Světlo a stín v Blenderu I - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

18. září 2002, 00.00 | Tímto článkem se otevírá krátký seriál o metodách osvětlování v Blenderu, ale nejen v něm.
Postupně si řekneme něco o základních světelných modelech, radiositě a "fake global illumination", ale hlavně se
budeme zabývat konkrétními "omezeními" Blenderu v této oblasti a jak je obcházet.

Zřejmě i úplný začátečník v jakémkoli 3D programu chápe, že správně nasvícená scéna je nejméně 50 % úspěchu, ne-li více. Na první pohled by se mohlo zdát snadné umístit někam světlo a čekat, že program již vše dopočítá za nás - perfektní stíny, odražené světlo, tmavé kouty i přesvětlené hrany či odlesky skleněných tabulí oken. Jenomže není to tak jednoduché ani u velkých a drahých programů s nejmodernějšími renderovacími a vizualizačními algoritmy, natož pak v Blenderu používajícím sice rychlý, ale ne právě dokonalý shadow mapping. Po troše zkoumání a získávání zkušeností však zjistíte, že i z Blenderu mohou "lézt" velmi kvalitní výsledky. Jako vždy jde o to znát dokonale svůj nástroj s jeho výhodami i omezeními a zejména využívat alternativních cest.

Předně je nutné si uvědomit, že digitální světlo se chová naprosto odlišně od toho reálného. Tam, kde je v reálu světlo jedno, je třeba několika světelných zdrojů s různou intenzitou i barvou v digitální 3D scéně, z nichž každý simuluje jednotlivé komponenty přirozeného světla.

Tento miniseriál si klade za cíl ukázat některé obecné postupy platné v 3D světě obecně a poté demonstrovat několit těch "alternativních" technik, jak s nástroji Blenderu docílit výsledků obdobných, jako je tomu u programů využívajích raytracing. Je to jakási kompilace všeobecně známých principů popsaných na mnoha stránkách různě na internetu a triků specifických pro Blender ať již získaných osobní zkušeností nebo naučených z tutoriálů jiných blenderistů.

Třísvětelný setup

Povídání o světlech snad není možné začít jinak než tímto nejzákladnějším světelným modelem nasvícení scény, který je přejatý z fotografické a hlavně filmařské praxe. Ideou tohoto modelu je kombinace tří světel se specifickými funkcemi. Tato světla jsou známa jako "Key light" (Klíčové světlo), "Fill light" (podpůrné světlo - není doslovný překlad, ale lépe to tak zní :-) ) - a konečně "Backlight" (Světlo konturovací zadní).

Key light

Key light je první a v podstatě nejdůležitější světlo. Je to primární zdroj světla ve scéně a většinou také jediné, které vrhá stín. Má tedy největší intenzitu a jeho umístění podléhá potřebám kompozice, protože vytváří stíny, které jsou její součástí.

Je to první světlo, které umísťujeme do scény (nu dobrá - není to vždy tak zcela pravda, jak se dozvíme v dalších dílech, ale pro toto základní vysvětlení to zatím předpokládejme) a jeho natočení a celkové nastavení má významou roli pro vykreslení plastičnosti jednotlivých objektů. Proto mu věnujte náležitou pozornost a pohrajte si s ním, dokud nebudete spokojeni s pokusným renderem natolik, abyste pokračovali. Samostatný key light by měl poskytnout dobře viditelné stíny, dostatečný kontrast a vykreslení detailů na povrchu objektu.

Fill light

Viděli jste někdy v ateliéru fotografa bílé odrazové plochy? Podobnou funkci zastává v počítačové grafice fill light. Jeho hlavním úkolem je tedy zjemnit stíny vržené klíčovým světlem, zmírnit nepřirozený kontrast světla a stínu. Jeho funkcí je také zviditelnit ty části objektů, které by byly jinak úplně zastíněny. V reálném světě neexistuje úplně černý stín, i do toho nejtemnějšího koutu dopadá něco z odraženého světla. V 3D světě však na absolutní stíny narazíme často a pokud neděláme vyloženě 3D komix, je žádoucí se jim vyhnout určitou formou ambientního světla, jímž z jistého úhlu pohledu Fill light je.

Umístění i natočení fill light je většinou opačné ke key light, bráno z horního pohledu. V pohledu zboku či zepředu je o něco níže než klíčové světlo, v některých případech také opačné. Myslete na to, že fill light má simulovat odražené světlo. V exteriéru tedy berme key light jako slunce, fill light pak bude modré světlo odražené od oblohy. V interiérech naopak mívá zabarvení zdí či podlahy. Jeho intenzita bývá většinou 50 % intenzity klíčového světla, je to však učebnicový model, v praxi se intenzita řídí požadavky na celkovou náladu scény. S tím souvisí také to, že ne vždy se použije pouze jedno fill light, ale o tom někdy příště při konkrétním příkladu.

V našem případě jsem použil Spot světlo bez vrhání stínu, ale v Blenderu se někdy pro tuto funkci přímo nabízí Hemi, u kterého je však nutno snížit intenzitu podstatně více.

Back light

Posledním světlem, o kterém si dnes povíme, je back light. Toto světlo v postatě nemá téměř nic společného s realitou. V našem světě jsou okamžiky, kdy nám svítí do zad silný zdroj světla, a ostře tak odděluje naše obrysy od pozadí, spíše vzácností. O to víc se tento jev objevuje ve filmech, protože to zkrátka vypadá dobře. Je to aranžmá, ale dobře vypadající aranžmá, takže proč je nepoužít :-). Jak jste již tedy jistě pochopili, svítí toto světlo naproti klíčovému světlu (key light se "dívá" víceméně stejným směrem jako kamera) nebo naproti kameře (key light svítí "zboku" viděno kamerou). Ve scénách, kdy key light svítí přímo proti kameře, pochopitelně postrádá smysl. Jeho úkolem je zejména zvýraznit hrany, což na uvedeném příkladě není moc vidět, ale na bohatším pozadí vynikne. Výborně také působí dojmem lesklých vlasů u postav, kde navíc vede oko k světlejšímu obličeji.