Визуализацията е изключително важен раздел в компютърната графика, може да се нарече и рендиране - процес на получаване на картина от модел чрез компютърни програми. Трябва да се каже, че всичко, свързано с тази тема, е много мимолетно и бързо остарява, тъй като технологиите не стоят неподвижни, те се развиват скокообразно - остарелите версии незабавно се заменят с по-нови с по-добри характеристики. Основите, които разчитат на принципа на проследяване на лъчи, остават повече или по-малко установени.

Този принцип се състои в това, че към обектите в 3D сцена се изпращат лъчи, които не спират разпространението си, когато ударят обект, а се отразяват и летят по-нататък, докато не бъдат напълно погълнати. Благодарение на този метод изображението се оказва много реалистично, но, разбира се, отнема много време. Използвайки специални формули, рендерерът излъчва лъч и проследява целия му път, след което го записва в специален кеш файл. Има и глобална настройка за осветяване, която следи постепенното включване на вторичните отскоци на същия този лъч. Има огромен брой такива настройки, тъй като няма нито една формула, която да отговаря за всички параметри наведнъж.

Когато започвате работа, разбира се, трябва да изберете рендера, който ви харесва най-много. Списъкът им е голям, можете да се спрете на Renderman от Pixar, но ако искате да го използвате под Maya, тогава трябва да инсталирате версията на Renderman за Maya, написана специално за него или RenderManArtistTools. VRay е относително лесен за научаване и има добро ниво на качество на визуализация. Можете също така да използвате визуализатори като fryender и mental ray, които имат своите предимства, или YafaRay, напълно безплатна програма. Като цяло асортиментът е голям, основното е да изберете изобразявания отделно от 3D пакети и да не използвате инсталираните там по подразбиране. По този начин вашето изображение ще бъде по-качествено и по-реалистично.

След като изтеглите/закупите желания рендер, отидете на уебсайта на официалния асистент, обяснител, помощник (както предпочитате да го наричате) и разгледайте, проучете описанията на всички настройки. Често можете да намерите видео уроци, но основното тук е да не прекалявате. Експертите съветват да не се затрупвате с информация. Разбира се, искате да знаете колкото е възможно повече, но е по-добре да го правите стъпка по стъпка, така да се каже, подреждайки всичко в ред, тогава вашата запомняемост ще бъде по-добра. И най-важното е да разберете, че процесът на визуализация е сложен - включва разработването на висококачествени материали, осветление и настройка на самите характеристики на рендиране. Ето защо, за да започнете да работите със самата програма, трябва да разберете поне основите на създаването на реалистично изображение; относно настройката на светлината можете да потърсите съвет от фотограф, тъй като в нашето 3D изображение показваме как камера, а не човек, вижда света. След това ще трябва да оценим доколко умело е свършена работата и доколко тя отговаря на действителността.

Избор на редакторите

Какво е рендиране и какви характеристики има този процес?

Компютърна графика- важна част от почти всяка сфера и среда, с която човек взаимодейства.

Всички обекти на градската среда, дизайнът на помещенията, битовите предмети и на етапа на тяхното проектиране и изпълнение бяха извършени под формата на триизмерен компютърен модел, който се рисува от художници в специални програми.

Изчертаването на модел се извършва на няколко етапа, един от последните етапи е изобразяване - какво е и как се извършва е описано в този материал.

Определение

Рендирането (или както още се нарича рендиране) е един от крайните процеси при обработката и изчертаването на определен триизмерен триизмерен компютърен модел.

Технически това е процес на „залепване“ или съвпадение, създаване на триизмерно изображение от редица двуизмерни изображения. В зависимост от качеството или детайлите, може да има само няколко или много двуизмерни изображения.

Също така понякога на този етап в процеса на „сглобяване“ на модела могат да се използват някои триизмерни елементи.

Този процес е доста сложен и продължителен. Базира се на различни изчисления, извършени както от компютъра, така и (в по-малка степен) от самия художник.

важно!Програмите, които ви позволяват да го внедрите, са проектирани да работят с триизмерна графика, което означава, че са доста мощни и изискват значителни хардуерни ресурси и значително количество RAM.

Те натоварват значително хардуера на компютъра.

Обхват на приложение

В какви области е приложима тази концепция и необходимо ли е провеждането на такъв процес?

Този процес е необходим във всички области, които включват създаването на триизмерни триизмерни модели и компютърната графика като цяло, и това са почти всички области на живота, с които съвременният човек може да взаимодейства.

Компютърното проектиране се използва в:

• Проектиране на сгради и съоръжения;
• Пейзажна архитектура;
• Дизайн на градска среда;
• Вътрешен дизайн;
• Почти всяко произведено материално нещо някога е било компютърен модел;
• Видео игри;
• Филмова продукция и др.

В същото време този процес по своята същност е окончателен.

Може да е последна или предпоследна при проектирането на даден модел.

Обърнете внимание, че рендирането често се нарича не самият процес на създаване на модел, а неговият резултат - завършен триизмерен компютърен модел.

технология

Тази процедура може да се нарече една от най-трудните при работа с триизмерни изображения и обекти в компютърната графика.

Този етап е придружен от сложни технически изчисления, извършвани от програмния двигател - математическите данни за сцената и обекта на този етап се превеждат в крайното двуизмерно изображение.

Тоест цвят, светлина и други данни за триизмерен модел се обработват пиксел по пиксел по такъв начин, че да могат да бъдат показани като двуизмерна картина на компютърен екран.

Тоест чрез поредица от изчисления системата определя как точно трябва да бъде оцветен всеки пиксел от всяко двуизмерно изображение, така че в резултат то да изглежда като триизмерен модел на екрана на компютъра на потребителя.

Видове

В зависимост от характеристиките на технологията и работата, съществуват два основни типа такъв процес - изобразяване в реално време и предварително изобразяване.

В реално време

Този тип е широко разпространен, предимно в компютърните игри.

В условията на играта, изображението трябва да бъде изчислено и подредено възможно най-бързо, например, когато потребителят се движи около местоположение.

И въпреки че това не се случва „от нулата“ и има някои първоначални обемисти приготовления, все пак точно поради тази особеност компютърните игри от този тип натоварват много силно компютърния хардуер.

