CINEMA 4D R 11, opravdu, ale opravdu zblízka (4) - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

18. září 2008, 00.00 | Známe již technologie, které nám nový GI renderer přináší. Otázkou je, jak se používají a jaký dosah může mít zvolení toho kterého nastavení. Na dnešních testech si mnohé z toho vyzkoušíme.

A čím dnes začneme? Opět materiály, podivné...

Materiály jsme totiž minule načali povídáním o nastavení refrakce a absorpce světla. Jenže situace je o něco složitější, než by se mohlo zdát. Změnilo se totiž také nastavení na stránce Iluminace, ve které přibyly parametry pro nastavení chování objektů v případě, že se mají aktivněji účastnit generování GI. Toto nastavení jinak platí pro dva případy.

V prvé řadě se týká situace, kdy je objekt (krytý materiálem) využitý jako GI portál, tedy jakýsi prostup GI s vlastním nastavením. Jedná se tedy o objekty s materiály, které mají nastavenou absolutní průhlednost a jediné pro co jsou určeny jsou ony „průchody“ GI. Výsledek? Průhledný materiál bez barvy se specifickým nastavením na stránce Iluminace.

Druhý příklad je podobný. Jedná se o nastavení, při které mají objekty nastavenou svítivost a jsou tedy aktivními účastníky emise „osvětlení“ v rámci GI scény. I v takovém případě můžeme těmto objektům definovat jejich „vzorkování“ iluminace, přičemž se jedná o nastavení, která jsou zejména z pohledu kvality velmi významná.

Abychom názorně zdokumentovali co jsme si právě řekli, připravil jsem jednoduchou scénu z objektů serveru www.C4Dexchange.com, ve které je pár předmětů, ale také prvky osvětlení. A tyto prvky nejsou světla, ale jen a pouze objekty s nastavenou svítivostí. Celkem jsou tři. První je v „okně“ místnosti (ta je poměrně dlouhá, takže není tento zdroj tak dynamický, jak by se mohlo zdát). Další vstupuje do scény „zezadu“ a je oranžový a posledním objektem je viditelná plátěná lampa. Jen pro zopakování, všechny tři objekty mají nastavený kanál svítivost a ve scéně nejsou žádná světla. To mimo jiné eliminuje možnost využití některých kanálů materiálů, která běžně používáme, jako například odlesk, shader Lumas a podobně. V rámci naší simulace to ale nevadí. Jde o to si všimnout, že parametry vzorkování svítících ploch jsou velmi významné a že tyto parametry mají extensivní vliv na čistotu výpočtu i na délku tohoto výpočtu.

K dispozici máme v těchto nastaveních čtyři režimy a výchozí nemusí být hned nejlepší. S jistou nadsázkou lze tvrdit, že kvalita rostě spolu s tím, jak postupuje seznam dolu. Normální, Převzorkování, QMC a nakonec Per-pixel QMC. První metoda je založena na principu stochastických vzorků a je vhodná pro středně velké až velké scény. A je velmi rychlá. Metoda QCM je pokročilejší v tom smyslu (má podobný základ), že je přesnější, ale také pomalejší. Kvalitu i přesnost této metody již můžeme definovat pomocí parametrů, které jsou v této stránce materiálu k dispozici. Metoda per-pixel QMC je z všech metod nejpřesnější, ale také je nejvíce časově náročná. Jenže – všimněte si situace na testovací scéně, zejména oblastí u poliček a také toho, jak se chovají „GI stíny“ u židlí i poliček. Zatímco v případě per-pixel QMC je stínění přirozené a podobné tomu, co by udělala světla, v případě výchozího režimu a nebo režimu převzorkování jsou tyto oblasti na vzorky velmi chudé a ostatní oblasti mohou také trpět jistou mírou nepřesnosti...

Světlo a nebo objekt?

To je otázka. No světlo nám poskytuje stín a také se může aktivně podílet na vzhledu povrchu, protože jsou jeho vlastnosti analyzovány kanály Odlesk a některými shadery (Lumas). Jenže zároveň mají i své nevýhody. Mezi hlavní bych řadil skutečnost, že pokud použijeme světlo pro simulaci vcházejícího světla do místnosti oknem, pak toto světlo poměrně málo závisí na velikosti otvoru, kterým „vchází“. Můžeme si toto tvrzení vyzkoušet na jednoduché scéně. V té jsou jen nějaké krychličky generované MoGraphem a  objekt krychle, který je nahoře otevřen a tímto prostorem vstupuje námi požadované osvětlení. Světlo a nebo svítící plocha... Uvidíme.

