Создание эффекта реалистичного отражения света прожектора


Оглавление (нажмите, чтобы открыть):

Добавление эффектов освещения

Применение фильтра «Эффекты освещения»

Фильтр «Эффекты освещения» позволяет создавать в RGB-изображениях различные эффекты освещения. Предусмотрена также возможность применять для создания объемных эффектов текстуры, полученные из файлов изображений в градациях серого (они называются карты рельефа), а также сохранять собственные стили для использования в других изображениях.

Фильтр Эффекты освещения в Photoshop CC работает только на 8-битных RGB-изображениях. Для использования эффектов освещения у вас должна быть поддерживаемая видеокарта.

В меню «Наборы» в верхнем левом углу выберите стиль.

В окне просмотра выберите отдельные источники света, которые необходимо настроить. Затем на верхней половине панели свойств выполните одно из следующих действий.

  • В верхнем меню выберите тип источника (направленный, бесконечный или точечный).
  • Настройте цвет, интенсивность и размер центра освещенности.

Чтобы продублировать источник света, перетащите его в пределах окна просмотра, удерживая нажатой клавишу «Alt» (Windows) или «Option» (Mac OS).

На нижней половине панели свойств настройте весь набор источников света с помощью следующих параметров:

Щелкните, чтобы придать оттенок всему освещению.

Управляет сведениями о светлых и темных участках.

Определяет, сколько поверхностей отражают свет.

Определяет, какой цвет в большей степени присутствует в отраженном свете: цвет падающего света или цвет объекта, на который он падает.

Рассеивает свет, как если бы он смешивался с другим (солнечным или флуоресцентным) светом в помещении. Чтобы использовать только источник освещения, выберите значение 100, а чтобы его удалить, выберите значение –100.

Советы экспертов: руководства по эффектам освещения

Также см. обзорное видео Эффекты освещения в , подготовленное Мэттом Клосковски (Matt Kloskowski).

Типы эффектов освещения

Предусмотрена возможность выбора из нескольких типов источников освещения.

Освещение во всех направлениях непосредственно над изображением, как лампочка.

Освещение всей плоскости, как солнце.

Излучает пучок света эллиптической формы. Линия в окне просмотра определяет направление и угол света, а рукояти — края эллипса.

Настройка точечного света в окне просмотра

В верхнем меню панели свойств выберите пункт «Точечный».

В окне просмотра настройте источник света.

  • Чтобы переместить источник света, перетащите его в любое место холста.
  • Чтобы изменить распространение света (отражающее приближение или удаление источника света), перетащите белый раздел кольца интенсивности в центре.

При значении интенсивности, равном 100, достигается самая яркая освещенность, нормальная освещенность составляет около 50, при отрицательных значениях интенсивности источник света отдаляется, а при значении –100 освещенность отсутствует.

Настройка бесконечного света в окне просмотра

В верхнем меню панели свойств выберите пункт «Бесконечный».

  • Чтобы изменить направление, перетаскивайте маркер, находящийся в конце линии.
  • Чтобы изменить яркость, перетащите белый раздел кольца интенсивности в центре элементов управления светом.

Настройка направленного света в окне просмотра


В верхней части панели свойств выберите «Направленный».

В окне просмотра настройте источник света.

  • Чтобы переместить источник света, выполните перетаскивание в пределах внешнего эллипса.
  • Чтобы повернуть источник света, выполните перетаскивание за пределами внешнего эллипса.
  • Чтобы изменить угол центра освещенности, перетащите край внутреннего эллипса.
  • Чтобы растянуть или сжать эллипс, перетащите один из четырех внешних маркеров.
  • Чтобы изменить область эллипса, заполненную светом, перетащите белый раздел кольца интенсивности в центре.

Наборы эффектов освещения

Меню «Наборы» в рабочей среде «Эффекты освещения» позволяет выбрать один из 17 стилей освещения. Предусмотрена также возможность создать собственные наборы, задав дополнительные источники света в параметре «По умолчанию». Фильтр «Эффекты освещения» требует применения по крайней мере одного источника освещения. В один момент времени допускается редактирование характеристик только одного источника освещения, но для создания эффекта используются и все дополнительно введенные.

Прожектор на 2 часа

Желтый прожектор со средней (17) интенсивностью и широкой (91) фокусировкой.

Синяя верхняя лампа с полной (85) интенсивностью и без фокусировки.

Четыре прожектора. Белый имеет полную (100) интенсивность и концентрированную (8) фокусировку. Желтый имеет сильную интенсивность (88) и концентрированную (3) фокусировку. Красный имеет среднюю (50) интенсивность и концентрированную (0) фокусировку. Синий имеет полную (100) интенсивность и среднюю (25) фокусировку.

Белый прожектор со средней (35) интенсивностью и широкой (69) фокусировкой.

Два белых прожектора со средней (35) интенсивностью и широкой (100) фокусировкой.

Белый прожектор средней интенсивности (35) с широкой фокусировкой (69).

Пять прожекторов вниз/Пять прожекторов вверх

Пять прожекторов, направленных вниз или вверх, с полной (100) интенсивностью и широкой (60) фокусировкой.

Желтая лампочка со средней (46) интенсивностью.

Белый прожектор со средней (35) интенсивностью и широкой (69) фокусировкой.

Направленный синий дневной свет с полной (98) интенсивностью и без фокусировки.

Источники света RGB

Красный, синий и зеленый источники света, которые излучают свет со средней (60) интенсивностью и широкой (96) фокусировкой.

Мягкий направленный свет

Два направленных источника света, белый и синий, без фокусировки. Белый источник света имеет слабую (20) интенсивность. Синий источник света имеет среднюю (67) интенсивность.

Мягкая лампочка со средней (50) интенсивностью.

Белый прожектор с полной (98) интенсивностью и широкой (100) фокусировкой.

Три белых прожектора со слабой (35) интенсивностью и широкой (96) фокусировкой.

Три прожектора с небольшой (35) интенсивностью и широкой (100) фокусировкой.

Добавление или удаление источника света

В рабочей среде «Эффекты освещения» выполните одно из следующих действий.


  • В верхнем левом углу нажмите значки источников света, чтобы добавить точечный, направленный и бесконечный источники света. В случае необходимости повторите эту операцию (допускается не более 16 источников света).
  • На панели «Свет» (по умолчанию находится в нижнем правом углу), перетащите источник света на значок корзины, чтобы удалить его.

Создание, сохранение или удаление набора «Эффекты освещения»

В диалоговом окне «Эффекты освещения» выполните одно из следующих действий.

  • Чтобы создать набор, выберите пункт «Заказной» в меню «Набор» и нажмите значки источников света, чтобы добавить точечный, направленный и бесконечный источники света. В случае необходимости повторите эту операцию (допускается не более 16 источников света).
  • Чтобы сохранить набор, нажмите «Сохранить», присвойте стилю имя, а затем нажмите кнопку «ОК». Сохраненные наборы включают все значения параметров для каждого источника света и отображаются в меню «Набор» каждый раз, когда открывается изображение.
  • Чтобы удалить набор, выберите его, а затем нажмите кнопку «Удалить».

Применение текстурного канала

В рабочей среде «Эффекты освещения» канал «Текстура» позволяет управлять эффектами освещения с помощью изображений в градациях серого (называемых «картами рельефа»). Карты рельефа добавляются к изображению как альфы-каналы. Предусмотрена возможность добавить к изображению в качестве альфа-канала любое изображение в градациях серого или создать новый альфа-канал и добавить к нему текстуру. Для создания эффекта тиснения текста используйте канал с белым текстом на черном фоне (или наоборот).

  • Чтобы использовать текстуру на основе другого изображения (например, ткани или воды), преобразуйте это изображение в градации серого, затем перетащите канал в градациях серого из другого изображения в текущее.
  • Перетащите существующий альфа-канал из другого изображения в текущее.
  • Создайте альфа-канал в обрабатываемом изображении, а затем добавьте к нему текстуру.

В рабочей среде «Эффекты освещения» выберите канал в меню «Текстура» диалогового окна «Свойства». (Выберите добавленный альфа-канал либо красный, зеленый или синий канал изображения.)

Эффект прожектора

Случалось ли такое, что опаздывая на пару или какое-то другое многолюдное собрание, вы заходили в аудиторию, и чувствовали себя неловко, ведь казалось, что почти все присутствующие смотрят именно на вас? Если да, то вы, как и многие другие люди, подвергались влиянию эффекта прожетора.

Эффект прожектора – это распространенное психологическое явление, определяемое как склонность человека переоценивать степень, в которой другие замечают, запоминают или оценивают его внешность и поведение. Другими словами, это убеждение человека, что социальное внимание пристально обращено именно на него, как некий прожектор, высвечивающий его из окружающего мира.

Проявляется, например, когда человек отказывается от похода в кино в одиночку только из-за страха, что другие могут обратить внимание на это, и сделать вывод, что у него мало друзей. Или когда он ежедневно проводит много времени перед зеркалом, чтобы убедиться, что выглядит идеально.

Какое влияние оказывает эффект прожектора?

При социальном взаимодействии мы все время от времени бываем чем-то смущены. Но на людей с повышенной тревожностью влияние эффекта прожектора может быть гораздо сильнее. До такой степени, что оказывает воздействие на их работоспособность или чувство собственного комфорта среди других.

К примеру, проспав будильник, и придя на работу с взъерошенными волосами, у вас может возникнуть ощущение, что все коллеги обратили на это свое внимание – кто с улыбкой, кто с осуждением. Что в свою очередь приведет к дискомфорту и желанию избежать повышенного интереса. Это характерно многим, особенно тем, кто подвержен социальной тревоге, чрезмерно сосредоточен на себе самом, своих действиях, внешности, и считает, что окружающие так же подвержены подобному.

Осознание наличия эффекта прожектора помогает уменьшить беспокойство или смущение в социальных ситуациях. Когда приходит понимание, что никто не обращает на вас внимания в той мере, которую вы себе представляете, вы перестаете излишне беспокоиться.

Тем не менее, людям с повышенной социальной тревожностью намного сложнее признать этот факт и преодолеть беспокойство, связанное с эффектом прожектора. Социальная тревога – это нечто большее, чем просто нервозность. Она отражает различия в активности мозга и реакции на окружающую среду. При ней вы можете знать, что ваши чувства иррациональны, но не можете изменить то, как себя ощущаете.

Что вызывает эффект прожектора?

Эгоцентризм. Это термин, обозначающий сосредоточение на себе и преувеличенное возвышение значимости собственной личности. Эгоцентричный человек стремится быть центром внимания и живет с ощущением, что взоры всех обращены исключительно на него. Психологи подчеркивают, что эгоцентризм связан с верой в то, что собственные интересы, мнение, внешность или эмоции важнее, чем то же самое у других. Подобный человек всегда в поиске восхищения и внимания. Когда он фокусирует все свое внимание на себе, очевидным результатом является разъединение с остальным миром, отсутствие приверженности и интереса к окружающим.

Эгоцентризм может так же приводить и к определенной форме изоляции. Так как сосредоточение исключительно на собственных потребностях снижает шансы на развитие потенциальных дружеских отношений. Во множестве случаев эгоцентричные люди характеризуются как самовлюбленные личности, которые редко сочувствуют переживаниям окружающих.


Эгоцентричные люди часто проявляют гиперчувствительность к мнению общества. Хотя они могут и не выражать это напрямую, однако склонны чувствовать себя оскорбленными любой сторонней критикой. Для них окружающие не имеют достаточных полномочий для высказывания собственного мнения, а критика, вероятнее всего, связана с чувством зависти. Таким образом, у эгоцентричного человека возникает склонность к чрезмерному сомнению в намерениях людей и переоценке внимания, которое он получает, совершая публичные ошибки.

Эффект ложного консенсуса. Эффект ложного консенсуса – это склонность проецировать свой способ мышления на других – мы часто неверно оцениваем степень согласия окружающих с нашими представлениями о чем бы то ни было. В результате возникает некая предвзятость. Например, общительные люди склонны думать, что другие всегда не прочь поболтать, хотя это и не так. Как итог, мы не просто ошибаемся, а вырабатываем неверное мироощущение, считая себя превосходными «интуитивными психологами», которые знают, что другие думают, как они себя чувствуют и т.п.

Таким образом, если человек имеет низкую самооценку, то полагает, что общество будет подвергать критике каждое его недоскональное действие.

Социальная тревога. Публичные действия или взаимодействие с группами людей при повышенном социальном беспокойстве вызывают страх, неуверенность, беспокойство и напряжение. От подобных страхов до избегания контактов с людьми всего лишь шаг. Никто не любит, когда его судят, критикуют или когда он попадает в неприятные ситуации. Однако некоторые люди так боятся получить негативные оценки окружающих, что это вырастает в нечто большее и приводит к паническим атакам и паранойе.

Беспокойство – это изнурительное эмоциональное состояние, как для ума, так и для тела, ведь удерживает человека в постоянном напряжении и состоянии стресса. Поэтому одной из главных целей психотерапии является обучение людей способам релаксации через дыхательные процедуры, расслабление мышц и саморазвитие.

Как преодолеть эффект прожектора: несколько советов

  • Занимайтесь спортом. Превосходная техника управления стрессом, которая снимает симптомы эффекта прожектора. Во время физических упражнений вырабатываются эндорфины, которые улучшают настроение.
  • Старайтесь думать положительно. Замените отрицательные мысли положительными. Возможно, вы уже слышали этот совет и не раз, но это на самом деле простая, но очень эффективная техника для борьбы с беспокойством. Не живите с впечатлением, что люди замечают каждое ваше движение или ошибку. Они чаще думают о себе и не обращают пристального внимания на других. А даже если что-то и заметят, то, более вероятно, будут достаточно осторожны в высказывании критики.
  • Не беспокойтесь о том, что о вас думают. Это очень полезно для людей, которые хотят преодолеть социальную тревогу. Вам не нужно одобрение других, чтобы сделать свою жизнь лучше. Рассмотрите ошибки и сделайте из них выводы.
  • Используйте ошибки для роста. Даже если все не получится так, как вы планировали, не позволяйте стрессу влиять на ваше поведение. Помните, что препятствия и ошибки помогают нам расти.
  • Развивайте уверенность в себе. Вне зависимости от оценок других, научитесь принимать собственные недостатки. И заставьте их работать в вашу пользу.