Ако в този случай има повреда, картината може да се промени и изкриви, могат да се появят ненатоварени пиксели и когато потребителят (героят) извърши някакви действия, картината може всъщност да не се промени напълно или частично.

В реално време такъв двигател работи в игри, тъй като е невъзможно да се предвиди естеството на действията, посоката на движение на играча и т.н. (въпреки че има най-вероятните сценарии, които са разработени).

Поради тази причина двигателят трябва да обработва изображението със скорост от 25 кадъра в секунда., тъй като дори когато скоростта се намали до 20 кадъра в секунда, потребителят ще почувства дискомфорт, тъй като картината ще започне да потрепва и да се забавя.

Във всичко това процесът на оптимизация играе много важна роля, тоест мерките, които разработчиците предприемат, за да намалят натоварването на двигателя и да увеличат неговата производителност по време на игра.

Поради тази причина гладкото изобразяване изисква преди всичко текстурна карта и някои приемливи графични опростявания.

Такива мерки спомагат за намаляване на натоварването както на двигателя, така и на компютърния хардуер., което в крайна сметка води до това, че играта е по-лесна за стартиране, по-проста и по-бърза.

Качеството на оптимизация на механизма за рендиране до голяма степен определя колко стабилна е играта и колко реалистично изглежда всичко, което се случва.

Предварителен

Този тип се използва в ситуации, в които интерактивността не е важна.

Например, този тип се използва широко във филмовата индустрия, когато се проектира всеки модел с ограничена функционалност, например предназначен само за гледане с помощта на компютър.

Тоест, това е по-опростен подход, който също е възможен, например, в дизайна - тоест в ситуации, в които действията на потребителя не трябва да се отгатват, тъй като те са ограничени и изчислени предварително (и с това в предвид, изобразяването може да се извърши предварително).

В този случай натоварването при разглеждане на модела пада не върху програмния двигател, а върху централния процесор на компютъра. В същото време качеството и скоростта на изграждане на изображението зависят от броя на ядрата, състоянието на компютъра, неговата производителност и процесора.

02окт

Какво е Render (Rendering)

Render (Rendering) епроцесът на създаване на крайно изображение или последователност от изображения от двуизмерни или триизмерни данни. Този процес се извършва с помощта на компютърни програми и често е придружен от трудни технически изчисления, които падат върху изчислителната мощност на компютъра или върху отделните му компоненти.

Процесът на изобразяване присъства по един или друг начин в различни области на професионалната дейност, било то филмовата индустрия, индустрията на видеоигрите или видео блоговете. Често изобразяването е последният или предпоследният етап от работата по даден проект, след който работата се счита за завършена или има нужда от малка последваща обработка. Също така си струва да се отбележи, че често изобразяването не е самият процес на изобразяване, а по-скоро вече завършеният етап от този процес или неговият краен резултат.

думите "Render".

Думата Render (Rendering) еАнглицизъм, който често се превежда на руски с думата „ Визуализация”.

Какво е 3D изобразяване?

Най-често, когато говорим за рендиране, имаме предвид рендиране в 3D графика. Заслужава да се отбележи веднага, че всъщност в 3D изобразяването няма три измерения като такива, които често можем да видим в киното, носейки специални очила. Префиксът “3D” в името по-скоро ни говори за метода за създаване на рендер, който използва 3-измерни обекти, създадени в компютърни програми за 3D моделиране. Казано по-просто, в крайна сметка все още получаваме 2D изображение или поредица от тях (видео), което е създадено (рендирано) на базата на 3-измерен модел или сцена.

Рендирането е един от най-трудните технически етапи при работа с 3D графика. За да обясним тази операция на прост език, можем да дадем аналогия с работата на фотографите. За да се появи снимката в целия си блясък, фотографът трябва да премине през някои технически етапи, например проявяване на филм или печат на принтер. С приблизително същите технически етапи са натоварени 3D художниците, които за да създадат крайното изображение, преминават през етапа на настройка на рендера и самия процес на рендиране.

Изграждане на образа.

Както споменахме по-рано, изобразяването е един от най-трудните технически етапи, тъй като по време на изобразяването има сложни математически изчисления, извършвани от рендиращия двигател. На този етап двигателят превежда математическите данни за сцената в крайното 2D изображение. Процесът преобразува данните за 3D геометрията, текстурите и осветлението на сцената в информация за комбинираната цветова стойност на всеки пиксел в 2D изображение. С други думи, двигателят, на базата на данните, с които разполага, изчислява в какъв цвят трябва да се оцвети всеки пиксел от изображението, за да се получи сложна, красива и цялостна картина.

Основни видове рендиране:

В световен мащаб има два основни вида рендиране, основните разлики между които са скоростта, с която изображението се изчислява и финализира, както и качеството на изображението.

Какво е изобразяване в реално време?

Изобразяването в реално време често се използва широко в игрите и интерактивната графика, където изображението трябва да бъде изобразено възможно най-бързо и незабавно показано в окончателния си вид на дисплея на монитора.

Тъй като ключовият фактор при този тип изобразяване е интерактивността от страна на потребителя, изображението трябва да бъде изобразено без забавяне и в почти реално време, тъй като е невъзможно точно да се предвиди поведението на играча и как той ще взаимодейства с игра или интерактивна сцена. За да може една интерактивна сцена или игра да върви гладко, без трептения и забавяне, 3D енджинът трябва да изобрази изображението със скорост от поне 20-25 кадъра в секунда. Ако скоростта на изобразяване е под 20 кадъра, потребителят ще почувства дискомфорт от сцената, наблюдавайки трептения и бавни движения.

Процесът на оптимизация играе голяма роля в създаването на плавно изобразяване в игри и интерактивни сцени. За да постигнат желаната скорост на изобразяване, разработчиците използват различни трикове, за да намалят натоварването на двигателя за изобразяване, опитвайки се да намалят принудителния брой грешни изчисления. Това включва намаляване на качеството на 3D модели и текстури, както и записване на известна информация за светлина и релеф в предварително изпечени текстурни карти. Също така си струва да се отбележи, че основната част от натоварването при изчисляване на изобразяването в реално време пада върху специализирано графично оборудване (видеокарта - GPU), което намалява натоварването на централния процесор (CPU) и освобождава неговата изчислителна мощност за други задачи.

