ویژگی های نور و روش های تجسم سایه ها.

در بین منابع نور استاندارد ، سه منبع (یعنی Spot ، Direct و Omni) به ما امکان می دهند نوع سایه مورد نظر را انتخاب کنیم. اگر از تصویری استاندارد پیش فرض Scanline Renderer (DSR) استفاده کنیم ، ما به شما علاقه مند خواهیم شد: سایه های پیشرفته اشعه ایکس ، سایه های منطقه ، سایه های ردیابی شده ، نقشه های Shadow.

هنگام انتخاب نوع سایه در بین پیمایش پارامترهای IP ، پیمایش پارامترهای سایه ظاهر می شود ، که نام آن با نام نوع شروع می شود.

نقشه سایه

ساده ترین و کم ارزش ترین نوع سایه به منابع محاسبه شده.

1. اندازه نقشه براساس آن سایه محاسبه می شود. هرچه نقشه بزرگتر باشد ، سایه محاسبه شده بهتر می شود. بهتر است از شماره های سفارش 2 n استفاده کنید
2. لبه سایه را محو کنید. افزایش پارامتر به شما امکان می دهد تا از یک خط حاشیه لبریز شده با نقشه ای با وضوح پایین خلاص شوید
3. پارامتر مسئول کنترل مقدار بایاس. به طور پیش فرض غیرفعال شده است (بهترین نتیجه در اکثر موارد). در صورت انیمیشن ، فعال کردن گزینه ممکن است کمک کند.
4. اگر خاموش باشد ، نور از سطح آن عبور می کند ، اگر بر روی چند ضلعی گیر کند ، عادی هایی که از آن دور می شوند. فعال کردن گزینه به شما امکان می دهد سایه های صحیح را بدست آورید.

در شکل 1 ، با افزایش پارامتر Size ، ردیف بالای تصاویر بصری تغییر در کیفیت سایه را نشان می دهد. حتی افزایش قابل توجه در اندازه نقشه مشکل دندان در لبه های سایه را حل نمی کند ، اگرچه الگوی سایه مطمئناً پیچیده تر می شود.

در ردیف دوم ، در هر سه حالت ، اندازه کارت یکسان است اما پارامتر Sample Range تغییر می کند. به تدریج آن را افزایش دادیم ، از شر جگر زدن خلاص شدیم ، لبه سایه را محو می کنیم.

شکل 1 تغییر کیفیت سایه نوع Shadow Map با پارامترهای مختلف

سایه های ردیابی شده توسط ری

سایه های این نوع بر اساس الگوریتم ردیابی محاسبه می شوند. آنها دارای لبه های واضح هستند و تقریباً غیرممکن هستند.

سایه Ray-Traced با توجه به نقشه Shadow دقیق تر است. علاوه بر این ، قادر به شفافیت جسم است ، اما در عین حال "خشک" و شفاف است ، که در اکثر موارد خیلی طبیعی به نظر نمی رسد. سایه Ray-Traced بیشتر از Shadow Map در منابع رایانه ای خواستار است.

1. فاصله جسم از سایه بازیگران
2. عمق ردیابی پارامتر مسئول کار بر روی سایه است. افزایش این مقدار می تواند زمان تصویربرداری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

سایه های Ray-Traced با IC های نوع Omni برای ارائه بیشتر از یک سایه از سایه های Ray-Traced + Spot (یا Directional) مدت بیشتری طول می کشد.

شکل 2 سایه هایی که از ریشه ردیابی می شوند از اجسام مات و شفاف.

سایه های پیشرفته پرتوی

سایه هایی از این نوع بسیار شبیه به سایه های Ray-Traced هستند ، اما همانطور که از نام آن پیداست ، آنها دارای تنظیمات پیشرفته تری هستند که به شما امکان می دهد محاسبات طبیعی تر و صحیح تری داشته باشید.

1. روش تولید سایه
   ساده   - یک پرتو منفرد از IP خارج می شود. سایه از تنظیمات هموار و با کیفیت پشتیبانی نمی کند
   1-عبور آنتیلیا   - انتشار پرتوی اشعه تقلید می شود. علاوه بر این ، از هر سطح روشنایی به همان تعداد پرتوهای منعکس می شود (تعداد پرتوهای با کیفیت سایه تنظیم می شود).
   2-عبور آنتیلیا   - به همین ترتیب ، اما دو پرتوی پرتوی ساطع می شود.
2. اگر خاموش باشد ، نور اگر از بین چند ضلعی روبرو شود که از روی آن عادی است ، از سطح عبور می کند. فعال کردن گزینه به شما امکان می دهد سایه های صحیح را بدست آورید.
3. تعداد پرتوهای ساطع شده از سطح روشنایی
4. تعداد پرتوهای ثانویه ساطع شده از سطح روشنایی
5. شعاع (در پیکسل) تار بودن لبه سایه. افزایش پارامتر باعث بهبود کیفیت تاری می شود. اگر جزئیات کوچک در لبه لبه گم شده اند ، این مورد را با افزایش Shadow Integrity تنظیم کنید.
6. فاصله جسم از سایه بازیگران
7. پارامتر کنترل تصادفی اشعه. در ابتدا ، پرتوهای در امتداد یک شبکه سخت ارسال می شوند ، که می تواند باعث ایجاد مصنوعات ناخوشایند شود. معرفی هرج و مرج ، تصویر سایه را طبیعی تر می کند
   مقادیر توصیه شده 0.5-1.0 است. اما سایه های مبهم تر به Jitter مقدار بیشتری احتیاج دارند

سایه های منطقه

این نوع سایه ها به شما امکان می دهد ابعاد منبع نور را در نظر بگیرید ، بنابراین می توانید هنگام دور شدن از جسم سایه های طبیعی طبیعی که "شکافته" شده و مبهم می شوند. 3dsMax با مخلوط کردن تعدادی از "نمونه ها" سایه ها چنین سایه هایی را دریافت می کند. هرچه "نمونه ها" و مخلوط بهتر باشند ، سایه محاسبه شده بهتر می شود.

