Сцена с caustic-эффектом, рассчитанным по фотонной карте

Запекать нужно карту для плоскости, на которой лежит кольцо, поскольку каустика отражается на него. Выделяем плоскость и вызываем RTT. Выполняем следующие настройки параметров рендера в текстуры:

Настройки для запекания caustic фотонной карты

Для создания текстурных координат используется Automatic Unwrap с установками по умолчанию, поскольку плоскость довольно простой объект. В качестве элемента запекания выбрана LightingMap и включен расчет только непрямого освещения Indirect Light, поскольку запекается только фотонная карта. В качестве целевого слота выбран диффузный цвет нового материала (Diffuse Color).

Запеченная фотонная карта

Нужно отметить, что время расчета запекаемой текстуры гораздо больше времени рендера в камеру для получения сравнимого по качеству изображения. Это объясняется тем, что при запекании выполняется расчет для всех точек поверхностей объектов, а при рендере в камеру - только видимых точек. Разница во времени получается довольно существенная и зависит от типа запекаемого элемента.

После расчета карты, создан новый shell material, содержащий два материала. Первый материал предназначен для отображения каустики в видовом окне и для него просчитанная карта назначена в слот диффузного цвета. Второй материал предназначен для рендера и LigtingMap назначена в слот Self - Illumination, что позволяет использовать каустику независимо от диффузных свойств материала, благодаря чему их можно свободно менять, например, - назначать разные текстуры поверхности.

После небольшого редактирования текстурных координат получаем рендер с запеченной фотонной картой:

Рендер с запеченной в текстуру фотонной картой

Запекание фотонных карт глобального освещения выполняется аналогично, но может потребовать много времени для расчетов, особенно, если сцена велика по размеру. Запекание final gathering также вполне возможно, но время расчета рендера в текстуру будет намного больше времени рендера fg в камеру. Причина та же - при запекании нужно просчитывать fg для всех точек сцены. Ситуация усугубляется еще и тем, что для получения качества, сопоставимого с качеством рендера в камеру при запекании радиусы fg нужно уменьшать минимум в десять раз. Поэтому, запекание fg в текстуру является скорее задачей сетевого рендеринга. На одной рабочей станции выполнить расчет запекания fg за разумное время невозможно даже в простых случаях.

Создание и использование Normal bump map при помощи RTT и mental ray

Normal bump map относительно новая возможность 3ds max и представляет собой тип карты для получения детализации низкополигонных поверхностей по высокополигонным аналогам. Normal map является растровой картой, каждый пиксель которой своим положением и цветом кодирует положение и направление нормалей поверхности и высоту точек поверхности объекта относительно направления нормали.

Источником информация для Normal map является поверхность высокополигонного объекта, целью - поверхность низкополигонного объекта. Normal map эффективнее обычных bump map, поскольку содержит гораздо больше информации о положении и направлении нормалей, что и позволяет Normal map гораздо точнее имитировать детализацию низкополигонных поверхностей.

Изначально Normal map появилась как средство детализации низкополигонных поверхностей для игр. Однако возможности этих карт настолько хороши, что они стали еще одним полноценным дополнением в арсенале инструментов моделирования. Например, Normal map можно эффективно использовать при моделировании мелких деталей лиц компьютерных персонажей. Использование традиционной полигонной техники в этом случае затруднительно, поскольку требует слишком большого количества полигонов. Применение Normal map позволяет эффективно интегрировать Zbrush и 3ds max, особенно при моделировании лиц компьютерных персонажей. Основная модель, не обязательно низкополигонная, может быть смоделирована в 3ds max и затем экспортирована в Zbrush в формате .obj. Используя мощные возможности Zbrush, модель редактируется и обогащается мелкими деталями. Затем готовая модель экспортируется назад в 3ds max и используется как источник детализации поверхности основной модели при помощи создания Normal bump map.

Пример создания и использования Normal bump map. В 3ds max создана модель меча с текстурными координатами, количество полигонов модели около 17 тысяч.

Хотя модель является высокополигонной, их количества недостаточно для моделирования мелких узоров. Выполним экспорт модели в формате .obj, откроем ее в Zbrush, добавим деталей и экспортируем назад в 3ds max.

После обработки в Zbrush модель состоит из 141 тысячи полигонов и содержит множество мелких деталей. Создадим карту Normal bump map для исходной модели (цель) по этой высокополигонной модели (источник). Прежде всего, нужно совместить в пространстве и точно выровнять обе модели. Цель должна быть чуть меньше источника, так чтобы контур цели целиком находился внутри контура источника. Поэтому, при необходимости нужно отредактировать положение вершин поверхности цели.

Затем выделяем объект - цель и вызываем панель интерфейса RTT. Настраиваем RTT следующим образом:

Настройки:

• устанавливаем галочку в Projection Mapping > Enabled, тем самым разрешаем использование Projection Modifier

• отключаем Sub-Objects Level, оставляем только Object Level, поскольку Normal map создается для всего объекта целиком

• выбираем Use Existing Channel и номер канала текстурных координат объекта - цели. При создании текстурных координат нужно соблюдать обязательное условие - они не должны перекрывать друг друга

• в Output добавляем (кнопка Add) элемент Normal Map и в качестве целевого слота назначаем Bump либо Displacement

• размер карты 4096х4096 - чем больше разрешение карты, тем точнее передача деталей

• в группе Select Element Unique Settings выбираем Normal Bump и Height Map. Height Map выводится в альфа - канал изображения, поэтому нужно следить за тем, чтобы формат файла поддерживал 4 канала, например, это может быть .tga или .tif, но не .jpg. Эту карту можно использовать для displacement

• в секции Baked Material выбираем Output into Source, запекаемая Normal map будет помещена в слот Bump исходного материала

• возвращаемся к группе Projection mapping и нажимаем кнопку Pick. В появившемся диалоговом окне выбираем имя высокополигонного объекта - источника нормалей. В результате объекту - цели будет назначен projection modifier, который добавляется в стек объекта, а вокруг объекта появится Cage - контейнер, охватывающий поверхность объекта - источника

При создании Normal map Cage играет ключевую роль. Он предназначен для проектирования полигонных нормалей объекта - источника на поверхность объекта - цели. Поэтому, от точности его настройки зависит качество и точность Normal map. Для редактирования Cage нужно в стеке цели выбрать модификатор Projection, развернуть его подобъекты и выбрать Cage.

Cage рассчитывается по геометрии объекта - цели и состоит из полигонов и вершин, количество которых зависит от геометрии цели - чем больше полигонов у поверхности цели, тем больше полигонов у Cage и точнее может быть выполнено проектирование нормалей. Назначение модификатора Projection автоматически генерирует вокруг объекта - цели Cage, который почти всегда требует ручного редактирования.

Для этого в параметрах нужно выставить галочку у Display > Shaded, это позволит отображать в видовом окне Cage как полупрозрачную поверхность, что облегчает ее редактирование. Далее нажимаем Reset для того чтобы отменить автоматические настройки охвата модели, Cage плотно охватит поверхность цели. Используем регулятор Push > Amount для придания новой формы и величины смещения поверхности Cage относительно поверхности источника. Основная задача - как можно более точно воспроизвести формой Cage форму высокополигонного источника, при этом источник должен полностью попасть внутрь Cage, пересечения недопустимы. Если пересечения все же есть, то перейдя в режим редактирования вершин Cage, перемещаем их в местах пересечения участков поверхности источника и Cage.