Общо (глобално) осветяване. Global Illumination

Безплатни 20 урока
регистрирай се и научи

Ако сте вече потребител - Регистриран съм
Видео
В този урок ще се спрем на един процес за симулиране на непряко осветление в 3D Studio Max.
с
Който се нарича "Global Illumination".
Това е глобалното, общо осветяване на сцената.
В реалният свят, осветеността на обектите много рядко идва директно от източника на светлина.
В повечето случаи това става с отразяване на светлината, от повърхностите на обектите.
Да рендерираме тази сцена със стойностите по подразбиране за самият рендер.
По подразбиране Макс използва друг процес.
Който симулира глобалното осветяване, който се нарича "final gather".
Но той не е физически реален.
За момента ще го разграничим от "Global Illumination" и ще го направим неактивен.
За да започне Макс да използва "Global Illumination", трябва това да го кажем от "render setup".
От табулатора "Global Illumination", в "caustics and photo mapping GI", коeто е съкращението от "Global Illumination" Тази опция за "caustics effect" и глобално осветяване не са маркирани.
За да започне Макс да го използва, трябва да сложим тази отметка.
Преди това с неактивен "final gather", да направим още един rрендер.
Това, което се случва в момента е източника на светлина, който е тука отпред, излъчва своите фотони към обектите.
Но тези фотони не връщат никаква информация.
В реалния свят, когато светлинният източник излъчи своите фотони, те пътуват през пространството.
Когато достигнат повърхност се отразяват от нея и при достигането на друга повърхност отново се отразяват.
Като пренасят със себе си информация за интензитета на светлината и цвета на повърхността, от която идват.
Това става с многобройни отразявания, които осветяват обектите без светлината директно да бъде насочена към тях.
За интензитета на светлината вече знам, че се контролира от "modify" панела, "Intensity/ color/ attenuation" Колкото по-голяма е това число за "multiplayer", толкова по-силно е осветлението.
Което е свързан с енергията на фотоните, които светлината дава.
Които пък от своя страна могат да се контролират от две места.
Първата е от параметрите на светлината, в "mental ray indirect illumination".
Второто място е от рендеринг "setup", менюто "global illumination", опция "caustics and photon mapping GI".
Тези параметри работят едновременно.
Сега ще разгледаме, какво значение имат те за глобалното осветяване.
Да направим активно глобалното осветяване.
Да направим още един рендер.
С маркирането на тази отметка правим възможно, отразяването на фотоните от една повърхност в друга.
Като това става по физическия реален начин.
Това е един от най-силните параметри, които влияят най-много на фотореалистичността по време на рендеринг.
Енергията на фотоните, които самата светлина излъчва, отново са базирани на физически реални параметри.
Затихването им в пространството е свързано с дистанцията, която фотоните преминават.
От източника до обекта, до който се излъчва.
Енергията на фотона намалява с отдалечаване от източника.
Затова, когато светлинният източник е по-близо до обекта, който осветява със същият интензитет на светлината, обекта е по силно осветен.
Тъй като фотоните преминават по-малко разстояние и са запазили повече от своята енергия.
Как обаче Макс работи с тези фотони? По подразбиране е сложена отметката на автоматичното калкулиране на енергията и фотоните за тази светлина.
На всички светлини, които се поставят в сцената по подразбиране, тази отметка е сложена.
Това значи, че стойностите, които са зададени в менюто "caustics and photon mapping", ще се вземат предвид по време на рендерирането.
В случая, нашата светлина излъчва 20000 фотона и тя излъчва в момента 100% от тези 20000 фотона.