1. شکل یک منبع نور خیالی که به شما امکان می دهد ماهیت سایه را تعیین کنید.
   ساده   - یک پرتو منفرد از IP خارج می شود. سایه از تنظیمات هموار و با کیفیت پشتیبانی نمی کند.
   مستطیل مستطیل t - انتشار نور از ناحیه مستطیل شکل را شبیه سازی می کند.
   چراغ دیسک   - IP طوری رفتار می کند که انگار شکل دیسک را به دست آورده است.
   نور جعبه   - تقلید از IP مکعب.
   کره لبه t - تقلید از یک IP کروی.
2. اگر خاموش باشد ، نور از سطح آن عبور می کند ، اگر بر روی چند ضلعی گیر کند ، عادی هایی که از آن دور می شوند. فعال کردن گزینه به شما امکان می دهد سایه صحیح را بدست آورید.
3. تعداد پرتوهای ساطع شده (غیرخطی) را کنترل می کند. هرچه تعداد این تعداد بیشتر باشد ، پرتوهای بیشتر ، کیفیت سایه بالاتر است.
4. پارامتر مسئول کیفیت سایه. برای یک محاسبه منطقی ، همیشه عدد را بالاتر از Shadow Integrity قرار دهید.
5. شعاع (در پیکسل) تار بودن لبه سایه. افزایش پارامتر باعث بهبود کیفیت تاری می شود. اگر جزئیات کوچک در لبه لبه گم شده اند ، این حادثه را با افزایش Shadow Integrity اصلاح کنید.
6. فاصله جسم از سایه بازیگران.
7. پارامتر کنترل تصادفی اشعه. در ابتدا ، پرتوهای در امتداد یک شبکه سخت فرستاده می شوند ، که می تواند باعث ایجاد مصنوعات ناخوشایند شود. معرفی هرج و مرج ، تصویر سایه را طبیعی تر می کند.
8. ابعاد یک منبع خیالی. طول - طول ، عرض - عرض ، ارتفاع (فقط برای نور جعبه و نور کره) - ارتفاع.

به شکل 3 نگاهی بیندازید. در قطعه اول. چندین نمونه از سایه ها بدون هیچ گونه اختلاط روی یکدیگر قرار گرفته اند. در قطعه دوم آنها قبلاً مخلوط شده اند (مقدار Jitter از 0.0 به 6.0 تغییر یافته است). "نمونه" های مخلوط به عنوان یک سایه طبیعی تر درک می شوند ، اما کیفیت آن مطلوب تر است. قطعه سوم سایه ای با کیفیت عالی را نشان می دهد (Shadow Integrity و کیفیت Shadow به ترتیب از مقادیر واحد به 8 و 10 تغییر یافته است).

ردیف دوم در شکل 3. اگر اندازه منبع تخیلی را افزایش دهیم ، چگونگی تغییر ماهیت سایه را نشان می دهد. در این حالت ، ما یک منبع تخیلی از نوع Rectangle Light (مستطیل مسطح) داریم. با افزایش سطح منبع ، تاری تاری سایه افزایش می یابد.

شکل 3 تغییر کیفیت سایه نوع منطقه Shadow برای پارامترهای مختلف

برخی از مقادیر پارامترها از نظر طبیعت مشاوره ای هستند ، اما همه چیز فقط با تصور شما محدود می شود. بهترین راه برای کشف آن ، آزمایش است. از آزمایش نور نترسید. حال و هوای تصویر آینده را بگیرید و تسلیم تنظیمات شوید.

در شکل 4 اسب شطرنج با ماده ای مبتنی بر بافت ساده رویه ای چوب. سه منبع نوری در رنگهای مختلف نقاشی شده است. با این حال ، یک تنظیم ساده ، رقم خوبی به نظر می رسد.

شکل 4 قطعه شطرنج "اسب". تجسم موضوع

خلاصه

نورپردازی یکی از مهمترین مراحل کار بر روی صحنه سه بعدی است. در نگاه اول ، به نظر می رسد که اطلاعات درس خشک را نمی توان برای کارهای خلاقانه به کار برد. با این حال ، با نبوغ مناسب و سخت کوشی می توانید به نتایج باورنکردنی برسید. در پایان ، تمام تصاویر دیجیتال فقط مجموعه ای از صفرها و تصاویر هستند و 3dsMax فقط ابزار بعدی شماست ، درست مثل یک مداد یا برس.

V-Ray یکی از محبوب ترین افزونه ها برای ایجاد تجسمات نوری است. ویژگی متمایز آن سهولت تنظیم و امکان بدست آوردن نتایج با کیفیت بالا است. با استفاده از V-Ray که در محیط 3ds Max مورد استفاده قرار می گیرند ، آنها مواد ، نورپردازی و دوربین ایجاد می کنند که تعامل آن در صحنه منجر به ایجاد سریع یک تصویر طبیعت گرایانه می شود.

در این مقاله با تنظیمات روشنایی با استفاده از V-Ray آشنا می شویم. نور صحیح برای ایجاد صحیح تجسم بسیار مهم است. این باید تمام بهترین کیفیت اشیاء موجود در صحنه را آشکار کند ، سایه های طبیعی ایجاد کند و از صوتی ، بیان بیش از حد و سایر مصنوعات محافظت کند. برای تنظیم روشنایی ، ابزارهای V-Ray را در نظر بگیرید.

1. اول از همه ، V-Ray را بارگیری و نصب کنید. ما به سایت توسعه دهنده می رویم و نسخه V-Ray در نظر گرفته شده برای 3ds Max را انتخاب می کنیم. آن را بارگیری کنید برای بارگیری برنامه ، در سایت ثبت نام کنید.

2. برنامه زیر را دنبال کنید از جادوگر نصب.