Какво е Pre-Render?

Предварителното изобразяване се използва, когато скоростта не е приоритет и няма нужда от интерактивност. Този тип рендиране се използва най-често във филмовата индустрия, при работа с анимация и сложни визуални ефекти, както и там, където са необходими фотореализъм и много високо качество на картината.

За разлика от изобразяването в реално време, където основното натоварване пада върху графичните карти (GPU). При предварителното изобразяване натоварването пада върху централния процесор (CPU) и скоростта на изобразяване зависи от броя на ядрата, многонишковостта и процесора производителност.

Често се случва времето за изобразяване на един кадър да отнеме няколко часа или дори няколко дни. В този случай 3D художниците практически не трябва да прибягват до оптимизация и могат да използват най-висококачествените 3D модели, както и текстурни карти с много висока резолюция. В резултат на това картината се оказва много по-добра и по-фотореалистична в сравнение с изобразяването в реално време.

Програми за рендиране.

Сега на пазара има голям брой машини за изобразяване, които се различават по скорост, качество на изображението и лекота на използване.

По правило двигателите за рендиране са вградени в големи програми за 3D графика и имат огромен потенциал. Сред най-популярните 3D програми (пакети) има такъв софтуер като:

• 3ds Max;
• Мая;
• блендер;
• Кино 4dи т.н.

Много от тези 3D пакети вече имат включени машини за рендиране. Например Mental Ray render engine присъства в пакета 3Ds Max. Също така, почти всеки популярен двигател за рендиране може да бъде свързан с повечето добре познати 3D пакети. Сред популярните машини за рендиране са следните:

• V-лъчи;
• ментален лъч;
• Corona rendererи т.н.

Бих искал да отбележа, че въпреки че процесът на изобразяване има много сложни математически изчисления, разработчиците на програми за 3D изобразяване се опитват по всякакъв възможен начин да спестят на 3D художниците работа със сложната математика, която е в основата на програмата за изобразяване. Те се опитват да осигурят сравнително лесни за разбиране параметрични настройки за рендиране, както и комплекти и библиотеки за материали и осветление.

Много машини за изобразяване са намерили слава в определени области на работа с 3D графики. Например „V-ray“ е много популярен сред архитектурните визуализатори, поради наличието на голям брой материали за архитектурна визуализация и като цяло доброто качество на рендиране.

Методи за визуализация.

Повечето машини за визуализиране използват три основни метода за изчисление. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци, но и трите метода имат право да бъдат използвани в определени ситуации.

1. Scanline (сканлайн).

Scanline render е изборът на тези, които дават приоритет на скоростта пред качеството. Поради скоростта си, този тип изобразяване често се използва във видеоигри и интерактивни сцени, както и в прозорците на различни 3D пакети. С модерен видео адаптер този тип рендиране може да създаде стабилно и гладко изображение в реално време с честота от 30 кадъра в секунда и по-висока.

Алгоритъм на работа:

Вместо да изобразява "пиксел по пиксел", алгоритъмът на рендиращия "scanline" е, че той определя видимата повърхност в 3D графики и работейки на принципа "ред по ред", първо сортира полигоните, необходими за изобразяване, по най-високото Y координата, която принадлежи на даден полигон, след което всеки ред от изображението се изчислява чрез пресичане на реда с полигона, който е най-близо до камерата. Полигоните, които вече не се виждат, се премахват, докато преминавате от един ред към следващия.

Предимството на този алгоритъм е, че не е необходимо да се прехвърлят координатите на всеки връх от основната памет в работната памет и се транслират координатите само на онези върхове, които попадат в зоната за видимост и рендиране.

2. Raytrace (raytrace).

Този тип изобразяване е създаден за тези, които искат да получат картина с най-високо качество и детайлно изобразяване. Изобразяването на този конкретен тип е много популярно сред феновете на фотореализма и заслужава да се отбележи, че не е без причина. Доста често с помощта на рендиране на трасиране на лъчи можем да видим зашеметяващо реалистични снимки на природа и архитектура, които не всеки може да различи от снимките; освен това методът за проследяване на лъчи често се използва при работа върху графики в CG трейлъри или филми.

За съжаление, в името на качеството, този алгоритъм за изобразяване е много бавен и все още не може да се използва в графики в реално време.

Алгоритъм на работа:

Идеята на алгоритъма Raytrace е, че за всеки пиксел на конвенционален екран един или повече лъчи се проследяват от камерата до най-близкия триизмерен обект. След това светлинният лъч преминава през определен брой отскоци, които могат да включват отражения или пречупвания в зависимост от материалите на сцената. Цветът на всеки пиксел се изчислява алгоритмично въз основа на взаимодействието на светлинния лъч с обектите по трасирания му път.

Метод на лъчево предаване.

Алгоритъмът работи на базата на „хвърляне“ на лъчи като от окото на наблюдателя през всеки пиксел на екрана и намиране на най-близкия обект, който блокира пътя на такъв лъч. Използвайки свойствата на обекта, неговия материал и осветлението на сцената, ние получаваме желания цвят на пиксела.

Често се случва „методът за проследяване на лъчи“ (raytrace) да бъде объркан с метода „леене на лъчи“. Но всъщност „raycasting“ (методът за хвърляне на лъч) всъщност е опростен метод „raytrace“, при който няма допълнителна обработка на заблудени или счупени лъчи и се изчислява само първата повърхност по пътя на лъча. .

3. Радиоизлъчване.

Вместо метод "проследяване на лъчи", изобразяването при този метод работи независимо от камерата и е обектно-ориентирано, за разлика от метода "пиксел по пиксел". Основната функция на „radiosity“ е да симулира по-точно цвета на повърхността, като вземе предвид непрякото осветление (отскачане на разсеяна светлина).

Предимствата на „излъчването“ са меки градуирани сенки и цветни отражения върху обект, идващи от съседни обекти с ярки цветове.