Ако тази стойност 1 я променяна 0,5, тя започва да използва половината от броя на фотоните, зададени тук.
Тези две стойности и въобще параметрите за глобалното осветяване, работят заедно - светлините и рендеринга.
Ще върна тази стойност на 1.
Това са стойности от "rendering setup", които ще бъдат приложени за всяка светлина поотделно.
Ако имам две светлини, всяка от тях в сцената ще излъчва по 20000 фотона.
Което може да се окаже достатъчно за доброто осветяване на сцената.
Но може да се наложи и увеличаване на тази стойност.
Ако исках да имам отделен контрол върху параметрите за енергията и фотоните на отделната светлина, трябва да махна тази отметка на автоматичното калкулиране и да сложа сметката на ръчните настройки за тази светлина.
Откъдето мога да задам за всяка светлина отделни стойности.
Ще ги върна за момента, автоматичните.
Да видим, как Макс ги разпределя в пространството.
Когато светлината изложи своите фотони през пространството, които в нашия случай са 20000.
Всеки един фотон в мястото, където се среща с повърхност, започва с 500 съседни на него фотона.
Да обменя информация и да връща средна стойност от тези 500 фотона, за интензитета и цвета на светлината.
Когато това нещо се върне като информация, обектите допълнително започват да се осветяват с отразена светлина.
Като носят информация и за цвета, от който идват.
Затова този оранжев оттенък по тази повърхност, идва от отразените фотони от тази оранжева стена.
От тази страна на чайника, идва информация от отразените фотони от тази стена, затова този оттенък е син.
Вместо за броя на фотоните, с които може всеки съседем да обменя информация.
Това нещо може да се зададе и за определена дистанция.
В случая тази дистанция по подразбиране е 1 сантиметър.
Да рендерираме с тези настройки.
Така много по-ясно можем да видим, как са разпределени фотоните.
И къде се намират всъщност.
Например този фотон може да върне само такава информация за светлината и за интензитета, която е базирана само на информация, която той събира от разстояние 1 сантиметър диаметър около него.
Която в случая е недостатъчна.
Ако увеличим броя на фотоните и рендерираме отново Ще видим, че така имаме много по-пълна информация за осветеността.
И неосветените части, до които не достига информация, ще бъдат много малки и по-малко на брой.
За още по-добре информация за тази осветеност, мога да увелича този радиус.
Също мога да върна правото на Макс, да смята средните стойности между 500 съседни семпъла, на всеки от фотоните.
Това разпределение на фотоните за Макс става автоматично.
Но за някои повърхности, това може да се окаже недостатъчно.
Ще върна тази стойност на 20 000.
И ще рендерирам отново.
Там, където не достига достатъчно на брой фотони, или информация за самата осветеност.
Както са тези големи повърхности на стените, се наблюдава този "noise".
Това са тези по-тъмни оттенъци върху повърхност, която е еднакво осветена И от гледна точка на реалистичното представяне, не би трябвало да ги има.
Като параметър видяхме, че може да се поправи с увеличаване на броя на фотоните.
Тъй като вече информацията, която ще връщат повече фотони, ще бъде доста по-пълна.
Прехода между различните тонове, ще бъде много по-плавен.
Друг начин, по който може да повлияем драстично върху качеството на изображението Е с помощта на още един метод, който се нарича "final gather".
Kойто не е физически базиран и реален, но за сметка на това, внася драстични промени в качеството на нашите изображения.
В момента само ще го активирам от този прозорец.
И отново ще рендерираме изображението само, за да го сравним.
Но преди това ще го клонирам.
И за неговите приемущества и свойства ще говорим в следващият урок.

