lighting/Shadin g => Brea k Ligh t Link s (Освещение/Тонировани е =>  Разорвать привязк и  источников  света), чтобы удалить привязку.

Обратите внимание  на то,  что  разрыв  связи  между  объектом  и   всеми  источниками света не делает этот объект невидимым; привязка  источников  света влияет  только на то, как освещены объекты.  Если  объект на сцене не связан ни  с одним  источником  света, то он  визуализируется  как  абсолютно черное пятно,  загораживающее  другие освещаемые объекты. Такое загораживание  объектов  может  оказаться удобным для создания масок, позволяющих  комбинировать разные сцены  при  визуализации.

Объекты и  источники  света можно выбирать на основе информации  о привязке.  Вы­ делите источник света и выберите пункт меню Lights/Shadin g => Select Objects Illuminated By Light (Освещение/Тонирование => Выделить объекты, освещенные этим источником), чтобы выделить  все объекты, связанные с данным источником.  Выделите объект и  выберите пункт  меню Lights/Shading  => Select Lights Illuminating Object (Освещение/Тонирование  => Выделить источники  света, освещающие  этот  объект),  чтобы  выделить все  источники света, связанные с данным объектом.

Свойства прожектора  

Источник света Spot (Прожектор) имеет несколько  уникальных параметров: Con e Angle (Угол конуса), Penumbr a Angl e (Угол полутени) и  Dropoff (Спад).  Параметр Con e Angle  управляет размахом  светового пучка.  Принятого по   умолчанию значения 40° обычно вполне достаточно для большинства световых  пятен. Большие углы (до 180°) за­ частую используются для заполняющих источников света.

Свойство  Penumbr a Angle (Угол полутени) смягчает свет, размывая  внешнюю гра­ ницу светового  конуса. Положительные значения размывают  внешнюю границу, а отри­ цательные — внутреннюю. На рис. 11.11 показан эффект изменения угла полутени.

Penumbra =   10          Penumbra = 0              Penumbra = 10

Рис. 11.11. Обратите внимание: отрицательное значение угла полутени размывает границы внутри, тогда как положительное — снаружи

Параметр Dropoff (Спад) подобен линейному  коэффициенту  угасания  (Linea r  Deca y rate) , но вместо угасания при  увеличении  расстояния от источника света он  управляет степенью уменьшения интенсивности  света при  удалении  от центра к  границам светово­ го пучка. Как правило, целесообразные значения находятся в диапазоне от 0 до 50.

Эффекты прожектора  

В разделе Light Effects (Световые  эффекты)  редактора атрибутов  можно  найти  два атрибута,  уникальных   для прожектора: Barn  Doors (Шторки) и   Decay  region s  (Зоны угасания). По умолчанию оба они  отключены. Шторки, в  сущности,  представляют собой заслонки, которые закрывают края  конуса  и  могут  применяться сверху, снизу, слева и справа. Значение параметра Bar n  Door s  (Шторки) представляет угол  между центром прожектора и  шторками. Этот  атрибут зачастую используют для того, чтобы воспрепят­ ствовать проникновению  света за  какую-либо точку  на сцене;  в   обычных сценических источниках  света  такие заслонки  используются для ликвидации  утечки  света. Эффект, создаваемый шторками, показан на рис. 11.12.

Зоны угасания (Deca y regions ) позволяют создавать области, в которых наблюдает­ ся свечение пучка света, как показано на рис. 11.14. Манипулировать этими  усеченными

коническими  областями  можно с помощью редактора атрибутов  или  манипуляторов  зон угасания (последние рассматриваются  в  следующем разделе).

Рис. 11.12.   Используя  шторки,  можно                Рис. 11.13. С помощью зон угасания ими- контролировать резко очерченные края                 тируются области свечения. (Для более прожектора                                                                четкой иллюстрации областей к источ­ нику света был добавлен параметр Fog,

который описывается позднее.)

Источник: Кундерт-Гиббс, Джон,  Ларкинс, Майк,  Деракшани, Дариус, Кунзендорф, Эрик,  и др., Освоение Maya  8.5.:  Пер.  с англ.  – М.:  ООО  «И.Д.  Вильямс», 2007.  – 928  с.:  ил.

По теме:

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий