- •Часть 1. Метод фотонных карт. Final Gathering
- •1. Испускание фотонов
- •2. Трассировка фотонов
- •3. Создание фотонной карты
- •4. Использование фотонной карты при рендеринге
- •Параметры настройки фотонных карт в mental ray для 3ds max, закладка Indirect Illumination
- •Оценка освещения точки поверхности по заданному количеству фотонов
- •Окно настроек фотонных карт
- •Настройка глубины трассировки для фотонов
- •1. Построение Grid сетки в растровом пространстве изображения
- •2. Предварительная стадия расчета fg
- •3. Рендеринг
- •Диагностический рендер fg-расчета. Радиус 10см, fg Samples 1000
- •Интерфейс настройки параметров fg-расчета
- •Часть 2.
- •Интерфейс шейдера Ambient/Reflective Occlusion в 3ds max
- •Сцена освещена двумя стандартными точечными источниками света (omni light)
- •Шейдер ао назначен диффузным свойствам материалов
- •Все тени в сцене рассчитаны ambient occlusion
- •Настройка ambient свойств материала для использования ао
- •Источник света проявляет диффузные характеристики поверхности
- •Ambient occlusion в режиме 1, учитывается цвет окружения
- •Шейдер ambient occlusion назначен точечному источнику света. Другого освещения в сцене нет
- •Простой reflective occlusion с картой отражения на параметре Bright – шейдер "видит" затеняющую геометрию, но не может построить правильные отражения – вместо них мы видим черные пятна
- •Пример диаграммы более сложного материала, позволяющего получить отражения с помощью reflective occlusion
- •Материал с Reflective occlusion, позволяющий получить отражения
- •Еще один пример материала для reflective occlusion
- •Источник света – Skylight, расчет освещения выполнен при помощи Final Gather, время вычислений – 2 часа 15 минут
- •Часть 3. Физическая модель подповерхностного рассеяния в mental ray – sss Physical Material
- •Шейдер miss_physical
- •Скриншот тестовой сцены
- •Слева-направо: камера под углом 90, 45 и 35 градусов к нижней грани
- •Слева - направо: depth 1, 10, 20, 100
- •Слева - направо: depth 1, 10, 20, 100
- •Слева - направо: depth 1, 10, 20, 100
- •Сцена 1. Молоко в стеклянном стакане
- •Сцена 2. Горящая цилиндрическая свеча
- •Сцена 3. Кубическая свеча
- •Часть 4. Упрощенная модель подповерхностного рассеяния sss Fast
- •Рассеянный задней поверхностью свет освещает переднюю поверхность
- •Материал miss_fast_simple_phen
- •Вверху — объект со стандартным материалом (Blinn), внизу — с материалом sss Fast Material
- •Вид интерфейса sss Fast Material по умолчанию в 3ds max Вид интерфейса sss Fast Material со всеми открытыми слотами свойств
- •Для шейдера bump использована растровая карта
- •Рассеяние без и с использованием ambient occlusion (нижнее изображение)
- •Применены растровые карты для bump, overall diffuse coloration и specular
- •Расчет освещения с final gathering, вверху — indirect off, внизу — indirect on
- •Шейдеры группы miss_fast
- •Диаграмма построения материала
- •Стандартный материал (phong) с картами для цвета, отражений и рельефа
- •Материал кожи со значениями по умолчанию
- •"The Final Battle". Автор: Max Kor
- •Создание собственных материалов sss Fast
- •Часть 5. Запекание текстур (render to texture)
- •Интерфейсы шейдеров mib_lightmap_write и mib_lightmap_sample
- •Пример достаточно удачных текстурных координат Неудачные текстурные координаты - множество швов и несвязанных координатных областей. Редактировать их будет довольно сложно
- •Blend - материал, запеченный scanline Запеченная текстура
- •Запеченная текстура
- •Копируем перетягиванием запекаемый материал в сэмплер поверхности
- •Рендер с текстурой, запеченной из blend-материала при помощи mental ray Запеченная текстура теперь выглядит правильно
- •Текстура с освещением
- •Интерфейс rtt
- •Секция параметров General Settings
- •Секция параметров Objects to Bake
- •Секция параметров Output
- •Секция Baked Material
- •Секция Automatic Unwrap Mapping
- •Сцена с caustic-эффектом, рассчитанным по фотонной карте
- •Настройки для запекания caustic фотонной карты
- •Запеченная фотонная карта
- •Рендер с запеченной в текстуру фотонной картой
- •Редактирование вершин Cage
- •Карта нормалей
- •Модель с Normal bump map
- •Высокополигонный источник и низкополигонный объект - цель
- •Часть 6.
- •Сетка модели Рендер сцены с источниками света
- •Две поверхности, на которых будет выращен мех
- •Модификатор Hair and Fur, секция Selection
- •Отображение в видовом окне сгенерированных модификатором волосков
- •Окно редактора Style Hair
- •Окно предварительного просмотра Style Hair
- •Секция параметров Frizz
- •Влияние параметров Frizz
- •Рендер в режиме mp Prim c Shadow map
- •Рендер в режиме mp Prim с ray trace тенями
- •"Лабораторная крыса"
Часть 4. Упрощенная модель подповерхностного рассеяния sss Fast
Физически корректная модель подповерхностного рассеяния, реализованная в mental ray шейдером/материалом SSS Physical (miss_physical), может оказаться неэффективной для решения ряда задач. Для корректного просчета SSS Physical требует, чтобы рассеивающий объем был замкнутым, имел ненулевую толщину и состоял из одного слоя. Расчет рассеяния в тонких слоях может вызывать определенные трудности. Если к тому же вспомнить, что для эффективного расчета рассеяния предпочтительно иметь выделенный узконаправленный источник света, становится понятно, что SSS Physical мало подходит для расчета рассеяния в таких объектах, как кожа человека, листья деревьев и тому подобных "тонких" протяженных материалах.
Для расчета подобных объектов в mental ray предусмотрен специальный набор шейдеров и материалов.
Шейдеры:
misss_fast_shader (SSS Fast Render Shader), скрыт по умолчанию (то есть, невидим в редакторе материалов);
misss_skin_specular (SSS Specular Reflection for Skin), скрыт;
misss_lambert_gamma (SSS Lambert Gamma), скрыт;
misss_lightmap_write (SSS Lightmap Write), скрыт;
misss_call_shader (SSS Passthrough Shader), скрыт.
Материалы:
miss_fast_simple_phen (SSS Fast Material);
miss_fast_skin_phen (SSS Fast Skin Material);
miss_fast_skin_phen_d (SSS Fast Skin Material+Displace).
В скобках приведены названия, как они появляются в редакторе материалов 3ds max.
Скрытые шейдеры можно открыть, отредактировав файл subsurface.mi — в разделе declare shader каждого шейдера необходимо найти "gui" и убрать "hidden".
Расчет подповерхностного рассеяния выполняется при помощи двух специальных типов карт — карты диффузного освещения lightmap и карты глубины depthmap. Lightmap содержит информацию об освещенности точек поверхности, depthmap – об их расстоянии до камеры (z-расстояние). Каждая из них представляет собой растровую карту в формате с плавающей запятой. Обе карты записываются в один файл, lightmap — в RGB каналы, depthmap — в альфа-канал. Поэтому, к формату файла предъявляется ряд требований. Он должен поддерживать хранение четырех каналов RGBA в 32-битном численном представлении данных в формате с плавающей запятой.
Пиксели, хранящие данные карт, выровнены по горизонтали парами. Первый пиксел пары содержит информацию о передней поверхности, второй — о задней. При явном указании файла для хранения карт освещенности, нужно указывать размер карт по горизонтали, вдвое превышающий размер рендера.
Для 3ds max карты можно сохранять в формате tif, а просматривать сохраненные карты при помощи утилиты inf_disp или другой программы просмотра, поддерживающей работу с 32-битными файлами.
Lightmap является камерозависимой картой. Это означает, что при построении lightmap для какого-либо объекта, его поверхность проектируется на двумерную плоскость в пространстве камеры. Та часть объекта, которая ближе к камере — это "передняя" поверхность, "задняя" поверхность — это следующая по удаленности от камеры поверхность объекта, обычно — обратная, задняя сторона.
Передняя поверхность преимущественно определяет визуальное представление подповерхностного рассеяния. Задняя поверхность помогает реализовать эмуляцию рассеяния в объеме — подсвечивает переднюю поверхность рассеянным светом. Сила проявления этого эффекта зависит от расстояния между передней и задней поверхностями и некоторых настроечных параметров материала.