Тест за преминаване към следващия урок

 
Global Illumination ?
е вид осветително тяло
е тип стандартна светлина
е процес на симулиране на непраяко осветление в 3Ds MAX
не е физически базиран процес

Въпроси и отговори

  • Как да  редактирам менюто Render setup?

    Елица Енчева:

     При мен Global Illumination е заменено с Indirect Illumination?

    Ивайло Искренов:

    Здравей,

    Render Setup Dialog менюто на Mentalray за версия 2013 на Мах просто изглежда така и няма как да го промениш. Има наистина малка "козметична" промяна в това меню в сравнение с 2014, но в него има същите опции и същите възможности. В случая може да приемеш, че Global Illumination (GI) и Indirect Illuminatio имат едно и също значение - става въпрос за осветяване на сцената с отразената от обектите светлина.
  • Защо не продължава да рендерира?

    Denitza Dintcheva:

    Здравейте, пиша Ви със следния въпрос: Нагласила съм рендера, натискам "Render" копчето. В прозореца "Rendering" обикновено са появява първо надписът "Gathering final gather points" и след това "Rendering"  и вече колкото време отнема, но в моя случай веднага се появява надписът "Rendering", стига почти до края за секунди и там си и остава. Не продължава по-нататък и екранът остава черен. Подозирам, че съм объркала нещо по настройките на рендера, затова копирах обектите в друг файл, но настройките на рендера остават същите. Как мога да реша този проблем или евентуално как да върна един вид настройките отново в "default" състоянието, за да ги наглася ноново?   

    C:\Users\21343\Desktop\3dMax.png
    Denitza Dintcheva:

    Оправих се, оправих се! Рестартирах програмата и този път се получи :)

    Георги :

    В настройките на рендърите не знам дали има опцията "По подразбиране" . За да си възстановиш настройките по подразбиране, без да рестартираш програмата, можеш да пробваш следното: От Render Setup (F10) избираш най-долния ролаут от където се сменят рендърите (Asign render). От там сменяш на някой друг рендър енджин, без да има значение на кой, и после пак връщаш на този на който работиш, без да затваряш програмата или да я рестартираш. При това всички настройки който са направени ще бъдат занулени.

  • Защо не мога да рендерирам?

    Миглена Петрова:

    Когато върна рендер ейджина от V-ray на Mental Ray и натисна бутона за рендериране на сцената ми излиза следното съобщение за грешка. Опитвах с рестартиране на програмата и нищо не се променя. Вмъкнах файла в нова сцена и отново не мога да рендвам. Знаете ли как мога да реша проблема?

    Ивайло Искренов:

    Здравей, проблема идва от някоя от светлните в сцената. Околната среда и слънцето са ОК, но някоя от светлините в помещението не може да се зареди и Мах-а крашва. Съвета ми е да използваш всичко от сцената без светлините и тях да ги направиш отново ... малко е кофти тая ситуация, но не с есещам за друго по-бързо и по-лесно решение.

    Миглена Петрова:

    Много благодаря за помощта. Получи се. :) Бяха останали две от V-RAY -ските светлини и след като ги изтрих рендерирането започна.

  • Каква е разликата между Caustic Photons и GI Photons?

    Betty:

    Каква е разликата между Caustic Photons и GI Photons?

    Кирил Пеков:

    Здравей. Най-просто казано GI фотоните се "изстрелват" от източника на светлина в случайни посоки, след което се разпръскват по повърхността на обектите. След това всеки фотон се тества дали е пречупен, или абсорбиран. Ако е пречупен, фотона се отразява в случайна посока, след което трасирането на фотоните продължата. Ако не се пречупва то тогава фотона се терминира.

    Тоест един фотон може да се нарече каустик фотон само ако се отразява или пречупва поне един път, по време на неговото движение.

    Разликата между GI и Caustic фотоните в тази фаза е, че при caustic фотоните, само тези фотони които спомагат за каустиците на обектите се запаметяват. Това е основната идея, заради която в Mental Ray примерно има отделни настройки за Caustics фотоните.Те се смятат отделно, и може въобще да не ги смяташ, ако не ти е нужно.

    Кирил Пеков:

    .

    Тук има информация

    Прозрачните отражения които се виждат на сивата повърхност, всъщност са каустик отраженията, които се генерират от caustic фотоните. Точно те са тези които се смятат отделно, ако сме пуснали тази опция на рендер като Mental Ray. GI фотоните са фотоните, които отговарят за цялостното осветяване на сцената ни.