Доста популярна практика е да се използват заедно Radiosity и Raytrace, за да се постигнат най-впечатляващите и фотореалистични рендери.

Какво е рендиране на видео?

Понякога изразът "render" се използва не само при работа с 3D компютърна графика, но и при работа с видео файлове. Процесът на рендиране на видео започва, когато потребителят на видео редактора приключи работата по видео файла, зададе всички необходими параметри, аудиозаписи и визуални ефекти. По принцип остава само да обединим всичко, което сме направили, в един видео файл. Този процес може да се сравни с работата на програмиста, когато той е написал кода, след което всичко, което остава, е да компилира целия код в работеща програма.

Подобно на 3D дизайнер или видео редактор, процесът на изобразяване се извършва автоматично и без намеса на потребителя. Всичко, което се изисква, е да зададете някои параметри, преди да започнете.

Скоростта на рендиране на видео зависи от дължината и качеството, изисквани от изхода. По принцип по-голямата част от изчислението пада върху мощността на централния процесор, следователно скоростта на изобразяване на видео зависи от неговата производителност.

Категории: , // от

Много хора често имат въпроси относно подобряването на визуалното качество на визуализациите в 3ds Max и намаляването на времето, прекарано в тях. Основните съвети, които могат да бъдат дадени, за да се отговори на този въпрос, са свързани с оптимизирането на геометрията, материалите и текстурите.

1. Оптимизиране на геометрията на 3D модели
По време на процеса на моделиране е необходимо да се придържате към минималния възможен брой полигони, тъй като ако моделът съдържа много ненужни полигони, това води до увеличаване на времето за изобразяване.

Избягвайте грешки в геометрията на модела, като отворени ръбове, припокриващи се полигони. Опитайте се да поддържате моделите възможно най-чисти.

2. Какви трябва да бъдат текстурите?Размерът на текстурата трябва да съответства на размера на модела в крайния ренд. Например, ако сте изтеглили някъде текстура с разделителна способност 3000 x 3000 пиксела и моделът, към който я прилагате, е на фона на сцената или има много малък мащаб, тогава рендърът ще бъде претоварен с прекомерна резолюция на текстурата .

Разгледайте този примерен рендер:

Трябва да се има предвид, че за подобряване на реализма към материалите трябва да се добавят карти Бум(Нередности) и Огледален(Огледални отражения), тъй като в действителност всеки предмет има релеф и отразяваща способност. Създаването на такива карти от оригинална текстура няма да е проблем - повърхностните познания са достатъчни Адобе Фотошоп.

Правилно осветление

Изключително важен момент. Винаги се опитвайте да използвате физически системи за осветление, които са близки до реалния живот, като системата за дневна светлина и VRay SunИ небе, HDRI и използвайте фотометрични с IES профили като източници на светлина в интериора. Това ще добави реализъм към сцената, тъй като в този случай по време на изобразяването ще се използват реални алгоритми за изчисляване на светлинна информация.

Не забравяйте за гама корекцията на изображенията! С гама от 2.2 цветовете ще се показват правилно в 3ds Max. Можете обаче да ги видите така само ако мониторът ви е правилно калибриран.

4. Сцена мащаб
За да се получат изображения с прилично качество, мащабът на мерните единици в сцената е от огромно значение. Най-често работим в сантиметри. Това не само ви позволява да създавате по-точни модели, но също така помага при изчисленията на осветлението и отражението.

5. Настройки за визуализация
Ако работите с VRay, тогава за изглаждане на краищата на изображението се препоръчва да използвате Адаптивен DMC. Въпреки това, за най-добри резултати в сцени с много детайли и много размазани отражения е по-добре да използвате Фиксирана- работи най-добре с този тип изображения. Препоръчително е да зададете броя на подразделенията на поне 4, а за предпочитане 6.
За да изчислите индиректното осветление (Indirect Illumination), използвайте връзката Карта на излъчване + кеш на светлината. Този тандем ви позволява бързо да изчислите осветеността в сцената, но ако искате повече подробности, можете да активирате опцията Подобряване на детайлите(Подобрени детайли) в настройките на Irradiance Map и активирайте в Light Cache Предварителен филтър(Предварителна филтрация). По този начин можете да намалите шума в картината.
Добро качество на сенките може да се постигне чрез задаване на броя на подразделенията в настройките на източника на светлина VRay на 15-25. Освен това винаги използвайте физическа VRay камера, която ви дава пълен контрол върху това как светлината се представя в сцената.
И за пълен контрол върху баланса на бялото, опитайте да работите в температурната скала на Келвин. За справка, ето таблица с температури, които ще бъдат полезни за използване при работа в 3ds Max (по-ниските стойности означават по-топли/по-червени тонове, а по-високите стойности дават хладни/сини тонове):
Скала на цветната температура на Келвин за най-често срещаните източници на светлина

• Горяща свещ - 1900К
• Халогенни лампи - 3200К
• Прожектори и моделираща светлина - 3400K
• Изгрев - 4000K
• Флуоресцентна светлина (студено бяло) - 4500K
• Дневна светлина - 5500K
• Светкавица на камерата - 5500K
• Студийна светлина - 5500K
• Светлина от екрана на компютърен монитор - 5500-6500K
• Луминесцентна лампа - 6500К
• Open shadow (термин от фотографията) - 8000K