Беспокойство – это изнурительное эмоциональное состояние, как для ума, так и для тела, удерживающее человека в постоянном напряжении и состоянии стресса. Учитесь с ним справляться, концентрируйтесь не только на мнении других, но и на своем собственном, развивайте самодостаточность и не переживайте по пустякам – прожектор если и выхватывает вас, то необязательно в его лучах вы выглядите плохо.

5 эффективных модификаторов света

Для фотографа, который хочет иметь возможность создавать идеальные условия освещения, различные модификаторы света – жизненно важные инструменты. Для освещения и работы со светом есть много вариантов, способных создать интересный результат. Критически необходимо знать о характеристиках каждого, чтобы принимать взвешенные решения. Вне зависимости от источника света, который вы обычно используете во время съемки (дневной свет, лампы постоянного освещения или вспышка), модификаторы могут помочь значительно усовершенствовать работу.

Следующие 5 модификаторов надежны и просты в использовании, но при этом, если овладеть мастерством контролируемого освещения, они могут принести потрясающие результаты.

1. Зонт

Зонт – дешевый и многофункциональный модификатор, способный превратить резкий направленный свет в мягкий отраженный. Пользоваться им могут даже новички, ведь с его помощью создается рассеянный свет, который пригоден для большинства ситуаций.

Есть несколько типов зонтов. Больше всего распространены серебряные и золотые отражающие зонты, поскольку они используются при съемке больших групп людей. Серебряный зонт обеспечивает холодный свет, а золотой создает приятный теплый оттенок, который помогает подчеркнуть тон кожи модели. Однако, в отличие от белого отражающего зонта, серебряный и золотой зонты делают свет жестче. Белый зонт создает очень мягкий свет с меньшим разбросом и контрастностью. Это может оказаться полезным, если вы хотите добиться легкого и воздушного эффекта при съемке портретов.

Зонт на просвет – еще один популярный вариант, поскольку позволяет очень равномерно рассеивать свет. Главное применение зонта на просвет – увеличить размер источника света, сделать его более мягким и подчеркнуть черты субъекта.

Другая важная вещь, которую нужно учитывать при выборе идеального зонта – форма. Более глубокий зонт создаст плотный луч света с самым ярким пятном в центре. Мелкий же делает луч более рассеянным с размытыми краями.

2. Софтбокс

Софтбоксы наравне с зонтами призваны сделать источник света больше и рассеяннее. Стороны и задняя часть софтбокса имеют отражающую поверхность (чаще всего они покрыты алюминиевой фольгой), выступающую в роли рефлектора. Есть два разных способа использования софтбокса – вместе со вспышкой или источником постоянного света, например, флуоресцентной, галогеновой или вольфрамовой лампой. Софтбоксы построены по простому принципу – чем больше бокс, тем более мягкий свет и наоборот. Однако, выбираете вы большой или маленький, зона покрытия будет примерно такой же.

Стоит упомянуть, что софтбоксы также имеют разную форму. В дополнение к традиционным квадратным моделям, которые есть в каждой студии, существуют также вытянутые вертикальные или восьмиугольные. Последние высоко ценятся профессиональными портретными фотографами, поскольку при съемке с их помощью на зрачках модели появляется круглый блик, напоминающее естественный блик солнца.

3. Портретная тарелка

Портретный рефлектор представляет собой простой мелкий диск, который крепится к источнику света. Он состоит из отражателя, покрывающего головку вспышки, и направляет большую часть света прямо на модель.

Портретные тарелки стали особенно популярными в сфере модельной фотографии. Они идеально подходят для портретов на уровне головы и плеч, при съемке которых подчеркивается макияж и прическа. Свет, получаемый в результате не такой мягкий, как при использовании софтбокса, поскольку основная задача здесь – подчеркнуть черты лица модели. Портретные рефлекторы также известны тем, что создают очень характерный блик в глазах.

Единственное, о чем нельзя забывать при работе с портретной тарелкой – то, как она влияет на тени. Поскольку тени становятся более резкими, фотограф должен грамотно выбирать угол, под которым свет падает на субъект.

4. Сетка

Сетка – распространенный и недорогой аксессуар для студийной съемки, позволяющий сохранить свет сфокусированным в определенном направлении и создать драматичный эффект прожектора. С её помощью можно получить потрясающий портрет, поскольку она освещает субъект с полной мощью источника света, а фон при этом остается затемненным. Еще одно преимущество сеток – они обычно совместимы со многими другими модификаторами, например, портретными тарелками и софтбоксами. Их также часто используют с лампами подсветки, чтобы предотвратить блики.

Самый часто встречающийся тип – сотовые сетки разного размера. Размер напрямую влияет на плотность луча. Поскольку сотовые модификаторы используются для очень кропотливой работы, нужно много экспериментировать, чтобы найти идеальное положение.

5. Фильтр-гель

Этот вид, пожалуй, самый интересный из всех! Гелевый фильтр может помочь скорректировать баланс белого или пойти в обратном направлении, добавив сюрреалистичных ярких цветов. Когда дело доходит до гель-фильтров, можно найти сотни разных видов и расцветок.

Например, CTO (Color Temperature Orange) гель создан для балансирования ситуаций со смешанным освещением. Он может сделать свет вспышки теплее и превратить её в обычную лампочку. Есть более специфические гели, которые нейтрализуют оттенки люминесцентных ламп, а также те, что просто придают происходящему определенный оттенок. Последние наиболее креативные – вместо того, чтобы уравнивать свет, они делают его драматичным.

Гели отлично сочетаются с другими модификаторами. Например, можно использовать гель в сочетании с сеткой. Благодаря этому вы получите определенный цвет в нужном участке без лишних оттенков по всему кадру.

Снимок: Mixer1 on FreeImages

Модификаторы света определенно могут сделать фотографии интереснее и драматичнее. Не всеми из них легко пользоваться, но это может стать отличным способом узнать больше о портретной съемке, чтобы научиться полностью контролировать источники света. Модификаторы очень гибки в использовании и могут применяться как в студии, так и на улице, а это еще одна причина задуматься о том, чтобы ими овладеть.

Модели отражения света

Читайте также:

  1. I. ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВУЮЩЕЙ МОДЕЛИ “СКОРОЙ ПОМОЩИ”. “СТАРАЯ” И НОВАЯ ДОКТРИНА СМП
  2. Билет 45. Комбинационное рассеяние света
  3. Более сложные модели освещения
  4. В 10. Нахождение параметров уравнения многофакторной корреляционно-регрессионной модели.
  5. В 5. Показатели тесноты связей линейной корреляционно-регрессионной модели.
  6. В 6. Анализ достоверности парной линейной корреляционно-регрессионной модели.
  7. В кейнсианской модели
  8. В.3. Понятие экспертного метода, метода структуризации целей, метода организационного моделирования, метода аналогий.
  9. Виды и модели коммуникаций.
  10. Волновая оптика. Интерференция света. Дифракция света.
  11. Вопрос 2. Этапы построения модели антикризисного управления
  12. Вопрос. Модели и методы подготовки управленческих решений.
Мастер Йода рекомендует:  Обработка ошибок в ASP.NET приложении.


ЗАКРАШИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Рассмотрим методы, которые позволяют получить более-менее реалистичные изображения для объектов, моделируемых многогранниками и полигональными сетками.

Рассмотрим, как можно определить цвет пикселов изображения поверхности согласно интенсивности отраженного света при учете взаимного расположения поверхности, источника света и наблюдателя.

1. Зеркальное отражение света. Угол между нормалью и падающим лучом (θ) равен углу между нормалью и отраженным лучом. Падающий луч, отраженный луч и нормаль располагаются в одной плоскости (рис.1).

Рис.1. Зеркальное отражение света

Поверхность считается идеальной зеркальной, если на ней отсутствуют какие-либо неровности, шероховатости. Собственный цвет у такой поверхности не наблюдается. Световая энергия падающего луча отражается только по линии отраженного луча. Какое-либо рассеяние в стороны от этой линии отсутствует. В природе, вероятно, нет идеально гладких поверхностей, поэтому полагают, что если глубина шероховатостей существенно меньше длины волны излучения, то рассеивания не наблюдается. Для видимого спектра можно принять, что глубина шероховатостей поверхности зеркала должна быть существенно меньше 0,5 мкм.

Если поверхность зеркала отполирована не идеально, то наблюдается зависимость интенсивности отраженного света от длины волны – чем больше длина волны, тем лучше отражение. Например, красные лучи отражаются сильнее, чем синие.

При наличии шероховатостей имеется зависимость интенсивности отраженного света от угла падения. Отражение света максимально для углов θ, близких к 90°.

Падающий луч, попадая на слегка шероховатую поверхность реального зеркала, порождает не один отраженный луч, а несколько лучей, рассеиваемых по различным направлениям. Зона рассеивания зависит от качества полировки и может быть описана некоторым законом распределения. Как правило, форма зоны рассеивания симметрична относительно линии идеального зеркально отраженного луча. К числу простейших, но достаточно часто используемых, относится эмпирическая модель распределения Фонга, согласно которой интенсивность зеркально отраженного излучения пропорциональна (cosα) p , где α – угол отклонения от линии идеально отраженного луча. Показатель p находится в диапазоне от 1 до 200 и зависит от качества полировки.

Запишем это таким образом:

Где I – интенсивность излучения источника, Ks – коэффициент пропорциональности.

2. Диффузное отражение. Этот вид отражения присущ матовым поверхностям. Матовой можно считать такую поверхность, размер шероховатостей которой уже настолько велик, что падающий луч рассеивается равномерно во все стороны. Такой тип отражения характерен, например, для гипса, песка, бумаги. Диффузное отражение описывается законом Ламберта, согласно которому интенсивность отраженного света пропорциональна косинусу угла между направлением на точечный источник света и нормалью к поверхности (рис.2).

Где I – интенсивность источника света, Kd – коэффициент, который учитывает свойства материала поверхности. Значение Kd находится в диапазоне от 0 до 1. Интенсивность отраженного света не зависит от расположения наблюдателя.

Рис.2 Матовая поверхность

Матовая поверхность имеет свой цвет. Наблюдаемый цвет матовой поверхности определяется комбинацией собственного цвета поверхности и цвета излучения источника света.

При создании реалистичных изображений следует учитывать то, что в природе, вероятно, не существует идеально зеркальных или полностью матовых поверхностей. При изображении объектов средствами компьютерной графики обычно моделируют сочетание зеркальности и диффузного рассеивания в пропорции, характерной для конкретного материала. В этом случае модель отражения записывают в виде суммы диффузного и зеркального компонентов:

где константы Ks, Kd определяют отражательные свойства материала.

Согласно этой формуле интенсивность отраженного света равна нулю для некоторых углов α и θ. Однако в реальных сценах обычно нет полностью затемненных объектов: следует учитывать фоновую подсветку, освещение рассеянным светом, отраженным от других объектов. В таком случае интенсивность может быть эмпирически выражена следующей формулой:

где Ia – интенсивность рассеянного света, Ka – константа.

Можно еще усовершенствовать модель отражения, если учесть то, что энергия от точечного источника света уменьшается пропорционально квадрату расстояния. Использование такого правила вызывает сложности, поэтому на практике часто реализуют модель, выражаемую эмпирической формулой:

где R – расстояние от центра проекции до поверхности, k – константа.

Как определить цвет закрашивания точек объектов в соответствии с данной моделью? Наиболее просто выполняется расчет в градациях серого цвета (например, для белого источника света и серых объектов). В данном случае интенсивность отраженного света соответствует яркости. Сложнее обстоит дело с цветными источниками света, освещающими цветные поверхности. Например, для модели RGB составляются три формулы расчета интенсивности отраженного света для различных цветовых компонентов. Коэффициенты Ka, Kd различны для разных компонентов – они выражают собственный цвет поверхности. Поскольку цвет отраженного зеркального луча равен цвету источника, то коэффициент Ks будет одинаковым для всех компонентов цветовой модели. Цвет источника света выражается значениями интенсивности I для соответствующих цветовых компонентов.

| следующая лекция ==>
Актуальное членение предложений | Метод Гуро

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 2954 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Добавление эффектов освещения

Применение фильтра «Эффекты освещения»

Фильтр «Эффекты освещения» позволяет создавать в RGB-изображениях различные эффекты освещения. Предусмотрена также возможность применять для создания объемных эффектов текстуры, полученные из файлов изображений в градациях серого (они называются ), а также сохранять собственные стили для использования в других изображениях.

  1. Выберите пункт «Фильтр» > «Рендеринг» > «Эффекты освещения».
  2. В параметре «Стиль» выберите необходимый стиль.
  3. В параметре «Источник» выберите тип источника света. Если используется несколько источников света, любой из них можно включить и выключить, устанавливая и снимая отметку с элементов «Вкл».
  4. Чтобы изменить цвет источника света, щелкните палитру цветов в области «Источник» диалогового окна.

Открывается палитра цветов, выбранная в разделе «Общие» диалога «Установки».

Чтобы задать свойства света, соответствующим ползунком отрегулируйте следующие параметры: Глянец Определяет, насколько интенсивно поверхность отражает свет (аналогично сортам фотобумаги) – от матовой (низкая отражательная способность) до глянцевой (высокая отражательная способность). Материал Определяет, какой цвет в большей степени присутствует в отраженном свете: цвет падающего света или цвет объекта, на который он падает. Значение «Пластик» указывает, что в отраженном свете должен присутствовать цвет падающего света, а значение «Металл» говорит о том, что в отраженном свете должен быть представлен цвет объекта. Экспозиция Увеличивает (положительные значения) или уменьшает (отрицательные значения) интенсивность света. При значении 0 интенсивность света остается неизменной. Среда Рассеивает свет, как если бы он смешивался с другим (солнечным или флуоресцентным) светом в помещении. Чтобы использовать только источник освещения, выберите значение 100, а чтобы его удалить, выберите значение –100. Чтобы изменить цвет окружающего света, щелкните поле цвета и выберите цвет из палитры.

Типы эффектов освещения

Предусмотрена возможность выбора из нескольких типов источников освещения.

Лампочка Излучает свет во всех направлениях из точки, находящейся непосредственно над изображением, по аналогии с тем, как светит лампочка над листом бумаги. Дневной свет Излучает свет издалека (как солнце), поэтому угол падения света не изменяется. Прожектор Излучает пучок света эллиптической формы. Линия в окне просмотра определяет направление и угол света, а рукояти — края эллипса.


Настройка света «Лампочка»

  1. Выберите пункт «Фильтр» > «Рендеринг» > «Эффекты освещения».
  2. В параметре «Источник» выберите «Лампочка».
  3. Настройте свет.
    • Чтобы переместить источник света, перетащите кружок в центре.
    • Чтобы изменить размер источника света (по аналогии с приближением и удалением источника света), перетащите одну из рукоятей, определяющих края эффекта.

Настройка дневного света в окне просмотра

  1. Выберите пункт «Фильтр» > «Рендеринг» > «Эффекты освещения».
  2. В параметре «Источник» выберите «Дневной свет».
  3. Настройте свет.
    • Чтобы переместить источник света, перетащите кружок в центре.
    • Чтобы изменить направление освещения, перетаскивайте рукоятку в конце линии и задайте требуемый угол падения света. Чтобы оставить высоту источника света (длину линии) неизменной, удерживайте нажатой клавишу «Ctrl» (Windows) или «Command» (Mac OS).
    • Чтобы изменить высоту источника света, перетаскивайте рукоятку, находящуюся в конце линии. При уменьшении длины линии свет становится более ярким, а при увеличении — менее интенсивным. Если линия очень коротка, излучается чистый белый свет, а если линия имеет очень большую длину, свет исчезает. Чтобы угол оставался постоянным и только изменялась высота источника света (длина линии), при перетаскивании удерживайте нажатой клавишу «Shift».

Настройка света прожектора в окне просмотра

  1. Выберите пункт «Фильтр» > «Рендеринг» > «Эффекты освещения».
  2. В параметре «Источник» выберите «Прожектор».
  3. Настройте свет.
    • Чтобы переместить источник света, перетащите кружок в центре.
    • Чтобы увеличить угол падения света, перетащите рукоятку так, чтобы сделать линию короче. Для уменьшения угла падения света перетащите рукоятку так, чтобы сделать линию длиннее.
    • Чтобы растянуть эллипс или повернуть источник света, перетащите за одну из рукояток. Чтобы угол оставался постоянным и изменялся только размер эллипса, при перетаскивании удерживайте нажатой клавишу «Shift». Чтобы размер оставался постоянным и изменялся только угол или направление луча прожектора, при перетаскивании удерживайте нажатой клавишу «Ctrl» (Windows) или «Command» (Mac OS).
    • Чтобы установить фокусировку света (или интенсивность света прожектора) и отрегулировать степень заполнения эллипса светом, перемещайте ползунок «Интенсивность»: при полной интенсивности (значение 100) свет становится самым ярким, при значении интенсивности около 50 освещенность считается нормальной, при отрицательной интенсивности свет тускнеет, при интенсивности –100 свет полностью исчезает. Для контроля над тем, какая часть эллипса заполняется светом, предназначен ползунок «Фокус».

Стили «Эффекты освещения»

Меню «Стиль» в диалоговом окне «Эффекты освещения» позволяет выбрать один из 17 стилей освещения. Предусмотрена также возможность создать собственный стиль освещения, задав дополнительные источники света в параметре «По умолчанию». Фильтр «Эффекты освещения» требует применения по крайней мере одного источника освещения. В один момент времени допускается редактирование характеристик только одного источника освещения, но для создания эффекта используются и все дополнительно введенные.

Прожектор на 2 часа Желтый прожектор со средней (17) интенсивностью и широкой (91) фокусировкой. Синяя лампочка Синяя верхняя лампа с полной (85) интенсивностью и без фокусировки. Круг света Четыре прожектора. Белый имеет полную (100) интенсивность и концентрированную (8) фокусировку. Желтый имеет сильную интенсивность (88) и концентрированную (3) фокусировку. Красный имеет среднюю (50) интенсивность и концентрированную (0) фокусировку. Синий имеет полную (100) интенсивность и среднюю (25) фокусировку. Перекрестие Белый прожектор со средней (35) интенсивностью и широкой (69) фокусировкой. Перекрестие вниз Два белых прожектора со средней (35) интенсивностью и широкой (100) фокусировкой. По умолчанию Белый прожектор средней интенсивности (35) с широкой фокусировкой (69). Five Lights Down/Five Lights Up Пять прожекторов, направленных вниз или вверх, с полной (100) интенсивностью и широкой (60) фокусировкой. Фонарик Желтая лампочка со средней (46) интенсивностью. Заливающий свет Белый прожектор со средней (35) интенсивностью и широкой (69) фокусировкой. Параллельно направленный Направленный синий дневной свет с полной (98) интенсивностью и без фокусировки. Источники света RGB Красный, синий и зеленый источники света, которые излучают свет со средней (60) интенсивностью и широкой (96) фокусировкой. Мягкий направленный свет Два направленных источника света, белый и синий, без фокусировки. Белый источник света имеет слабую (20) интенсивность. Синий источник света имеет среднюю (67) интенсивность. Мягкая лампочка Мягкая лампочка со средней (50) интенсивностью. Мягкий прожектор Белый прожектор с полной (98) интенсивностью и широкой (100) фокусировкой. Три вниз Три белых прожектора со слабой (35) интенсивностью и широкой (96) фокусировкой. Тройной прожектор Три прожектора с небольшой (35) интенсивностью и широкой (100) фокусировкой.

Добавление или удаление источника света

Чтобы добавить источник света, перетащите в область просмотра значок источника света, находящийся в нижней части диалогового окна. В случае необходимости повторите эту операцию (допускается не более 16 источников света).

Чтобы удалить источник света, перетащите источник света за его кружок в центре на значок «Удалить», находящийся в нижней правой части окна просмотра.

Создание, сохранение или удаление стиля «Эффекты освещения»

Чтобы создать стиль, в параметре «Стиль» выберите «По умолчанию» и перетащите в область просмотра значок лампочки, находящийся в нижней части диалогового окна. В случае необходимости повторите эту операцию (допускается не более 16 источников света).

Чтобы сохранить стиль, нажмите «Сохранить», присвойте стилю имя, а затем нажмите кнопку «ОК». Сохраненные стили включают все значения параметров для каждого источника света и отображаются в меню «Стиль» каждый раз, когда открывается изображение.

Чтобы удалить стиль, выделите его, а затем нажмите «Удалить».

Использование элемента «Текстурный канал» в диалоговом окне «Эффекты освещения»

Параметр «Текстурный канал» в диалоговом окне «Эффекты освещения» позволяет управлять эффектами освещения с использованием изображений в градациях серого (они называются ), которые добавляются к изображению в качестве альфа-каналов. Предусмотрена возможность добавить к изображению в качестве альфа-канала любое изображение в градациях серого или создать новый альфа-канал и добавить к нему текстуру. Для создания эффекта тиснения текста используйте канал с белым текстом на черном фоне (или наоборот).

