Mental ray - Final Gathering - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

Navigace:  » Úvodní stránka  » 3D grafika  

18. června 2004, 00.00 | Final gathering (FG) - metoda osvětlení tvořící velmi realistické vykreslení scény podobné Globální iluminaci (GI), často se ale tyto dvě metody kombinují za účelem dosáhnutí perfektního výsledku v osvětlení a stínování scény. V reálném světě by se dala tato metoda přirovnat k nepřímému osvětlení, pokud se tedy FG použije bez dalších světel. Pojďme se podívat jak na FG.

Final gathering (FG) - metoda osvětlení tvořící velmi realistické vykreslení scény podobné Globální iluminaci (GI), často se ale tyto dvě metody kombinují za účelem dosáhnutí perfektního výsledku v osvětlení a stínování scény. V reálném světě by se dala tato metoda přirovnat k nepřímému osvětlení, pokud se tedy FG použije bez dalších světel. Pojďme se podívat jak na FG.
Proti standardní Raytraceing metodě renderování, kde jsou paprsky vysílány směrem od kamery a ve chvíli, kdy se střetnou s objektem je barva vypočítána podle světel ve scéně, při FG jsou paprsky emitovány ze zdroje světla a když se paprsek střetne s objektem, řada další paprsků je vypuzena do různých směrů a je vypočtena energie světla přispívající od okolních objektů. Ta je pak použita v průběhu ray tracing procesu k dodání efektu odrážení světla. Ve své podstatě se z každého objektu ve scéně stává malý zdroj světla.

FG se často používá pro vykreslování scény za účelem zlepšení a zrychlení použití GI, ale také pro základní prezentaci wip(work in progress) modelu. Protože objekty se v podstatě stávají emitory světla, tak lze FG s úspěchem použít i pro tvorbu zářivek, neonů a jiných svítících objektů.

V dnešní době standardní CG preview vzhled

Základní nastavení FG je velice jednoduché, ale dokonalé nastavení se mění scénu od scény. Já zde popíši nastavení na této základní scéně. Takto vypadá vyrenderována nativním rendrem Mayi, bez jakéhokoliv nastavení.

Scéna obsahuje cone (kužel) s materiálem lambert (color RGB:0,0,1), sphere (koule) s materiálem blin (color RGB: 1,0,0) a jeden plane (plocha) s materiálem lambert (color RGB:1,1,1)

Základní postup by se dal shrnout do těchto kroků:
V první řadě je nutno zapnout mental ray jakožto algoritmus pro render a nastavit dané parametry. Tedy v menu Window\Rendering Editors\Render globals... (popřípadě tato ikona) nastavte jako render mental ray

(pokud nemůžete nalézt tuto položku pravděpodobně nemáte loadnutý mental ray plug-in, tedy pakliže máte mental ray nainstalovaný :) - loadnutí pluginu se provádí v Plug-in Mangeru (v menu Window\Setings/Preferences\Plug-in Manger...), pložka “mayatomr.mll”, kde zaškrtnutím checkeru u load načtete plugin a zaškrtnutím auto load zajistíte, aby se plugin načítal při každém spuštění Mayi)

Pod záložkou mental ray, se nachází celé nastavení renderu. V prvním rozvíracím menu jsou některé přednastavené kvality renderu a nastavení pro zapojení různých vlastností renderu, jako caustica, GI, apod.

Pokud si nechcete lámat hlavu s nastavováním všelijakých možností, a přesto chcete dosáhnout dobrého výsledku, nastavte Quality na Production a pak stačí již jen zapnout další vlastnosti v našem případě FG.
Tedy rozbalte nabídku Final Gather a aktivujte jej.
Nastavení Final Gather Rays určuje kolik bude použito FG samples (vzorků) ve vaší scéně a tím následně ovlivňuje kvalitu renderu, ale také čím vyšší počet, tím větší nárok na výpočet a čas renderu. Nastavte cca 500, u těchto “mezirenderů” není větší počet nutný a u finálního renderu lze počet zvýšit pro dosažení ještě lepšího výsledku.

Ještě je nutné změnit barvu pozadí kamery, neboť FG bere barvu okolí a určuje podle ní markantní část osvětlení a jelikož je pozadí černé, výsledek by se proti nativnímu renderu Mayi o moc nezměnil, takže: View/Camer Atribute Editor... v menu Environment nastavte barvu pozadí na jinou než černou.

Pokud by jste teď vyrenderovali scénu, dostali by jste velmi přesvícený výsledek. Na vině je ještě základní ”neviditelné” osvětlení scény. To lze vypnout dvěma způsoby a to buď v Render Globals, nebo jednodušším způsobem, sice vytvořením světla a nastavením jeho intenzity na “0”. Toto světlo lze poté v další fázi osvětlování jednoduše využít. Zatím ale nastavte jeho intenzitu na nulu a konečně můžete vyrenderovat scénu, výsledek by měl vypadat cca takto:

Už se skoro dostáváme ke slušnému výsledku, ale chce to ještě nějaký “tuning”. Využijeme tedy umístěného světla. Dejte mu nízkou intenzitu tak 0,3 a zapněte vrhání stínu a asi i lehce utlumte intenzitu barvy pozadí.

Světlo nasměrujte (nejjednodušeji označte světlo a po té Panels\Look Through Selected) tak, aby předměty vrhaly stíny a scénu vyrenderujte

Zde je přesně vidět jak funguje simulace osvětlení pro dosáhnutí velmi reálného vzhledu renderu. Ve skutečném světě při dopadu světla na barevný předmět dochází k odrazu, ale neodrazí se celé barevné spektrum (všechny složky). Pouze ta část, která má stejnou barvu jako osvětlené těleso, zbytek je pohlcen. Tento efekt je vidět pod červenou koulí, kde jinak bílá podložka nabrala lehce červený nádech.
Vzhledem k různému chování materiálů a různé reflektivnosti, se může stát, že některý z materiálů je příliš přeexponován (vyzařuje příliš světla), ke korekci takovéhoto efektu slouží další důležitý parametr, který naleznete ve vlastnostech jednotlivých materiálů (k vlastnostem materiálů se dostanete pomocí Window\Renderign Editors\Hypershade... a dvojklik na daný materiál), kde pod položkou mental ray jsou nastavitelné dvě vlastnosti Irradiance a Irradiance Color. Pro vás je v tuto chvíli důležitý druhý parametr, jež říká jak moc se FG projeví v interakci s tímto materiálem.

I když v této scéně k nežádoucímu přesvětlení nedochází, zde je render pro porovnání, kde u modrého lambert materiálu je Irradinace Color zhruba na jedné třetině.

To by bylo v rámci základů asi vše.