Коригиране на бледи цветове в 3ds Max при гама 2.2 Когато използвате гама 2.2 в Autodesk 3ds Max, веднага забелязвате, че цветовете на материалите в редактора на материали изглеждат прекалено ярки и скучни в сравнение с обичайното представяне на гама 1.0. И ако абсолютно трябва да спазвате цветовите стойности на RGB скалата в сцената, да кажем, че в някой урок цветовите стойности вече са дадени или клиентът е предоставил свои образци на обекти в дадените цветове, тогава в 2.2 гама те ще изглеждат неправилни. Корекция на RGB цветовете в гама 2.2 За да постигнете правилното ниво на яркост на цвят, трябва да преназначите неговите RGB стойности, като използвате просто уравнение: нов_цвят=255*((стар_цвят/255)^2.2).Уравнението гласи, че за да получите нова цветова стойност в 2.2 RGB гама, трябва да разделите старата RGB стойност на стойността на бялото (255), да я повдигнете на степен 2.2 и след това да умножите получената стойност по стойност на бялото (255). Ако математиката не ви харесва, не се отчайвайте - 3ds Max ще направи изчисленията вместо вас, защото има вграден калкулатор за оценка на числови изрази. Резултатът от израз (математическа функция) връща определена стойност. След това получената стойност може да бъде вмъкната във всяко поле на програмата, било то параметрите за създаване на нов обект, неговата трансформация, настройка на модификатори, материали. Нека се опитаме да изчислим цвета в гама 2.2 на практика. Вътре в настройките на материала щракнете върху цветното поле, за да изведете прозореца за избор на цвят. След като сте избрали цвят, поставете курсора на мишката в полето Червен канал и натиснете Ctrl+N на клавиатурата, за да изведете Оценителя на числови изрази. Напишете следната формула вътре в него, като замените старата стойност на цвета в червения канал. Полето Резултат показва решението на уравнението. Щракнете върху бутона Поставяне, за да поставите новата стойност на мястото на старата в червения канал. Направете тази операция със зеления и синия цветови канали. С коригирани RGB стойности, цветовете ще изглеждат правилни както в прожекционните прозорци, така и в изобразяването. Работа с цветове с помощта на схемата CMYK Не винаги трябва да работите само с RGB. Понякога има CMYK цветове за печат, които трябва да бъдат преобразувани в RGB, защото 3ds Max поддържа само. Можете, разбира се, да стартирате Adobe Photoshop и да преведете стойностите в него, но има по-удобен начин. Създаден е нов тип селектор на цветове за 3ds Max - Cool Picker, който ви позволява да виждате цветови стойности във всички възможни цветови схеми директно в Max. Изтеглете приставката Cool Picker от тук за вашата версия на 3ds Max. Инсталира се много просто: самият файл с разширение dlu трябва да бъде поставен в папката 3ds Max\plugins. Можете да го направите активен, като отидете на Персонализиране > Предпочитания > раздел Общи > Селектор на цвят: Cool Picker. Така той ще замени стандартния селектор на цветовете. Имате въпроси? питам

Начало на формата

Използване на гама 2.2 в 3ds max + V-Ray на практика

След теоретичната част за настройка на гама във V-Ray и 3ds max, преминаваме директно към практиката.

Много потребители на 3ds max, особено тези, които се сблъскват с вътрешна визуализация, забелязват, че при настройване на физически правилното осветление някои места в сцената все още са затъмнени, въпреки че всъщност всичко трябва да е добре осветено. Това е особено забележимо в ъглите на геометрията и от страната на сенките на обектите.

Всеки се опита да реши този проблем по различни начини. Начинаещите потребители на 3ds max първо се опитаха да коригират това, като просто увеличиха яркостта на светлинните източници.

Този подход дава определени резултати, общата осветеност на сцената се увеличава. Това обаче води и до нежелано свръхекспониране, причинено от тези източници на светлина. Това не променя ситуацията с нереалистично изображение към по-добро. Един проблем с тъмнината (на места, труднодостъпни за светлина) се заменя с друг проблем с преекспонирането (близо до източници на светлина).

Някои хора са измислили по-сложни начини за „решаване“ на проблема, като добавят допълнителни светлини към сцената, правейки ги невидими за камерата, за да осветят просто тъмните зони. В същото време вече не е необходимо да се говори за някакъв реализъм и физическа точност на изображението. Успоредно с осветяването на тъмните места сенките изчезнаха и изглеждаше, че обектите в сцената се носят във въздуха.

Всички горепосочени методи за справяне с неправдоподобната тъмнина са твърде ясни и очевидни, но неефективни.

Същността на проблема с тъмните изображения е, че гама-стойностите на изображението и монитора са различни.

Какво е гама?
Гама е степента на нелинейност при прехода на цвета от тъмни към ярки стойности. От математическа гледна точка стойността на линейната гама е 1.0, поради което програми като 3ds max, V-Ray и др. извършват изчисления в гама 1.0 по подразбиране. Но стойност на гама от 1,0 е съвместима само с „идеален“ монитор, който има линейна зависимост на прехода на цвета от бяло към черно. Но тъй като такива монитори не съществуват в природата, действителната гама е нелинейна.

Стойността на гама за видео стандарта NTSC е 2,2. За компютърните дисплеи стойността на гамата обикновено е между 1,5 и 2,0. Но за удобство нелинейността на цветовия преход на всички екрани се счита за равна на 2,2.

Когато монитор с гама 2.2 показва изображение, чиято гама е 1.0, ние виждаме тъмни цветове в гама 1.0 вместо очакваните ярки цветове в гама 2.2. Следователно цветовете в средния диапазон (зона 2) стават по-тъмни, когато гледате изображение с гама 1.0 на изходно устройство с гама 2.2. Въпреки това, в тъмния диапазон (зона 1), представянията на гама 1.0 и 2.2 са много сходни, което позволява сенките и черното да бъдат изобразени правилно.

В районите със светли тонове (зона 3) също има много прилики. Следователно ярко изображение с гама 1.0 също ще бъде показано съвсем правилно на монитор с гама 2.2.

И така, за да получите правилен 2.2 гама изход, гамата на оригиналното изображение трябва да бъде променена. Разбира се, това може да стане и във Photoshop, като коригирате гамата там. Но този метод трудно може да се нарече удобен, когато променяте настройките на изображението всеки път, запазвате ги на твърдия си диск и ги редактирате в растерен редактор... Поради това няма да разгледаме тази опция, а освен това този метод има още по-съществени недостатъци. Съвременните инструменти за изобразяване, като V-Ray, изчисляват изображението адаптивно, така че точността на изчислението зависи от много параметри, включително яркостта на светлината в определена област. Така на места със сенки V-Ray изчислява по-малко точно осветеността на изображението и самите такива места стават шумни. А в ярки и ясно видими области на изображението изчисленията за визуализация се извършват с по-голяма точност и с минимум артефакти. Това позволява по-бързо изобразяване чрез спестяване на време върху фините области на изображението. Повишаването на гамата на изходното изображение във Photoshop променя яркостта на части от изображението, които V-Ray счита за по-малко значими и понижава качеството на техните изчисления. По този начин всички нежелани артефакти стават видими и картината изглежда просто ужасна, но по-ярка от преди.В допълнение, гамата от текстури също ще се промени, те ще изглеждат избледнели и безцветни.