3D Studio MAX: первые шаги. Урок 12. Основы освещения сцены

Освещение сцены требует не меньших усилий, чем ее моделирование, ведь в большинстве случаев необходимо обеспечить реалистичный эффект. Это совсем не простая задача, ведь в реальном мире источники света работают совсем не так, как в виртуальном. Например, свет не отражается от поверхностей объектов — в итоге если в действительности единственная лампочка может осветить целую комнату, включая ее скрытые от прямых лучей света области (диффузное рассеивание), то в 3D Studio MAX такие области останутся абсолютно темными. А это значит, что диффузное рассеивание света придется имитировать за счет дополнительного освещения. И наоборот, виртуальные источники света можно настроить так, что они будут не увеличивать, а уменьшать освещенность сцены, что в реальности в принципе невозможно и т.п.

Правильно подобранное освещение является одним из наиболее существенных факторов обеспечения реализма сцены при ее визуализации. Оно создает контрасты между объектами, делает использованные материалы более яркими и выразительными и позволяет настраивать тени объектов. Кроме того, освещение определяет общее настроение сцены — например рассеянный свет создает эффект умиротворенности, тусклое освещение может вызвать страх, мерцающий свет — ощущение тревоги и т.п. С некоторыми наиболее простыми приемами настройки освещения мы ознакомимся сейчас, а более сложные аспекты работы с освещением рассмотрим в одном из ближайших уроков.

Теоретические аспекты

Настройка освещения сцены предполагает создание в ней источников света и определение их положения и параметров. Источники света (как и любые другие объекты сцены) различаются по типам — каждый из них имеет собственные свойства и сферу применения. Работа с источниками ведется параллельно с созданием объектов геометрии, однако окончательная настройка их параметров осуществляется в процессе создания и назначения материалов, поскольку освещение тесно связано с текстурированием и может влиять на особенности отображения материалов, а также приводить к появлению теней. При создании сцены ее объекты освещаются автоматически, однако с добавлением первого источника света установленное по умолчанию освещение отменяется. При удалении всех созданных источников сцена вновь освещается источниками света, используемыми по умолчанию.

К основным источникам света можно отнести следующие (рис. 1):

  • Omni (Всенаправленный) — отбрасывает лучи равномерно во всех направлениях от единственного точечного источника подобно лампочке без абажура;
  • TargetSpot (Нацеленный прожектор) и FreeSpot (Свободный прожектор) —распространяют лучи из точки в определенном направлении коническим потоком и освещают область внутри конуса. Различие этих двух источников заключается в том, что направление световых лучей в первом из них строго определено точкой цели (Target), а второй источник такой точки цели не имеет и потому направление световых лучей в нем может меняться при вращении источника;
  • TargetDirectional (Нацеленный Прямой) и FreeDirectional (Свободный Прямой) —распространяют лучи из плоскости параллельным потоком в определенном направлении и освещают область внутри прямого или наклонного цилиндров. Данные источники различаются между собой тем, что направление световых лучей в первом из них имеет привязку-цель, а второй направлен свободно (направление отбрасываемых им световых лучей изменяется при вращении источника).


Рис. 1. Особенности отбрасывания лучей основными источниками света

За создание источников света отвечает категория Lights (Источники света) панели Create (Создать), при выборе которой становятся доступными все вышеописанные типы источников (рис. 2). Технология их создания напоминает создание объектов геометрии. Нужно выбрать тип источника и либо просто щелкнуть в точке его создания в одном из окон проекций (для всех источников, кроме типов Target), либо перетащить мышь при нажатой левой кнопке, указав таким образом не только местоположение источника, но и его Target-точку. Созданным источникам (так же как и объектам геометрии) присваиваются имена: Omni01, Spot01 и т.п., которые лучше сразу заменять на более информативные. Любой источник света можно перемещать, поворачивать и масштабировать на видовых экранах так же, как и все другие стандартные объекты.

Рис. 2. Список доступных источников света

Параметры источников либо устанавливаются сразу при их создании на панели Create, либо изменяются позднее через панель Modify. Список параметров весьма внушителен, и в этом уроке мы ознакомимся лишь с некоторыми из них. Все параметры разбиты по свиткам, основными из которых являются следующие:

  • GeneralParameters (Общие параметры) — позволяет изменять тип источника, включать-отключать возможности генерирования падающих теней и исключать отдельные объекты из сферы влияния источника, что актуально при имитации особых световых эффектов (таких как вспышки) либо при выборочной засветке одного или группы объектов;
  • Intensity/Color/Attenuation (Интенсивность/Цвет/Ослабление) — предназначен для контроля интенсивности, цвета и пространственного ослабления светового потока, позволяет обеспечить неоднородность освещения, характерную для объектов реального мира;
  • ShadowParameters (Параметры тени) и ShadowMapParameters (Параметры карты тени) — отвечают за характер генерирования теней. Они позволяют регулировать четкость границы, изменять цвет тени, увеличивать/уменьшать расстояние от объекта до тени, добавлять к карте теней текстурную карту, настраивать тени при внедрении атмосферных эффектов, имитировать размытые тени в туманном освещении или четкие тени, создаваемые ярким полуденным солнцем и т.д.;
  • AdvancedEffects (Расширенные эффекты) — позволяют управлять четкостью перехода от освещенных источником участков объекта к неосвещенным, включать-отключать блики на объекте от источника света, назначать источнику текстурную карту и т.д.

Источник света Omni

Подготовьте простую сцену из двух объектов: плоскости и шара (рис. 3). Создайте источник света типа Omni, открыв категорию Lights панели Create, щелкните на кнопке с названием Omni, а затем укажите мышью в одном из окон проекций местоположение источника — появится объект, по виду напоминающий восьмигранник, который представляет собой созданный источник света. Инструментом Select and Move отрегулируйте положение источника так, чтобы в проекции Front он находился справа от шара и был расположен гораздо выше его, а затем (при выделенном источнике) в свитке General Parameters панели Modify включите флажок Shadows для генерации теней (рис. 4). Проведите рендеринг — шар окажется освещенным справа и будет отбрасывать тень (рис. 5). Попробуйте поперемещать источник света вокруг шара и увидите, что в зависимости от положения источника будет освещаться та или иная часть шара. По окончании эксперимента верните источник на исходную позицию справа от шара.

Рис. 3. Исходная сцена

Рис. 4. Первоначальная настройка источника света Omni

Рис. 5. Шар с одним Omni-источником

Теперь научимся управлять интенсивностью света. Для этого при выделенном источнике света активизируйте панель Modify и в свитке Intensity/Color/Attenuation увеличьте значение параметра Multiplier (Коэффициент), например, до 2 — освещение сцены станет намного ярче (рис. 6). В этом же свитке (в диалоговом окне Color Selector: Light Color, открываемом при щелчке на поле, расположенном справа от параметра Multiplier) можно изменить цвет световых лучей. Для примера попробуйте изменить устанавливаемый по умолчанию белый цвет, например, на желтый — при визуализации сцена окажется освещенной «желтой лампочкой» (рис. 7).

Рис. 6. Результат увеличения интенсивности источника

Рис. 7. Изменение вида сцены в результате смены цвета источника

Добавьте в сцену еще один Omni-источник и разместите его на проекции Front слева от шара, но так, чтобы он оказался гораздо ниже первого источника (рис. 8). Уменьшите интенсивность второго источника примерно до 0,7, а цвет у него оставьте белым — теперь шар окажется освещенным уже с двух сторон (рис. 9).