3. 3ds Max را اجرا کنید ، کلید F10 را فشار دهید. پنل تنظیمات رندر قبل از ما است. در برگه "مشترک" ، "Assign Renderer" را پیدا کرده و V-Ray را انتخاب کنید. روی "ذخیره به عنوان پیش فرض" کلیک کنید.

نورپردازی بسته به ویژگی های صحنه می تواند انواع مختلفی داشته باشد. البته نورپردازی برای تجسم سوژه با تنظیمات نور برای قسمت خارجی متفاوت خواهد بود. چند طرح روشنایی اساسی را در نظر بگیرید.

سفارشی سازی نور برای تجسم بیرونی

1- صحنه ای را تنظیم کنید که در آن نور تنظیم می شود.

2. منبع نور را نصب کنید. ما از خورشید تقلید خواهیم کرد. در برگه ایجاد نوار ابزار ، "چراغ ها" را انتخاب کرده و روی "V-Ray Sun" کلیک کنید.

3. نقطه شروع و انتهای پرتوهای خورشید را مشخص کنید. زاویه بین پرتو و سطح زمین نوع جو و صبح ، بعد از ظهر یا عصر را تعیین می کند.

4. خورشید را انتخاب کرده و به برگه "اصلاح" بروید. ما به گزینه های زیر علاقه مند هستیم:

- فعال - خورشید را فعال و غیرفعال می کند.

- کدورت - از این مقدار بالاتر - میزان گرد و غبار جو بیشتر است.

- ضرب شدت - پارامتر تنظیم کننده میزان روشنایی نور خورشید.

- ضرب اندازه - اندازه خورشید. هرچه این پارامتر بزرگتر باشد ، سایه ها مبهم تر خواهد بود.

- خرده های سایه - هرچه این تعداد بیشتر باشد ، سایه بهتر می شود.

5- این کار تنظیم نور خورشید را کامل می کند. آسمان را تنظیم کنید تا واقع بینانه تر شوید. کلید "8" را فشار دهید ، صفحه پنل محیطی باز خواهد شد. همانطور که در تصویر نشان داده شده است ، نقشه DefaultVraySky را به عنوان نقشه محیط انتخاب کنید.

6. بدون بستن صفحه محیط ، کلید M را فشار دهید ، ویرایشگر مواد را باز کنید. در حالی که دکمه سمت چپ ماوس را نگه دارید ، نقشه DefaultVraySky را از شکاف موجود در پنل محیط به ویرایشگر مواد بکشید.

7. نقشه آسمان را در مرورگر مواد ویرایش می کنیم. با مشخص کردن نقشه ، کادر انتخاب "گره خورشید را مشخص کنید" را علامت بزنید. بر روی "هیچ" در کادر "نور خورشید" کلیک کرده و در نمای مدل بر روی خورشید کلیک کنید. ما فقط خورشید و آسمان را گره زده ایم. اکنون موقعیت خورشید میزان روشنایی آسمان را تعیین می کند و وضعیت جو را در هر ساعت از شبانه روز کاملاً شبیه سازی می کند. بقیه تنظیمات بصورت پیش فرض باقی می ماند.

8- به طور کلی ، نورپردازی بیرونی سفارشی می شود. رندرها را اجرا کنید و برای رسیدن به جلوه های مورد نظر ، با نور آزمایش کنید.

به عنوان مثال ، برای ایجاد جو روز ابری ، خورشید را در پارامترهای آن خاموش کنید و فقط نقشه آسمان یا HDRI را درخشان بگذارید.

سفارشی سازی نور برای تجسم موضوع

1. صحنه را با ترکیب نهایی برای تجسم باز کنید.

2. در زبانه "ایجاد" نوار ابزار ، "چراغ ها" را انتخاب کرده و روی "V-Ray Light" کلیک کنید.

3. در طرح ریزی که می خواهید منبع نور را تنظیم کنید ، کلیک کنید. در این مثال ، ما نور را جلوی جسم قرار می دهیم.

4- پارامترهای منبع نور را تنظیم کنید.

- Type - این پارامتر شکل منبع را تنظیم می کند: مسطح ، کروی ، گنبد. شکل زمانی مهم است که منبع نور در صحنه قابل مشاهده باشد. برای مورد ما ، اجازه دهید هواپیما به طور پیش فرض (مسطح) باقی بماند.

- شدت - به شما امکان می دهد مقاومت رنگ را در لومن ها یا مقادیر نسبی تنظیم کنید. ما موارد نسبی را رها می کنیم - تنظیم آنها ساده تر است. هرچه در خط Multiplier تعداد بیشتر باشد ، نور روشن تر می شود.

- رنگ - رنگ نور را تعیین می کند.

- نامرئی - منبع نور می تواند در صحنه نامرئی شود ، اما همچنان می درخشد.

- نمونه برداری - پارامتر "Subdivides" کیفیت ارائه نور و سایه ها را کنترل می کند. هرچه در خط بیشتر باشد ، کیفیت نیز بالاتر خواهد بود.

پارامترهای باقیمانده به بهترین حالت به صورت پیش فرض باقی مانده است.

5- برای تجسم شیء ، توصیه می شود چندین منبع نوری در اندازه های مختلف ، شدت نور و فاصله از جسم نصب کنید. دو منبع نور دیگر را در کنار سوژه قرار دهید. می توانید آنها را نسبت به صحنه بچرخانید و پارامترهای آنها را تنظیم کنید.

این روش یک "قرص جادویی" برای روشنایی کامل نیست ، بلکه یک استودیوی عکس واقعی را شبیه سازی می کند و آزمایش می کند که در آن به نتیجه ای بسیار با کیفیت خواهید رسید.

نورپردازی صحنه نیاز به تلاش کمتری نسبت به الگوبرداری از آن ندارد ، زیرا در بیشتر موارد لازم است تا یک اثر واقع بینانه ارائه شود. این کار آسانی نیست ، زیرا در دنیای واقعی منابع نور به هیچ وجه مانند مجازی کار نمی کنند. به عنوان مثال ، نور از سطح اشیاء منعکس نمی شود - در نتیجه ، اگر در واقعیت یک لامپ منفرد بتواند یک اتاق کامل را روشن کند ، از جمله نواحی آن که از اشعه مستقیم نور (پراکندگی پراکنده) پنهان شده اند) ، در 3D Studio MAX چنین مناطقی کاملاً تاریک باقی می مانند. این بدان معنی است که پراکندگی نور پراکنده باید با روشنایی اضافی شبیه سازی شود. و برعکس ، منابع نور مجازی را می توان پیکربندی کرد که افزایش نیابد ، بلکه از روشنایی صحنه می کاهند ، که در حقیقت در اصل غیرممکن است و غیره.

نورپردازی به درستی انتخاب شده یکی از مهمترین عوامل در تضمین واقع گرایانه صحنه در هنگام تجسم آن است. این تضاد بین اشیاء ایجاد می کند ، مواد استفاده شده را واضح تر و بیان می کند و به شما امکان می دهد سایه های اشیاء را تنظیم کنید. علاوه بر این ، نورپردازی ، حال و هوای کلی صحنه را تعیین می کند - برای مثال ، نور پراکنده اثر آرامش را ایجاد می کند ، نور کم نور می تواند باعث ترس ، نور سوسو شود - احساس اضطراب و غیره. ما شما را با برخی از ساده ترین تکنیک های تنظیم نور در حال حاضر آشنا خواهیم کرد و جنبه های پیچیده تر کار با روشنایی را در یکی از درس های بعدی در نظر خواهیم گرفت.

  جنبه های نظری

تنظیم روشنایی مرحله شامل ایجاد منابع نوری در آن و تعیین موقعیت و پارامترهای آنها است. منابع نور (مانند سایر اشیاء موجود در صحنه) از نظر نوع متفاوت هستند - هرکدام از آنها خصوصیات و دامنه خاص خود را دارند. کار با منابع به موازات ایجاد اشیاء هندسی انجام می شود ، اما تنظیم نهایی پارامترهای آنها در فرآیند ایجاد و اختصاص مواد انجام می شود ، زیرا نورپردازی با بافت ارتباط نزدیکی دارد و می تواند در نمایش مواد مؤثر باشد و همچنین منجر به ظهور سایه ها شود. هنگامی که صحنه ای ایجاد می شود ، اشیاء آن به طور خودکار روشن می شوند ، اما با اضافه کردن اولین منبع نور ، نورپردازی پیش فرض لغو می شود. هنگامی که همه منابع ایجاد شده را حذف می کنید ، صحنه توسط منابع نوری پیش فرض مجددا روشن می شود.

منابع اصلی نور شامل موارد زیر است (شکل 1):

• اومنی  (Omnidirectional) - پرتوهای را به طور مساوی در تمام جهات از یک منبع منفرد مثل لامپ بدون لامپ می گذارد.
• هدف نقطه  (نورافکن هدفمند) و رایگان نقطه  (چراغ روشنایی رایگان) - آنها پرتوهای را از نقطه ای در جهت مشخص با یک جریان مخروطی پخش می کنند و ناحیه داخل مخروط را روشن می کنند. تفاوت این دو منبع در این است که جهت تابش اشعه نوری در اولین آنها به طور دقیق توسط نقطه هدف مشخص می شود ( هدف) ، و منبع دوم چنین نقطه هدف را ندارد و بنابراین با چرخش منبع می توان جهت اشعه های نوری را در آن تغییر داد؛
• هدف جهت دار  (هدف مستقیم) و رایگان جهت دار  (راست مستقیم) - آنها پرتوهای هواپیما را در یک جریان موازی در یک جهت خاص پخش می کنند و ناحیه داخل سیلندرهای مستقیم یا شیب را روشن می کنند. این منابع از این نظر متفاوت هستند که جهت تابش اشعه نوری در قسمت اول آنها دارای اتصال اتصال بوده و دوم مستقیماً هدایت می شود (جهت چرخش منبع توسط پرتوهای نوری که توسط آن پرتاب می شود).

مقوله مسئول ایجاد منابع نوری چراغها  (منابع نور) پانل ها ایجاد کنید  (ایجاد) ، در هنگام انتخاب ، همه منابع فوق در دسترس هستند (شکل 2). فناوری ایجاد آنها شبیه به ایجاد اشیاء هندسی است. شما باید نوع منبع را انتخاب کنید و یا بر روی نقطه ایجاد آن در یکی از پنجره های طرح ریزی کلیک کنید (برای همه منابع به جز انواع هدف) یا با نگه داشتن دکمه سمت چپ ماوس را بکشید ، بنابراین نه تنها منبع منبع بلکه نقطه هدف آن را نیز نشان می دهد. به منابع ایجاد شده (و همچنین اشیاء هندسی) اسامی اختصاص داده شده است: Omni01 ، Spot01 و غیره که بهتر است بلافاصله آنهایی که اطلاعات بیشتری دارند جایگزین کنید. هر منبع نوری را می توان در منظره ها به همان شیوه ای که سایر اشیاء استاندارد جابجا می شوند ، چرخش و مقیاس بندی کرد.