Единственият правилен изход от тази ситуация е да промените гама-стойността, в която работи V-Ray рендърът. По този начин ще получите приемлива яркост в средните тонове, където няма да има такива очевидни артефакти.

Урокът ще покаже как се настройва гамата във визуализатора V-Ray и 3ds max.

За да промените гамата, с която V-Ray ще работи, просто намерете падащия раздел V-Ray: Картографиране на цветовете, който се намира в раздела V-Ray, който от своя страна се намира в прозореца Рендиране на сцена(F10) и задайте стойността Гама:в 2.2.

Особеността на V-Ray е, че гама корекцията на цветния дисплей работи само във V-Ray Frame Buffer, така че ако искате да видите резултатите от вашите гама манипулации, трябва да активирате кадровия буфер V-Ray: буфер за кадрив раздела V-Ray.

След това изобразяването ще се извърши с необходимата ни гама 2.2, с нормално осветени средни тонове. Има още един недостатък и той е, че текстурите, използвани в сцената, ще изглеждат по-леки, ще бъдат обезцветени и избледнели.

Почти всички текстури, които използваме, изглеждат добре на монитора, защото вече са коригирани от самия монитор и първоначално имат гама 2.2. За да може V-Ray рендърът да конфигурира гама 2.2 и да не умножава гамата на изображението по гама стойността в рендера (2.2 * 2.2), текстурите трябва да са на гама 1.0. Тогава, след като бъдат коригирани от визуализатора, тяхната гама ще стане равна на 2,2.

Можете да направите всички текстури по-тъмни, като промените гамата им от 2.2 на 1.0 във Photoshop, като очаквате допълнително да ги изсветлите с рендера. Този метод обаче би бил много досаден и би изисквал време и търпение, за да се гарантира, че всички текстури в сцената са в 1.0 гама, и второ, би направил невъзможно разглеждането на текстурите в нормална гама, защото те ще бъдат потъмнени през цялото време време.

За да избегнем това, ние просто ще гарантираме, че те са конфигурирани на входа на 3ds max. За щастие, 3ds max идва с много гама настройки. Гама настройките са достъпни от главното меню на 3ds max:

Персонализиране > Предпочитания ... > Гама и LUTs

Основните гама настройки за 3ds max се намират в раздела Gamma и LUT. По-конкретно, ще ни е необходима настройка за корекция на входната текстура, наречена Входна гама. Не трябва да се подвеждаме от факта, че стойността по подразбиране там е 1.0. Това не е стойност на корекция, а гама-стойност на входната текстура. По подразбиране се приема, че всички текстури са настроени на 1.0 гама, но всъщност, както споменахме по-рано, те са настроени на 2.2 гама. А това означава, че трябва да посочим гама стойност 2,2, вместо 1,0.

Не забравяйте да поставите отметка в квадратчето Активиране на гама/LUT корекцияза достъп до гама настройките.

Изображенията, направени в правилната гама, изглеждат много по-добре и по-точни от тези, получени с помощта на настройките, описани в началото на статията. Имат правилни полутонове, няма ярки преекспонации в близост до светлинни източници и няма артефакти в неосветени области на изображението. По този начин текстурите също ще бъдат богати и жизнени.

Изглежда това е всичко, но в края на урока бих искал да говоря за още нещо относно работата с гама. Тъй като V-Ray визуализаторът работи в необичайна гама, трябва да настроите режима на показване на 3ds max гама на 2.2, така че цветовете да са в Редактор на материалиИ Селектор на цвятбяха показани правилно. В противен случай може да стане объркващо, когато материалите са настроени на 1,0 гама, но всъщност се преобразуват в 2,2 гама в рамките на програмата.

За да настроите правилното показване на материали в редактора на материали на 3ds max, трябва да използвате настройките в раздела Gamma и LUT. За да направите това, стойността на гама трябва да бъде зададена на 2,2 в раздела Дисплей и трябва да се отметнат селекторите за въздействие върху цветовете и редакторът за въздействие върху материала в раздела Материали и цветове.

Gamma 2.2 вече се превърна в стандарт при работа с 3ds max и V-Ray. Надявам се, че този материал ще ви помогне в работата ви!

Изобразяване

В резултат на това са разработени четири групи методи, които са по-ефективни от моделирането на всички светлинни лъчи, осветяващи сцената:

• Растеризация(Английски) растеризация ) заедно с метода за сканиране на низове (англ. изобразяване на сканирана линия). Изобразяването се извършва чрез прожектиране на обекти от сцена върху екран, без да се отчита ефектът от перспективата спрямо наблюдателя.
• Леене на лъчи (raycasting) (Английски) леене на лъчи). Сцената се счита за наблюдавана от определена точка. От точката на наблюдение лъчите се насочват към обекти в сцената, с помощта на които се определя цветът на пиксел на двуизмерен екран. В този случай лъчите спират да се разпространяват (за разлика от метода за обратно проследяване), когато достигнат който и да е обект в сцената или нейния фон. Възможно е да използвате някои много прости начини за добавяне на оптични ефекти. Перспективният ефект се постига естествено, когато хвърлените лъчи се изстрелват под ъгъл в зависимост от позицията на пиксела върху екрана и максималния ъгъл на видимост на камерата.
• Проследяване на лъчи(Английски) проследяване на лъчи ) е подобен на метода на хвърляне на лъч. От точката на наблюдение лъчите се насочват към обекти в сцената, с помощта на които се определя цветът на пиксел на двуизмерен екран. Но в същото време лъчът не спира да се разпространява, а се разделя на три компонента, лъчи, всеки от които допринася за цвета на пиксела на двуизмерен екран: отразен, сянка и пречупен. Броят на тези разделения на компоненти определя дълбочината на проследяване и влияе върху качеството и фотореализма на изображението. Поради своите концептуални характеристики, методът позволява получаването на много фотореалистични изображения, но в същото време е много ресурсоемък и процесът на визуализация отнема значителни периоди от време.
• Проследяване на пътя(Английски) проследяване на пътя ) съдържа подобен принцип на проследяване на разпространението на лъча, но този метод е най-близо до физическите закони на разпространението на светлината. Той е и най-ресурсоемкият.