Рис. 8. Добавление и настройка второго Omni-источника

Рис. 9. Шар с двумя Omni-источниками

Источник света Free Directional

Удалите оба Omni-источника, что не приведет к затемнению сцены, поскольку вновь включатся источники света, используемые по умолчанию. Создайте один источник света типа Free Directional (для этого проще всего выбрать данный тип источника и щелкнуть в центре шара на проекции Top — тогда источник сразу будет направлен на шар). Затем нужным образом переместите его инструментом Select and Move и подкорректируйте его угол наклона инструментом Select and Rotate (рис. 10). Если провести рендеринг, то окажется, что шар освещается вместе с фрагментом плоскости, причем достаточно интенсивно, другая же часть плоскости вообще не видна (рис. 11). Получается, что яркость источника слишком велика, а вот зона охвата светового потока явно недостаточна. Ситуацию несложно изменить. Вначале разберемся, от каких параметров зависит зона охвата светового потока. Регулируя значения параметров Hotspot/Beam (определяет размер светового конуса для внутреннего, предельно насыщенного луча) и Falloff/Field (устанавливает размер внешних пределов угасания луча к краям) в свитке Directional Parameters, можно изменять размеры появляющегося от светового пучка светового пятна и характер его границы, которая может быть четкой или, наоборот, размытой. По умолчанию пятно отличается четкой границей, что далеко от реальности. Сделайте Hotspot/Beam равным 25, а Falloff/Field — 50, в результате пятно света станет размытым (значения данных параметров в каждом конкретном случае окажутся свои, важно лишь, чтобы значение первого параметра было примерно в два раза больше значения второго) — рис. 12. И наоборот, если значения данных параметров близки, то граница будет четкой. Что касается размеров светового пятна, то они напрямую зависят от значения параметра Hotspot/Beam — чем оно выше, тем размер пятна больше. При желании в этом свитке можно также менять форму сечения светового конуса (а значит, и форму светового пятна) с круглой (Circle) на прямоугольную (Rectangle). При выборе последней появляется возможность регулировать соотношения сторон светового прямоугольника параметром Aspect.

Мастер Йода рекомендует:  Открытые Linux-бенчмарки для нагрузочного тестирования серверов и веб-приложений

Рис. 10. Установка источника Free Directional

Рис. 11. Сцена с одним источником Free Directional

Рис. 12. Результат корректировки параметров размытости светового пятна

Теперь расширьте границы освещения так, чтобы внутри светового конуса оказался не только шар, но и большая часть плоскости, и не забудьте, что значения параметров Hotspot/Beam и Falloff/Field должны достаточно сильно различаться, чтобы снижение освещенности к краям плоскости осуществлялось постепенно. Уменьшите интенсивность света (Multiplier) примерно до 0,6 и включите флажок Shadows для генерации теней — сцена окажется освещенной более естественно, хотя уровень освещения будет недостаточным (рис. 13). Чтобы увеличить уровень освещенности, попробуйте создать два дополнительных источника света (рис. 14). Для первого (задача которого — создать общее освещение сцены) выберите тип Omni, желтый цвет и интенсивность порядка 0,8-0,9. Назначение второго — обеспечить эффект вторичного освещения, возникающего за счет отражения падающего света от светлых поверхностей (в данном случае плоскости). В нашем примере такой эффект должен проявиться на нижней поверхности шара в виде некоего цветного блика. Чтобы имитировать подобный эффект, установите под плоскость слабый цветной источник света, не отбрасывающий тень, — подойдет, например, источник типа Free Directional. В нашем случае для него установлен сходный с оттенком плоскости цвет, интенсивность которого равна примерно 1,1, а размер таков, чтобы плоскость полностью оказалась внутри границ внутреннего светового конуса Hotspot/Beam. Окончательный вид сцены представлен на рис. 15.

Рис. 13. Результат изменения размеров светового пятна и коррекции интенсивности излучения

Рис. 14. Установка дополнительных источников света

Рис. 15. Сцена с тремя источниками

Источник света Target Spot

Создайте сцену, установив на плоскость шар, цилиндр и куб и назначив для плоскости материал на основе мраморной текстуры (рис. 16). Перед созданием нового источника света предварительно уменьшите масштаб сцены, чтобы поместить источник на достаточно большом расстоянии от ее объектов. Активируйте в категории Lights источник типа Target Spot, переключитесь на проекцию Front, установите указатель мыши в левую верхнюю часть данного окна, щелкните левой кнопкой мыши в данной точке и, не отпуская мышь, направьте ее к объектам — будет создан нацеленный прожектор (рис. 17). Если сразу же провести рендеринг, то результат получится весьма далеким от желаемого (рис. 18): освещаться будет плоскость под объектами, а сами объекты практически не будут видны.

Рис. 16. Исходная сцена

Рис. 17. Создание источника света Target Spot

Рис. 18. Начальное освещение сцены источником Target Spot

Попробуем изменить ситуацию и добиться того, чтобы были освещены обращенные к зрителю стороны объектов. Как было отмечено выше, нацеленные источники света отличаются от свободных наличием цели (Target) — пустого объекта, на который направлена ось пучка лучей источника света. Изменение особенностей освещения объектов подобным источником возможно как путем воздействия на сам источник, так и на его объект-пустышку. Например, при перемещении объекта-пустышки источник света автоматически меняет свою ориентацию, но при этом будет продолжать оказываться нацеленным на пустой объект. Попробуйте, попеременно воздействуя инструментом Select and Move на источник и на объект-пустышку, расположить источник так, чтобы освещенными оказались грани объектов, размещенные на переднем плане (рис. 19). Визуализируйте сцену (рис. 20).

Рис. 19. Корректировка положения источника Target Spot

Рис. 20. Изменение освещенности объектов в результате изменения положения источника

В свитке General Parameters увеличьте интенсивность источника, задав параметр Multiplier равным 1,25, и установите флажок Shadows — сцена станет ярче и объекты теперь даже будут отбрасывать тени, правда слишком темные (рис. 21). Поэтому откройте свиток Shadow Parameters (Параметры тени) и уменьшите плотность тени, установив счетчик Dens (Плотность) равным 0,5 — тени станут выглядеть более естественно (рис. 22). При желании в этом свитке также можно поменять цвет тени в поле Color (рис. 23) или сделать так, чтобы цвет тени формировался с учетом цвета источника — для этого в меню Shadow Parameters потребуется включить флажок Light Affects Shadow Color (рис. 24).

Рис. 21. Вид сцены с нереалистично темными тенями

Рис. 22. Сцена с менее плотными тенями

Рис. 23. Результат корректировки цвета тени

Рис. 24. Сцена с тенями, формирующимися путем смешивания их базового цвета с цветом источника (цвет источника был изменен)

И напоследок для улучшения внешнего вида сцены попробуйте добавить в нее еще два источника света: Omni-источник желтого цвета с интенсивностью порядка 0,3-0,5 для создания общего светового фона и источник типа Target Spot розового цвета с интенсивностью порядка 2 для имитации эффекта вторичного освещения (рис. 25). Кроме того, назначьте плоскости новый материал типа Raytrace и подключите к нему уже использованную текстуру, стараясь создать имитацию полированного мрамора. Окончательный вид визуализированной сцены представлен на рис. 26.