Jaké jsou další výhody, či nevýhody světel? Vezměme to po pořádku. Pokud chceme, aby se světlo chovalo přirozeně, mělo by ubývat. Jenže nastavit úbytek skutečně přirozeně a vhodně není tak úplně jednoduché. V případě iluminačních ploch se o uvedenou problematiku starat nemusíme a to je docela příjemné. Výhodou je již ono z míněné používání různých lesků a iluminačních režimů povrchů, což může zásadně pomoci s tvorbou reálných materiálů. Babo raď, jak z toho ven. Možnosti se tím znásobují.

Lze asi tvrdit následující. V případě, že chceme vizualizovat nějaký ten „produktový“ design, jeví se mi jako výhodnější používat iluminační plochy a to z několika důvodů. Pro přesnější chování sice sem tam musíme nastavit vyšší kvalitu vzorkování (Per-Pixel QMC a nebo QMC), ale zase máme tu výhodu, že se nám zjednoduší tvorba materiálů a ruku v ruce s post produkcí máme v ruce velmi silný a jednoduchý renderer bez nějakého složitého nastavování a voleb.   

V případě ale, že potřebujeme opravdu dynamicky se chovající materiál (tedy například s analýzou Lumasu), pak je lepší i v této situaci použít světla. Ostatně obě možnosti fungují a funguje i kombinace obou – tedy iluminace klasickými světly a GI iluminace místo světel. Jakže to míníme? Všimněme si nastavení světla. K dispozici je tu volba GI iluminace. To tedy znamená, že světlo může ve scéně působit, může mít vliv na difusi povrchu, může ovlivňovat odlesk či odrazivost (pomocí Lumasu) a podobně, ale zároveň se nemusí podílet na GI osvětlení, které tak může generovat iluminující plocha. Myslím, že se jedná o zajímavou kombinaci...

Kde se podle mého, zatím upřímně ne zcela dovyvinutého názoru, plně uplatní světlo? V případě fyzikální oblohy, ostatně, zde je světlo skutečně přítomno ve formě slunce, tedy je tomuto systému vlastní. V případě, že chceme simulovat vstup světla do interiéru, není od věci používat jak systém fyzikálního světla tak HDRi (případně i s iluminačními plochami, které jej doplní), ale v obou případech je vhodné nezapomenout na nastavení GI vzorků jak těchto iluminačních ploch, tak případně GI portálů (tedy průhledných objektů – rovin, definujících prostup GI). Na použití fyzikální oblohy se podíváme příště. Dnes bychom si ještě mohli otestovat to, jaký vliv má nastavení portálu na průhledném objektu. Tedy objektu, kterým „vypouštíme“ vzorky do scény. Jen mimochodem, volba GI portál je aktivní jen v případě, že je aktivní kanál průhlednosti.

Tedy na následující řadě obrázků jsou čtyři situace, čtyři nastavení GI portálu tak jak jsme si je popsali výše. Mimochodem, neděste se „chvění“ vzorků, to nejsou shluky a´la staré GI, ale „stíny“ které generuje mříž. Všimněte si prvního referenčního příkladu, ve kterém mříž není. A o tu mříž nám jde především, tedy o to, jak se projeví její „stíny“ v GI.

Jak vidno, nastavení GI portálu má obrovský vliv na výsledek a přesnost zvláště v případech, jaký jsme si právě popsali. Nastavení scény je přitom spartánské. Objekt oblohy (normální nekonečné koule) s bílou barvou a v v pravé chodbě je náš objekt – jednoduchá plocha o jednom polygonu, ve které je průhledný materiál a aktivovaný GI portál. To je vše.

Poslední nastavení kterému bych se dnes rád věnoval je jen drobným upozorněním. V případě, že narazíte ve scéně na nízké GI (je to díky přeexpozici v GI), používejte vlastnosti Kompozice u objektů. U kterých toto chování objevíte. Jiné řešení není zatím k dispozici.