Усъвършенстваният софтуер обикновено комбинира няколко техники за създаване на висококачествени и фотореалистични изображения на приемлива цена на изчислителни ресурси.

Математическа обосновка

Внедряването на механизма за изобразяване винаги се основава на физически модел. Извършените изчисления се отнасят до един или друг физически или абстрактен модел. Основните идеи са лесни за разбиране, но трудни за прилагане. Обикновено окончателното елегантно решение или алгоритъм е по-сложен и съдържа комбинация от различни техники.

Основно уравнение

Ключът към теоретичната основа на моделите за изобразяване е уравнението за изобразяване. Това е най-пълното формално описание на частта от изобразяването, която не е свързана с възприемането на крайното изображение. Всички модели представляват някакъв вид приблизително решение на това уравнение.

Неофициалната интерпретация е следната: Количеството светлинно лъчение (L o), излъчвано от определена точка в определена посока, е собственото лъчение и отразеното лъчение. Отразената радиация е сумата във всички посоки на входящата радиация (L i), умножена по коефициента на отражение от даден ъгъл. Комбинирайки в едно уравнение входящата светлина с изходящата светлина в една точка, това уравнение представлява описание на целия светлинен поток в дадена система.

Софтуер за рендиране - рендери (визуализатори)

• 3 Наслада
• AQSIS
• BMRT (Инструменти за изобразяване на Blue Moon) (спряно)
• BusyRay
• Ентропия (спряно)
• Фрайрендър
• Gelato (разработката е преустановена поради закупуване на NVIDIA, mental ray)
• Holomatix Renditio (интерактивен инструмент за проследяване на лъчи)
• Хипершот
• Keyshot
• Рендър на мантра
• Меридиан
• Пикси
• RenderDotC
• RenderMan (PhotoRealistic RenderMan, RenderMan на Pixar или PRMan)
• Octane Render
• Arion Renderer

Рендери, които работят в реално (или почти реално) време.

• VrayRT
• Shaderlight
• Витрина
• предаване
• Бразилия IR
• Artlantis Render

Пакети за 3D моделиране със собствени рендери

• Autodesk 3ds Max (Scanline)
• e-on Software Vue
• SideFX Худини
• Terragen, Terragen 2

Таблица за сравнение на свойствата на рендиране

	RenderMan	ментален лъч	Гелато (спряно от производство)	V-Ray	finalRender	Бразилия R/S	Костенурка	Рендиране на Максуел	Фрайрендър	Indigo Renderer	LuxRender	Керкитея	YafaRay
съвместим с 3ds Max	Да, чрез MaxMan	вграден	да	да	да	да	Не	да	да	да	да	да	Не
Съвместим с Maya	Да, чрез RenderMan Artist Tools	вграден	да	да	да	Не	да	да	да	да	да		Не
Съвместим със Softimage	Да, чрез XSIMan	вграден	Не	да	Не	Не	Не	да	да	да	да		Не
Съвместим с Худини	да	да	Не	Не	Не	Не	Не	Не	да	да	Не		Не
Съвместим с LightWave	Не	Не	Не	Не	Не	Не	Не	да	да	Не	Не		Не
Съвместим с блендер	Не	Не	Не	Не	Не	Не	Не	Не	Не	да	да	да	да
съвместим със SketchUp	Не	Не	Не	да	Не	Не	Не	да	да	да	Не	да	Не
Съвместим с Cinema 4D	Да (започвайки от версия 11)	да	Не	да	да	Не	Не	да	да	да	да	Не, замръзнал	Не
платформа												Microsoft Windows, Linux, Mac OS X	Microsoft Windows, Linux, Mac OS X
пристрастен, безпристрастен (без предположения)	пристрастен	пристрастен	пристрастен	пристрастен	пристрастен	пристрастен	пристрастен	безпристрастен	безпристрастен	безпристрастен	безпристрастен
сканираща линия	да	да	да	Не	Не	Не	Не	Не	Не	Не	Не
raytrace	много бавно	да	да	да	да	да	да	Не	Не	Не	Не		да
Алгоритми за глобално осветление или ваши собствени алгоритми		Photon, Final Gather (Quasi-Montecarlo)		Light Cash, Photon Map, Irradiance Map, Brute Force (Quasi-Montecarlo)	Хипер глобално осветление, адаптивно квази-Монтекарло, изображение, квази-Монте-Карло	Квази-Монтекарло, PhotonMapping	Фотонна карта, финално събиране	Метрополис лек транспорт	Метрополис лек транспорт	Метрополис лек транспорт	Метрополис лек транспорт, двупосочно проследяване на пътя
Камера - Дълбочина на полето (DOF)	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да
Камера - Motion Blur (векторен пропуск)	много бързо	да	бърз	да	да	да	да	да	да	да	да		да
Изместване	бърз	да	бърз	бавно, 2d и 3d	бавен	Не	бърз	да	да	да	да
Зона светлина		да		да	да	да	да	да	да	да	да	да
Glossy Reflect/Refract	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да
Подповърхностно разсейване (SSS)	да	да	да	да	да	да	да	да	да	да	Не	да
Самостоятелна	да	да	да	2005 (суров)	Не	Не	Не	да	да	да
Сегашна версия	13.5,2,2	3.7	2.2	2.02а	Етап-2	2	4.01	1.61	1.91	1.0.9	v1.0-RC4	Kerkythea 2008 Echo	0.1.1 (0.1.2 Beta 5a)
година на издаване				2000				(?)	(?)	2006	2011	2008
библиотека с материали	Не	33 Моят ментален лъч	Не	2300+ vray-материали	30 на. уебсайт	113 на. уебсайт	Не	3200+ на. уебсайт	110 на. уебсайт	80 на. уебсайт	61 на. уебсайт
въз основа на технологията							течна светлина			Метрополис лек транспорт
нормално картографиране
IBL/HDRI осветление													да
Физическо небе/слънце												да	да
официален сайт								MaxwellRender.com	Freerender.com	IndigoRenderer.com	LuxRender.net	kerkythea.net	YafaRay.org
страна производител	САЩ	Германия	САЩ	България	Германия	САЩ	Швеция	Испания	Испания
струва $	3500	195	Безплатно	1135 (Супер пакет) 999 (Пакет) 899 (Стандартен) 240 (Образователен)	1000	735	1500	995	1200	295€	безплатно, GNU	Безплатно	безплатно, LGPL 2.1
основно предимство							Печене с висока скорост (не много високо качество)				Безплатно	Безплатно	Безплатно
фирма производител	Пиксар	ментални изображения (от 2008 NVIDIA)	NVIDIA	Хаос група	Себас	SlutterFish	Illuminate Labs	Следващ лимит	Feversoft