پارامترهای منبع یا بلافاصله هنگام ایجاد در پانل تنظیم می شوند ایجاد کنیدیا بعداً از طریق پانل تغییر دهید اصلاح کنید. لیست پارامترها بسیار چشمگیر است و در این درس تنها با تعدادی از آنها آشنا می شویم. کلیه پارامترها به پیمایش تقسیم می شوند که اصلی ترین آنها به شرح زیر است:

• عمومی پارامترها  (پارامترهای عمومی) - به شما امکان می دهد نوع منبع را تغییر دهید ، امکان تولید سایه های در حال سقوط را فعال کرده یا غیرفعال کنید و اشیاء جداگانه را از حوزه تأثیر منبع خارج کنید ، که در شبیه سازی جلوه های ویژه نورپردازی (مانند فلاش ها) یا هنگام روشنایی انتخابی یک یا گروهی از اشیا مهم است.
• شدت/رنگ/کمبود  (شدت / رنگ / تضعیف) - برای کنترل شدت ، رنگ و کاهش فضایی شار نور طراحی شده است ، این امکان را فراهم می آورد تا ناهمگونی روشنایی ، معمولی برای اشیاء در دنیای واقعی فراهم شود.
• سایه پارامترها  (گزینه های Shadow) و سایه نقشه پارامترها  (پارامترهای نقشه سایه) - مسئول ماهیت تولید سایه ها. آنها به شما اجازه می دهند وضوح مرز را تنظیم کنید ، رنگ سایه را تغییر دهید ، فاصله را از شی تا سایه افزایش یا کاهش دهید ، یک نقشه بافت به نقشه سایه اضافه کنید ، سایه ها را هنگام معرفی جلوه های جوی تنظیم کنید ، سایه های تار را در روشنایی مه آلود یا سایه های روشن ایجاد شده توسط خورشید ظهر روشن و غیره تنظیم کنید. د.
• پیشرفته اثرات  (جلوه های پیشرفته) - به شما این امکان را می دهد تا وضوح انتقال از نواحی با منبع روشن شده از شی را به صورت غیرفعال ، فعال / غیرفعال کردن تابش خیره کننده از شی از منبع نور ، ایجاد نقشه بافت به منبع و غیره کنترل کنید.

  منبع نور Omni

یک صحنه ساده را از دو شی آماده کنید: یک هواپیما و یک توپ (شکل 3). یک منبع نور نوع ایجاد کنید اومنیبا باز کردن یک دسته چراغها  پانل ها ایجاد کنیدبا کلیک بر روی دکمه با نام اومنی، و سپس با استفاده از ماوس برای نشان دادن محل منبع در یکی از پنجره های طرح ریزی - یک جسم ظاهر می شود که مانند یک هشت ضلعی به نظر می رسد ، که منبع نوری ایجاد شده است. ابزار انتخاب کنید و حرکت کن  موقعیت منبع را طوری تنظیم کنید که در پیش بینی باشد جلو در سمت راست توپ قرار داشت و بسیار بالاتر از آن قرار داشت ، و سپس (با منبع برجسته) در پیمایش عمومی پارامترها  پانل ها اصلاح کنید  جعبه را بررسی کنید سایه ها  برای تولید سایه ها (شکل 4). رندر - توپ در سمت راست روشن خواهد شد و سایه می اندازد (شکل 5). منبع نور را در اطراف توپ حرکت دهید و خواهید دید که بسته به موقعیت منبع ، یک یا قسمت دیگر توپ روشن خواهد شد. در پایان آزمایش ، منبع را به موقعیت اصلی خود در سمت راست توپ برگردانید.

شکل 4- راه اندازی اولیه منبع نور اومنی

شکل 5. توپ را با یک اومنی- منبع

اکنون یاد خواهیم گرفت که شدت نور را کنترل کنیم. برای این کار ، با منبع نور انتخابی ، پانل را فعال کنید اصلاح کنید  و در یک پیمایش شدت/رنگ/کمبود  مقدار پارامتر را افزایش دهید چند برابر  (برای مثال ، ضریب) تا 2 - نورپردازی صحنه بسیار روشن تر خواهد شد (شکل 6). در همان پیمایش (در کادر گفتگو) رنگ انتخاب کننده: نور رنگبا کلیک روی فیلد در سمت راست پارامتر باز شد چند برابر) می توانید رنگ پرتوهای نور را تغییر دهید. به عنوان مثال ، سعی کنید رنگ سفید پیش فرض ، به عنوان مثال ، به زرد را تغییر دهید - در هنگام تجسم صحنه با یک "چراغ زرد" روشن می شود (شکل 7).

منبع عامنی دیگری را به صحنه اضافه کنید و آن را بر روی طرح قرار دهید جلو  در سمت چپ توپ ، اما به گونه ای که بسیار کمتر از منبع اول است (شکل 8). شدت منبع دوم را به حدود 0.7 کاهش دهید و رنگ سفید را ترک کنید - اکنون توپ از دو طرف روشن خواهد شد (شکل 9).

شکل 8- افزودن و پیکربندی دوم اومنی- منبع

شکل 9. توپ با دو اومنیمنابع

  منبع نور مستقیم

هر دو منبع Omni را حذف کنید ، که صحنه را تاریک نمی کند ، زیرا منابع نور پیش فرض دوباره روشن می شود. یک نوع منبع نور ایجاد کنید رایگان جهت دار  (برای این کار ساده ترین انتخاب این نوع منبع و کلیک بر روی پروژکتور در مرکز توپ است بالا  - سپس منبع بلافاصله به سمت توپ هدایت می شود). سپس ابزار را در صورت لزوم حرکت دهید انتخاب کنید و حرکت کن  و زاویه آن را تنظیم کنید انتخاب کنید و چرخش  (شکل 10). اگر تسلیم شوید ، معلوم می شود که توپ به همراه یک قطعه هواپیما و کاملاً فشرده روشن می شود ، در حالی که قسمت دیگر هواپیما به هیچ وجه قابل مشاهده نیست (شکل 11). معلوم است که روشنایی منبع بیش از حد زیاد است ، اما سطح پوشش شار نور به وضوح کافی نیست. تغییر وضعیت آسان است. ابتدا خواهیم فهمید که سطح پوشش شار نور به چه پارامترهایی بستگی دارد. تنظیم مقادیر پارامتر کانون/پرتو (اندازه مخروط نور را برای تیر داخلی ، بسیار اشباع داخلی تعیین می کند) و فالوف/زمینه  (اندازه محدوده بیرونی انقراض تیر را به لبه ها تنظیم می کند) در پیمایش جهت دار پارامترها، می توانید اندازه نور نوری که از پرتو نور و ماهیت مرز آن بیرون می آید را تغییر دهید ، که می تواند روشن باشد یا برعکس ، تاری باشد. به طور پیش فرض ، این نقطه مرز مشخصی دارد که با واقعیت فاصله دارد. انجام کانون/پرتو  برابر با 25 ، و فالوف/زمینه  - 50 ، در نتیجه ، نقطه نور تاری خواهد شد (مقادیر این پارامترها در هر مورد متفاوت خواهد بود ، فقط مهم است که مقدار پارامتر اول تقریباً دو برابر مقدار دوم باشد) - شکل. 12. و برعکس ، اگر مقادیر این پارامترها نزدیک باشد ، آنگاه مرز مشخص خواهد بود. در مورد اندازه نقطه نور ، آنها مستقیماً به مقدار پارامتر بستگی دارند کانون/پرتو  - هرچه بالاتر باشد ، اندازه لکه بزرگتر است. در صورت تمایل ، در این پیمایش ، می توانید شکل مقطع مخروط نور (و از این رو شکل نقطه نور) را نیز با یک دور ( دایره) به مستطیل ( مستطیل) در هنگام انتخاب دومی ، می توان نسبت ابعاد مستطیل نور را توسط پارامتر تنظیم کرد جنبه.

شکل 10. تنظیم منبع رایگان جهت دار

شکل 11. صحنه تنها منبع رایگان جهت دار

اکنون مرزهای روشنایی را طوری ببندید که داخل مخروط نوری نه تنها یک توپ وجود داشته باشد ، بلکه b نیز وجود دارد دربارهبزرگترین قسمت هواپیما است و فراموش نکنید که پارامتر ارزش دارد کانون/پرتو  و   فالوف/زمینه  باید به اندازه کافی متفاوت باشد به طوری که کاهش نور به لبه های هواپیما به تدریج انجام می شود. شدت نور را کاهش دهید ( چند برابر) در حدود 0.6 و کادر را علامت بزنید سایه ها  برای تولید سایه ها - صحنه طبیعتاً روشن خواهد شد ، اگرچه سطح روشنایی کافی نخواهد بود (شکل 13). برای افزایش سطح روشنایی ، سعی کنید دو منبع نور اضافی ایجاد کنید (شکل 14). برای اولین بار (که وظیفه آن ایجاد روشنایی عمومی برای صحنه است) نوع را انتخاب کنید اومنی، رنگ زرد و شدت سفارش 0.8-0.9. هدف دوم ارائه تأثیر نورپردازی ثانویه ناشی از بازتاب نور حادثه از سطوح نوری (در این حالت هواپیما) است. در مثال ما ، چنین جلوه ای باید در سطح زیرین توپ به شکل شعله ور خاص رنگی ظاهر شود. برای شبیه سازی یک اثر مشابه ، یک منبع نوری رنگی ضعیف را در زیر هواپیما قرار دهید که سایه ای از آن ایجاد نشود - مثلاً منبع نوع رایگان جهت دار. در مورد ما ، رنگی شبیه به رنگ هواپیما برای آن تعیین شده بود ، شدت آن تقریباً 1.1 است ، و اندازه آن به گونه ای است که هواپیما کاملاً درون مرزهای مخروط نور داخلی قرار دارد. کانون/پرتو. نمای نهایی صحنه در شکل نشان داده شده است. 15

  منبع نور نقطه هدف

با قرار دادن توپ ، استوانه و مکعب در هواپیما و اختصاص ماده ای بر اساس بافت مرمر به هواپیما صحنه را ایجاد کنید (شکل 16). قبل از ایجاد منبع نوری جدید ، ابتدا صحنه را بزرگنمایی کنید تا منبع در فاصله کافی از اشیاء آن قرار بگیرید. در دسته ها فعال کنید چراغها  منبع نوع هدف نقطهتغییر به طرح ریزی جلو، نشانگر ماوس را در قسمت سمت چپ بالای این پنجره قرار دهید ، در این مرحله با کلیک راست کلیک کنید و بدون اینکه ماوس را رها کنید ، آن را به سمت اشیاء هدایت کنید - یک کانون توجه هدفمند ایجاد می شود (شکل 17). اگر بلافاصله تسلیم شوید ، نتیجه خیلی دور از آنچه می خواهید (شکل 18): هواپیما در زیر اشیاء روشن می شود ، و خود اشیاء عملاً نامرئی می شوند.

شکل 17- ایجاد منبع نور هدف نقطه

شکل 18- روشنایی اولیه صحنه توسط منبع هدف نقطه

بیایید سعی کنیم وضعیت را تغییر دهیم و اطمینان حاصل کنیم که طرفین اشیاء رو به بیننده روشن می شوند. همانطور که در بالا ذکر شد ، منابع نوری هدفمند با وجود یک هدف از منابع رایگان متفاوت است ( هدف) - جسم خالی ، که محور پرتو منبع نور هدایت می شود. تغییر ویژگی های اشیاء روشنایی با منبع مشابه هم با تأثیرگذاری بر منبع خود و هم در شیء ساختگی آن امکان پذیر است. به عنوان مثال ، هنگام جابجایی یک شی ساختگی ، منبع نور به طور خودکار جهت خود را تغییر می دهد ، اما در همان زمان همچنان به یک شیء خالی ادامه می یابد. سعی کنید به طور متناوب با استفاده از ابزار انتخاب کنید و حرکت کن  به منبع و شیء آدمک ، منبع را طوری قرار دهید که لبه های اشیاء قرار داده شده در پیش زمینه روشن شود (شکل 19). صحنه را تجسم کنید (شکل 20).

