- Щоб додати коментар, увійдіть
Любой дизайнер, в том числе работающий с трехмерной графикой, должен творчески подходить к работе. Того, то будет представлено в данной статье, вполне хватит для выполнения работы на среднем уровне, а насколько вы сможете ее улучшить, зависит только от вашего желания и стремления к совершенству. Кроме того, в этом упражнении описывается процесс создания материалов и визуализация объекта при помощи подключаемого модуля VRay. Информация о VRay содержится на сайте производителя по адресу http://www.chaosgroup.com, там же можно скачать демонстрационную версию визуализатора.
Наряду с созданием материалов хрома, золота и воды, каждый профессиональный дизайнер трехмерной графики должен уметь делать материал стекла.
Начнем, как всегда, с теории. Cтекло характеризуется большим количеством отражений и преломлений. Создание реалистичной модели заключается в том, чтобы правильно (или максимально приближенно) передать эти свойства. Кроме того, желательно имитировать эффект каустики, получаемый при прохождении света через преломляющие среды.
Попробуем разобраться с преломлениями светового потока. Численная величина этого явления определяется коэффициентом преломления. Преломления светового луча возникают на границах двух сред с различной плотностью, имеющих разную скорость светового потока (например, воздух — вода, вода — стекло).
Для получения эффекта преломления в компьютерной графике необходимо выполнение двух условий:
* визуализация должна проводиться при помощи метода трассировки лучей;
* материалы, используемые в сцене, должны иметь различный коэффициент преломления.
В данном не преследует стремление полностью повторить реальные преломления, так как мы работаем в виртуальном мире. Однако это не значит, что нельзя использовать реальные коэффициенты. В табл. представлены коэффициенты преломления основных материалов. Конечно, иногда в угоду красивой картинке можно немного отойти от правил физики (например, иногда для стекла использовать больший коэффициент).
Таблица. Коэффициенты преломления различных сред
| Материал | Коэффициент преломления |
| Вакуум | 1,00 |
| Воздух | 1,00029 |
| Вода | 1,333 |
| Алкоголь | 1,329 |
| Стекло | 1,44-1,90 |
| Янтарь | 1,54 |
| Кварц | 1,55 |
| Рубин | 1,76-1,77 |
| Хрусталь | 2,00 |
| Алмаз | 2,417-2,419 |
Перейдем к созданию геометрии объекта.
Если вы решите сделать геометрию самостоятельно, обратите внимание на следующие требования к созданию реалистичного стекла и жидкости:
* необходимо моделировать как емкость, так и ее наполнение с учетом толщины материала;
* грани флакона не должны совпадать с гранями жидкости, находящейся в нем;
* геометрия должна иметь сглаженные углы, хотя подойдет и граненая поверхность (это необходимо, чтобы облегчить создание эффектов отражения, преломления и бликов);
* в сцене должны быть предметы, которые будут отражаться в флаконе (в край¬нем случае можно использовать карту окружения).
На практике это будет выглядеть так, как показано на рис. 1
Рисунок 1.
Перейдем к созданию материалов. Прежде всего сделаем материал стекла. Можно воспользоваться материалом из библиотеки VRayMtl, по мне бы хотелось кроме кра¬сивых отражений и преломлении получить еще и блики на стекле. Для таких це¬лей я обычно использую стандартный материал с картой VRayMap (Растровая кар¬та VRay) в качестве карт Reflection (Отражение) и Refraction (Преломления).
Для создания материала стекла выполните следующие действия.
1. Откройте окно Material Editor (Редактор материалов), щелкнув на кнопке редактора материалов, на¬ходящейся на панели инструментов, либо выполнив команду Rendering --> Material Editor (Визуализация --> Редактор материалов).
2. Выберите ячейку со свободным материалом.
3. В свитке Shader Basic Parameters (Базовые параметры раскраски) установите флажок 2-Sided (Двусторонним), что является желательным для прозрачных материалов.
4. В свитке Extended Parameters (Дополнительные параметры) установите значе¬ние параметра Index of Refraction (Коэффициент преломления) равным 1,8.
5. В свитке Maps (Карты текстур) щелкните на кнопке None (Отсутствует) рядом с картой Reflection (Отражение).
6. В открывшемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) вы¬берите из списка карту VRayMap (Растровая карта VRay).
7. Повторите два последних пункта для выбора VRayMap (Растровая карта VRay) в качестве карты Refraction (Преломления) (рис. 2).
Рисунок 2.
Более качественного результата можно добиться, применив в качестве основного материала Double Sided (Двусторонний). В этом случае используется материал Standard (Стандартный) в качестве Facing Material (Лицевой материал) и Баск Material (Оборотный материал), с той лишь разницей, что можно независимо управлять их свойствами (например, для внутреннего материала использовать приглушенные блики и отражения). Но как всегда за качество приходится платить, в частности, ощутимым увеличением времени визуализации.
Задайте Index of Refraction (Коэффициент преломления) значение 1,8. Это как раз тот случай, когда лучше использовать коэффициент больше единицы. В результате преломления в стекле будут выглядеть более эффектными. Параметру Specular Level (Уровень блеска) следует задать значение больше 100 (например 130), чтобы получить на стекле блики.
Настройки карт Reflection (Отражение) и Refraction (Преломления) представлены на рис. 3 и рис. 4.
Рисунок 4.
Рисунок 4.
В VRayMap (Растровая карта VRay) цвет параметра Filter color (Светофильтр) влияет на силу эффекта — чем светлее цвет, тем большей отражательной способностью или прозрачностью будет обладать материал.
Для карты отражения Filter color (Светофильтр) нужно задать темно-серый цвет, чтобы получить мягкие блики. Этот параметр тесно связан с Specular Level (Уровень блеска), находящимся и свитке Phong Basic Parameters (Базовые параметры по Фонгу), поэтому при настройках желательно учитывать тот и другой одновременно.
Для параметра Filter color (Светофильтр) карты преломления необходимо задать светло-серый цвет, чтобы получить прозрачность стекла. Этот же параметр, как говорилось выше, влияет на прозрачность и преломления.
Точные значения перечисленных параметров цвета не приводятся намеренно, так как степень яркости цвета будет зависеть от окружения, источников света в сцене и т. д. Главное — понять принцип работы, тогда вы сами сможете подбирать нуж¬ные вам параметры.
Перейдем к настройкам визуализатора.
1. Откройте окно Render Scene (Визуализация сцены), щелкнув на кнопке на¬ходящейся на панели инструментов, либо выполните команду Rendering --> Render (Визуализация --> Визуализировать).
2. Щелкните на вкладке Common (Общие) и в свитке Assign Renderer (Назначить визуализатор) выберите VRay, нажав кнопку с изображением многоточия в строке Production (Производитель) и щелкнув два раза в появившемся окне на соответствующей строке.
3. Щелкните на вкладке Renderer (Внзуализатор) и в свитке Global switches (Глобальные переключатели) снимите флажок Default lights (Освещение по умолчанию).
4. В свитке VRay:: Indirect illumination (GI) (VRay:: непрямое освещение (GI)) задай¬те параметрам значения, которые показаны на рис. 5.
5. В свитке Environment (Окружающая среда) установите флажок Override MAX's (Аннулировать настройки МАХ) в области GI Environment (GI окружающая среда) и выберите для параметра Color (Цвет) светло-серый цвет.
6. В области Reflection/refraction (Отражение/преломления) свитка Environment (Окружающая среда) установите флажок Override MAX's (Аннулировать настройки МАХ) и также задайте Color (Цвет) светло-серый цвет.
Рисунок 5.
Обратите внимание, какие значения имеют параметры в свитке Indirect illumination (GI) (Непрямое освещение (GI)). Это тестовые настройки, но на данном этапе их вполне достаточно. Кроме того, необходимо отключить Default lights (Освещение по умолчанию) и ввести в сцену свой источник света. Я использовал источник света, который добавляет в 3ds Max визуализатор VRay, не столько для освещения (так как сцену засвечивает цвет окружающей среды), сколько для эффекта каустики.
Необходимо добавить несколько слов по поводу глубины просчета преломлений. Возможно, вам потребуется знать минимальное количество таких преломлений для экономии ресурсов компьютера. Посчитать их не сложно. Рекомендуется использовать 10 (с запасом), хотя для флакона с духами будет достаточно пяти (рис. 6).
Рисунок 6. Схема прохождения светового луча через стекло и жидкость.
Пришло время сделать тестовую визуализацию. Результат проведенной работы будет примерно такой, как показано на рис. 7 (представлен только результат визуализации стекла).
Рисунок 7.
Чтобы увеличить плотность стекла по краям для придания изображению естественности, можно попробовать добавить в прозрачность карту Falloff (Спад). Для этого выполните следующие действия.
1. В свитке Maps (Карты текстур) материала стекла щелкните на кнопке Refraction (Преломление), чтобы получить доступ к настройкам карты преломления.
2. В свитке Parameters (Параметры) карты VRayMap (Растровая карта VRay) щелкните на кнопке None (Отсутствует) рядом с Filter color (Светофильтр).
3. В появившемся окне Material/Map Browser (Окно выбора материалов и карт) выберите из списка карту Falloff (Спад).
4. Задайте параметрам карты FaLloff (Спад) значения, показанные на рис. 8
Рисунок 8.
Свиток Falloff Parameters (Параметры спада) содержит область Front:Side (Спереди:сторона), настройки которой определяют прозрачность в середине и по краям. В данном случае прозрачность в середине объекта выше, что объясняется применением светло-серого цвета (почти полная прозрачность). Соответственно для краевых эффектов применен серый цвет. Чтобы прозрачность исчезала только к границам, используйте кривую, с помощью которой непрозрачность смещается к краям. Результат показан на рис. 9.
Рисунок 9.
Пришло время заняться материалом жидкости. Он делается аналогично материалу стекла с той разницей, что используется другой коэффициент преломления (например 1,32, как для спиртосодержащих жидкостей) и цвет духов определяется цветом параметров Filter color (Светофильтр) и Fog color (Цвет дымки) для карты преломлений VRayMap (Растровая карта VRay) (рис. 10).
Рисунок 10.
Прежде чем визуализировать флакон с жидкостью, необходимо отключить у этих объектов способность принимать тени. Для этого щелкните на объекте правой кнопкой мыши. В результате появится контекстное меню, в котором выберите пункт Properties (Свойства). В области Rendering Control (Управление визуализацией) открывшегося окна Object Properties (Свойства объекта) снимите флажок Receive Shadow (Принимать тени) и щелкните на кнопке ОК. Визуализируйте флакон вместе с его содержимым (рис. 11).
Рисунок 11.
Можно поэкспериментировать с настройками стекла и жидкости, ее цветом и прозрачностью, но задача данной статьи показать последовательность действий, а что и как улучшить, решайте сами. Нет предела совершенству, настраивать параметры можно еще очень долго, добиваясь сходства с реальными объектами.
Вернемся к упражнению. Добавим в визуализацию каустику. Это делается одним из двух способов в настройках визуализатора:
* указывается, какой источник света будет генерировать каустику;
* включается просчет каустики.
Чтобы активизировать просчет каустики выполните следующие действия.
1. Откройте окно Render Scene (Визуализация сцены), щелкнув на кнопке, на¬ходящейся на панели инструментов, либо выполнив команду Rendering --> Render (Визуализация --> Визуализировать).
2. Перейдите на вкладку Renderer (Визуализатор) и в свитке System (Системное) щелкните на кнопке Light settings (Параметры источника света).
3. В открывшемся окне VRay lights properties (VRay свойства источников света) вы¬берите из списка источник света VRay light (Источник света VRay) и установи¬те для него флажок Generate Caustics (Генерировать каустику).
4. В свитке Caustics (Каустика) установите флажок On (Включить). Установки оставьте заданными по умолчанию.
Визуализируйте изображение с активизированной каустикой (рис. 12).
Рисунок 12. Изображение наполненного флакона с эффектом каустики.
Добавьте в сцену окружение в виде каких-нибудь объектов, которые могли бы отражаться в стекле. Вместо этого можно применить текстурную карту, но объекты в сцене дают более естественные отражения.
Эта статья — только руководство к действию. Чтобы добиться хорошего результата, вам придется не один раз провести тестовую визуализацию и изменить настройки материала. Статья пытается раскрыть основы данного процесса, — остальное за вами.
По материалам книги Владимира Верстака "3ds Max 8 Секреты мастерства"