Вижте също

• Алгоритми, използващи z-буфер и Z-буфериране
• Алгоритъмът на художника
• Алгоритми за сканиране ред по ред като Reyes
• Алгоритми за глобално осветление
• Коефициент на излъчване
• Текст като изображение

Хронология на най-важните публикации

• 1968 Леене на лъчи(Appel, A. (1968). Някои техники за засенчване на машинно изобразяване на твърди тела. Доклади на пролетната съвместна компютърна конференция 32 , 37-49.)
• 1970 Алгоритъм за сканиране(Bouknight, WJ (1970). Процедура за генериране на триизмерни полутонови компютърни графични презентации. Комуникации на ACM)
• 1971 Засенчване по Гуро Gouraud, H. (1971) Компютърно показване на извити повърхности. IEEE транзакции на компютри 20 (6), 623-629.)
• 1974 Картографиране на текстури докторска дисертация, Университет на Юта.)
• 1974 Z-буфер(Catmull, E. (1974). Алгоритъм за подразделение за компютърно показване на извити повърхности. докторска дисертация)
• 1975 Фонг засенчване(Phong, B-T. (1975). Осветление за компютърно генерирани картини. Комуникации на ACM 18 (6), 311-316.)
• 1976 Картографиране на околната среда(Blinn, J.F., Newell, M.E. (1976). Текстура и отражение в компютърно генерирани изображения. Комуникации на ACM 19 , 542-546.)
• 1977 Сенчести обеми(Crow, F.C. (1977). Shadow алгоритми за компютърна графика. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1977) 11 (2), 242-248.)
• 1978 Буфер за сянка(Уилямс, Л. (1978). Хвърляне на извити сенки върху извити повърхности. 12 (3), 270-274.)
• 1978 Bump mapping Blinn, JF (1978) Симулация на набръчкани повърхности. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1978) 12 (3), 286-292.)
• 1980 БСП дървета(Fuchs, H. Kedem, Z.M. Naylor, B.F. (1980). За генериране на видима повърхност от априорни дървесни структури. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1980) 14 (3), 124-133.)
• 1980 Проследяване на лъчи(Whitted, T. (1980). Подобрен модел на осветяване за засенчен дисплей. Комуникации на ACM 23 (6), 343-349.)
• 1981 Кук шейдър(Cook, R.L. Torrance, K.E. (1981). Модел на отражение за компютърна графика. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1981) 15 (3), 307-316.)
• 1983 Mipmaps(Уилямс, Л. (1983). Пирамидална параметрика. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1983) 17 (3), 1-11.)
• 1984 Проследяване на лъчи Octree(Glassner, A. S. (1984). Подразделение на пространството за бързо проследяване на лъчи. 4 (10), 15-22.)
• 1984 Алфа композиране(Портър, Т. Дъф, Т. (1984). Композиране на цифрови изображения. 18 (3), 253-259.)
• 1984 Разпределено проследяване на лъчи(Кук, Р.Л. Портър, Т. Карпентър, Л. (1984). Разпределено проследяване на лъчи. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1984) 18 (3), 137-145.)
• 1984 Радиоизлъчване(Goral, C. Torrance, K.E. Greenberg, D.P. Battaile, B. (1984). Моделиране на взаимодействието на светлината между дифузни повърхности. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1984) 18 (3), 213-222.)
• 1985 Излъчване на полукуб(Cohen, M.F. Greenberg, D.P. (1985). Хеми-кубът: решение за излъчване на сложни среди. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1985) 19 (3), 31-40.)
• 1986 Проследяване на източника на светлина(Arvo, J. (1986). Обратно проследяване на лъчи. SIGGRAPH 1986 Развитие в курса за проследяване на лъчи)
• 1986 Уравнение за изобразяване(Kajiya, J.T. (1986). Уравнението за изобразяване. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1986) 20 (4), 143-150.)
• 1987 Алгоритъм на Рейес(Cook, R.L. Carpenter, L. Catmull, E. (1987). Архитектурата за изобразяване на изображения на Reyes. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1987) 21 (4), 95-102.)
• 1991 Йерархична радиоизлъченост(Hanrahan, P. Salzman, D. Aupperle, L. (1991). Бърз йерархичен алгоритъм за радиоизлъчване. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1991) 25 (4), 197-206.)
• 1993 Тонално картографиране(Tumblin, J. Rushmeier, H. E. (1993). Възпроизвеждане на тонове за реалистични компютърно генерирани изображения. IEEE компютърна графика и приложения 13 (6), 42-48.)
• 1993 Подповърхностно разсейване Hanrahan, P. Krueger, W. (1993) Отражение от слоести повърхности поради подповърхностно разсейване. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1993) 27 (), 165-174.)
• 1995 Фотонно картографиране(Jensen, H.J. Christensen, N.J. (1995). Фотонни карти в двупосочно проследяване на лъчи Монте Карло на сложни обекти. Компютри и графика 19 (2), 215-224.)
• 1997 Метрополис лек транспорт(Veach, E. Guibas, L. (1997). Метрополис лек транспорт. Компютърна графика (Процедури на SIGGRAPH 1997) 16 65-76.)