شکل 19- تصحیح موقعیت منبع هدف نقطه

در پیمایش عمومی پارامترها  با تنظیم شدت منبع را افزایش دهید چند برابر  برابر با 1.25 و کادر را علامت بزنید سایهs  - صحنه روشن تر خواهد شد و اشیاء حتی اگر سایه هایی تاریک باشند سایه هایی نیز به خود می گیرند (شکل 21). بنابراین پیمایش را باز کنید سایه پارامترها  (تنظیمات سایه) و تراکم سایه را با تنظیم پیشخوان کاهش دهید دهها  (تراکم) برابر با 0.5 - سایه ها طبیعی تر به نظر می رسند (شکل 22). در صورت تمایل ، در این پیمایش می توانید رنگ سایه را نیز در قسمت زمینه تغییر دهید رنگ  (شکل 23) یا با در نظر گرفتن رنگ منبع - سایه را شکل دهید - برای این ، در منو سایه پارامترها باید کادر تأیید را فعال کنید نور تأثیر می گذارد سایه رنگ  (شکل 24).

و در آخر ، برای بهبود ظاهر صحنه ، سعی کنید دو منبع نوری دیگر را به آن اضافه کنید: یک منبع زرد Omni با شدت سفارش 0.3-0.5 برای ایجاد یک پس زمینه نوری مشترک و یک منبع نوع هدف نقطه  رنگ صورتی با شدت سفارش 2 برای شبیه سازی اثر روشنایی ثانویه (شکل 25). علاوه بر این ، هواپیماها را به یک نوع ماده جدید اختصاص دهید Raytrace  و بافت قبلاً استفاده شده را به آن متصل کنید ، در تلاش برای ایجاد تقلید از سنگ مرمر جلا. نمای نهایی صحنه رندر شده در شکل نشان داده شده است. 26

  منبع نور نقطه رایگان

نورافکن رایگان رایگان نقطه  متفاوت از منبع فقط بررسی شده است رایگان جهت دار  این واقعیت که پرتوهای آن در یک پرتو موازی متفاوت نیستند ، بلکه در یک مخروط مانند نور پروژکتورهای واقعی ، چراغهای تئاتر ، چراغ قوه ها و غیره. بیایید سعی کنیم سه منبع از این دست را ایجاد کنیم تا یک هواپیما با یک torus (تصویر 27) تقریباً به همان روشی که نورهای تئاتر چند رنگ می توانند آن را روشن کنند ، ایجاد کنیم. ابتدا یک منبع ضعیف Omni برای روشنایی عمومی صحنه تنظیم کنید (شکل 28). سپس اولین نورافکن رایگان را اضافه کنید ، به عنوان مثال با تیرهای آبی و مخروط های نوری کوچک (در این حالت پارامتر) کانون/پرتو  برابر با 10 ، و فالوف/زمینه  -20) - شکل. 29. راحت ترین راه برای ایجاد یک نورافکن طرح ریزی بالابا کلیک کردن مستقیم روی شیء مورد نظر در نتیجه ، صحنه ارائه شده شبیه برنج خواهد بود. 30. به همان روش ، دو چراغ روشنایی رنگ دیگر (قرمز و سبز) با همان پارامترها ایجاد کنید ، و سپس موقعیت هر سه چراغ روشنایی را در ویندوزهای طرح ریزی تنظیم کنید ، به عنوان مثال ، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 31. کادر مربوط به هر یک از منابع را بررسی کنید. سایه ها  برای ایجاد سایه و تجسم صحنه (شکل 32). از آنجا که سایه ها خیلی سیاه به نظر می رسند ، تراکم آنها را کاهش می دهد ( دهها) در پیمایش سایه پارامترها  تا تقریباً 0.3-0.4 (شکل 33).

شکل 28. اضافه کردن منبع نور اومنی

و در آخر ، بیایید سعی کنیم از یک فرصت جالب برای اختصاص نقشه بافت به کانون توجه استفاده کنیم پروژکتور نقشه  (نقشه پیش بینی شده) که به شما امکان می دهد نمایشگر نقطه نور را با تصویر یک تصویر دلخواه ترکیب کنید (اگر مثلاً یک عکس معمولی در آن دخیل باشد) ، یا برای تغییر مرز مرز نور به روشی خاص (اگر از تصویر سیاه و سفید استفاده شده است ، نقش ماسک را بازی می کند). گزینه دوم را اعمال می کنیم و بافت های نشان داده شده در شکل را مشخص می کنیم. به ترتیب 34 ، 35 و 36 ، - شما باید این کار را در پیمایش انجام دهید پیشرفته اثرات (شکل 37). نتیجه احتمالی تعیین نقشه های بافت در شکل نشان داده شده است. 38 ، برای دستیابی به این که علاوه بر این ، به یک ماده جدید پلاستیک شبیه سازی شده نیز داده می شود.

نور دارای سه ویژگی اصلی است: روشنایی (ضرب) ، رنگ (رنگ) و سایه هایی که از اشیاء روشنایی شده توسط آن (سایه ها) ریخته می شود.

هنگام تنظیم منابع نور در یک صحنه ، حتما به رنگ آنها توجه کنید. منابع نور روز رنگ آبی دارند ، برای ایجاد منبعی از نور مصنوعی باید رنگ آن را به رنگ زرد مایلید.

همچنین باید در نظر داشت که رنگ منبع شبیه سازی نور خیابان بستگی به زمان روز دارد. بنابراین ، اگر نقشه صحنه شامل زمان عصر باشد ، ممکن است روشنایی در سایه های مایل به قرمز غروب تابستان باشد.

تصورکننده های مختلف الگوریتم های سایه بان مخصوص به خود را ارائه می دهند. سایه انداخته شده از یک جسم می تواند چیزهای زیادی بگوید - چقدر از آن بالاتر از سطح زمین است ، ساختار سطحی که سایه روی آن سقوط می کند ، چه منبعی است که شیء روشن شده و غیره چیست

علاوه بر این ، سایه می تواند بر تقابل بین پیش زمینه و پس زمینه تأکید کند ، همچنین می تواند شیئی را که در قسمت دید لنزهای دوربین مجازی قرار نگرفته ، "بدهد".

بسته به شکل سایه ای که توسط جسم ایجاد شده است ، صحنه ممکن است واقع بینانه به نظر برسد (شکل 6.6) یا کاملاً باورپذیر نیست (شکل 6.7).

همانطور که در بالا گفتیم ، یک پرتوی واقعی نور تحت تأثیر تعداد زیادی بازتاب و انکسار قرار می گیرد ، بنابراین سایه های واقعی همیشه دارای لبه های تار هستند. در گرافیک های سه بعدی از اصطلاح خاصی استفاده می شود که چنین سایه هایی را تعیین می کند - سایه های نرم.

رسیدن به سایه های نرم سخت است. بسیاری از تجسم سازها با اضافه کردن یک منبع نوری غیر نقطه ای که دارای مستطیل یا شکل دیگری به رابط 3ds max 7 است ، مشکل سایه های نرم را حل می کنند. چنین منبع نه تنها از یک نقطه ، بلکه از هر نقطه روی سطح ، نور ساطع می کند. در این حالت ، هر چه مساحت منبع نور بزرگتر باشد ، در هنگام تجسم سایه ها نرم تر می شوند.

روش های مختلفی برای ارائه سایه وجود دارد: استفاده از یک نقشه سایه ، Raytraced ، و Illumination Global. بیایید آنها را به ترتیب در نظر بگیریم.

شکل 6.6. شی سایه نرم

شکل 6.7 شی با سایه های تیز

شکل 6.8 تنظیمات Params Shadow Map حرکت کنید

استفاده از نقشه سایه به شما امکان می دهد سایه های تار و تار بگیرید

با لبه های فازی. تنظیم اصلی Shadow Map اندازه نقشه سایه (پارامتر اندازه) در چرخه تنظیمات Shadow Map Params (تنظیمات نقشه Shadow) است (شکل 6.8). اگر اندازه نقشه کاهش یابد ، وضوح سایه های حاصل نیز کاهش می یابد.

روش ردیابی به شما امکان می دهد از سایه های کاملی برخوردار شوید که البته به دلیل کانتور تیز آنها غیر طبیعی به نظر می رسند. ردیابی به ردیابی مسیرهای پرتوهای نوری فرد از منبع نور تا لنزهای دوربین ، با در نظر گرفتن بازتاب آنها از اشیاء صحنه و شکست در رسانه شفاف گفته می شود. از روش ردیابی غالباً برای تجسم صحنه هایی استفاده می شود که بازتاب های خاص در آن وجود دارد.

با شروع 3ds max 5 ، از روش Area Shadows برای به دست آوردن سایه های نرم استفاده می شود ، که مبتنی بر یک روش ردیابی کمی اصلاح شده است. ناحیه سایه ها (توزیع سایه) به شما امکان می دهد سایه ها را از جسم محاسبه کنید ، گویی یک منبع نور در صحنه وجود ندارد ، اما گروهی از منابع نور نقطه به طور مساوی در یک منطقه خاص توزیع می شوند.

با وجود این واقعیت که روش ردیابی اشعه با جزئیات دقیق جزئیات کوچک سایه های شکل گرفته را بازتولید می کند ، به دلیل این واقعیت که سایه های حاصل از آن دارای طرح های واضح هستند ، نمی توان یک راه حل ایده آل برای تجسم در نظر گرفت.

روش روشنایی جهانی (Radiosity) به شما امکان می دهد در تصویر نهایی سایه های نرم داشته باشید. این روش جایگزین برای ردیابی روشنایی است. اگر روش ردیابی فقط بخش هایی از صحنه را که در معرض پرتوهای نور هستند ، تجسم می کند ، سپس روش نورپردازی جهانی ، پراکندگی نور را در قسمت های غیرمجاز یا سایه ای صحنه بر اساس آنالیز هر پیکسل تصویر محاسبه می کند. در این حالت ، تمام بازتاب های پرتوهای نوری در صحنه مورد توجه قرار می گیرد.

نورپردازی جهانی به شما امکان می دهد تا یک تصویر واقع گرایانه بدست آورید ، اما روند تجسم بسیار ایستگاه کاری را بار می کند و همچنین به زمان زیادی نیاز دارد. بنابراین ، در بعضی موارد استفاده از سیستم روشنایی که اثر نور پراکنده را شبیه سازی می کند ، منطقی است. در این حالت ، منابع نور باید به گونه ای قرار بگیرند که موقعیت آنها همزمان با مکان های نور مستقیم باشد. چنین منابع نباید سایه ایجاد کنند و از یک درخشندگی کوچک برخوردار باشند. البته با این روش ، شما همان تصویری واقع بینانه را که می توانید با استفاده از روش واقعی روشنایی جهانی بدست آورید ، بدست نمی آورید. با این حال ، در صحنه هایی که هندسه ساده ای دارند ، ممکن است مفید واقع شود.

چندین الگوریتم برای محاسبه روشنایی جهانی وجود دارد ؛ یکی از روش های محاسبه نور منعکس نقشه برداری فوتون است. این روش شامل محاسبه روشنایی جهانی ، بر اساس ایجاد نقشه به اصطلاح فوتون است. نقشه فوتون اطلاعات روشنایی صحنه است که با ردیابی جمع آوری شده است.

مزیت روش ردیابی فوتون این است که پس از آن نتایج ردیابی فوتون که به عنوان نقشه فوتون ذخیره می شود متعاقباً می توان برای ایجاد تأثیر نورپردازی جهانی در صحنه های انیمیشن سه بعدی استفاده کرد. کیفیت روشنایی جهانی که با استفاده از ردیابی فوتون محاسبه می شود به تعداد فوتون ها و همچنین عمق ردیابی بستگی دارد. با استفاده از ردیابی فوتون ، می توانید اثر سوزاننده را نیز محاسبه کنید (برای اطلاعات بیشتر در مورد اثر سوز آور ، به بخش "اطلاعات عمومی در مورد تجسم در گرافیک های سه بعدی" ، فصل 7 مراجعه کنید).