Рис. 25. Настройка дополнительных источников

Рис. 26. Сцена с тремя источниками

Источник света Free Spot

Свободный прожектор Free Spot отличается от только что рассмотренного источника Free Directional тем, что его лучи расходятся не параллельным пучком, а коническим, подобно свету реальных прожекторов, театральных софитов, карманных фонариков и т.п. Попробуем создать три таких источника, чтобы осветить плоскость с торусом (рис. 27) примерно так, как ее могли бы осветить разноцветные театральные софиты. Вначале установите слабый Omni-источник для общего освещения сцены (рис. 28). Затем добавьте первый свободный прожектор, например с лучами синего цвета и небольшими световыми конусами (в данном случае параметр Hotspot/Beam равен 10, а Falloff/Field —20) — рис. 29. Удобнее всего создавать прожектор в проекции Top, щелкая прямо по объекту, на который он должен быть направлен. В итоге визуализированная сцена станет напоминать рис. 30. Точно таким же образом создайте еще два цветных прожектора (красный и зеленый) с теми же самыми параметрами, а затем отрегулируйте положение всех трех прожекторов в окнах проекций, например так, как показано на рис. 31. Установите для каждого из источников флажок Shadows для генерации теней и визуализируйте сцену (рис. 32). Поскольку тени выглядят слишком черными, уменьшите их плотность (Dens) в свитке Shadow Parameters примерно до 0,3-0,4 (рис. 33).

Рис. 27. Исходная сцена

Рис. 28. Добавление источника света Omni

Рис. 29. Установка синего прожектора

Рис. 30. Вид сцены с синим прожектором

3D графика: Свет и сцена. Особенности моделирования света

Содержание

Физическая модель света

Свет — это очень сложная система, чтобы смоделировать ее в совершенстве. Именно поэтому мы редко можем видеть созданные компьютером трехмерные изображения, которые были бы по настоящему фотореалистичны. Во всех случаях, чем сложнее и реалистичнее создаваемая вами виртуальная сцена, тем больше вычислений вы должны произвести, и тем медленнее она будет воспроизводиться на экран. Как программист, вы должны будете решить, чем вы больше готовы пожертвовать: качеством изображения или скоростью его просчета на компьютере; хотите ли вы, чтобы ваша программа привела всех в изумление своей красотой, но требовала почти час для прорисовки одного единственного изображения, или могла работать со скоростью вывода 60 кадров в секунду, но при этом была похожа на карикатуру.

Этот раздел будет посвящен некоторым из физических принципов, реализация которых при компьютерном моделировании окружающей действительности позволит объектам выглядеть именно так, как они должны выглядеть. Мы так же поговорим о некоторых часто используемых упрощениях, позволяющих увеличить скорость просчета изображения.

Единичный Фотон

Свет состоит из мельчайших сгустков энергии (частиц), называемых фотонами. Фотон, с одной стороны, это частица, с другой стороны — волна, это означает, что он имеет свойства, присущие как волнам, так и частицам. Эти энергетические сгустки отрываются от источника энергии и прямолинейно распространяются в пространстве, пока не произойдет столкновение с внешним объектом в пространстве.

Объекты

При столкновении фотона с внешними объектами может произойти:

  • отражение (reflection) — фотон отскакивает от поверхности
  • поглощение (absorption) — фотон поглощается и отдает свою энергию объекту
  • преломление (refraction) — фотон проходит сквозь объект и меняет направление движения в зависимости от свойств объекта и окружения
  • отклонение (diffraction) — фотон может отклониться и изменить направление в случае, когда он проходит на очень близком расстоянии от поверхности объекта.

Совокупность фотонов

В действительности, фотонов очень много. Так много, что мы можем сказать — их неопределенно много. Исходя из этого, мы можем пренебречь фактом, что свет состоит из единичных фотонов и рассмотреть свет как непрерывный поток энергии. В этом случае к свету можно применить статистические законы, и полученные результаты будут достаточно точны именно благодаря огромному количеству вовлеченных фотонов. Таким образом, свет может быть (легко?) смоделирован на компьютере.

Взаимодействие светового потока с окружающими предметами (объектами) позволяет нам видеть их. Свет исходит из источника световой энергии. Триллионы фотонов вырываются и с огромной скоростью уносятся от источника, взаимодействуя с предметами, ударяя каждую мельчайшую деталь окружающей обстановки. Небольшое количество из них попадает в маленькое темное пятно в середине нашего глаза. Это зрачок. По очень веской причине, суть которой будет объяснена ниже, наш зрачок черный. Глаз устроен таким образом, что он несколько подправляет направление движения фотона перед тем, как он достигнет задней части глаза. Здесь фотон поглощается светочувствительными рецепторами. Эти рецепторы дают соответствующие сигналы нашему мозгу. Мозг интерпретирует поступившую последовательность сигналов и снабжает нас подробной информацией о нашем окружении. Изображение, которое мы видим на самом деле, не является соответствующим ему набором физических предметов. Все, что мы получаем, на самом деле лишь его энергетический отпечаток, который прошел огромное количество сложнейших преобразований в нашем мозге. Синий объект — не есть в действительности синий. Он считается синим потому, что мы интерпретируем свет, пришедший от него, как синий.

Через опыт наш мозг учится определять и распознавать множество образов и отпечатков, которые создает свет об окружающей нас действительности. Младенец берет предмет, глядит на него мгновение, затем тащит в рот. Его язык — это прекрасный датчик, и может определять форму и вид поверхности предмета практически так же, как и глаз, а иногда и лучше. Ребенок учится ассоциировать то, что он видит с той формой, которую ему описал язык. Со временем ребенок узнает, что один и тот же предмет может выглядеть по-разному в зависимости от того, как его держать, хотя он по-прежнему является тем же самым предметом. Это очевидно — подумаете вы, но было обнаружено, что слепым с рождения людям, которым медицина вернула зрение, понять вышеизложенное очень сложно. Им также сложно усвоить смысл тени и отражения, суть которых зрячие люди познали еще от рождения. И сам факт того, что вы можете видеть, еще не означает, что вы можете понять то, что видите.

В этом и заключается разница между Данными (Data) и Информацией (Information). Данные — это световой образ, формирующийся на сетчатке глаза. Информация — это интерпретация этого образа нашим мозгом.

Создавая изображение любого вида, вы пытаетесь сформировать световой образ на сетчатке глаза таким образом, чтобы он интерпретировался мозгом как предмет, который отображает это изображение. Тренированный мозг может извлечь огромное количество информации из изображения. Благодаря этому в голове мы можем получить полное трехмерное представление сцены, изображенной на двухмерной картинке. Чтобы получить это, наш мозг анализирует порядок взаимодействия света со сценой (набором объектов изображенных на картинке) и на основе такого анализа данных выдает нам конечное трехмерное представление сцены.

Разнообразие моделей освещения, применяемых в процессе формирования изображений компьютером, — это попытка увеличить количество информации, которую мозг сможет извлечь. Когда вы, как программист, будете писать фрагменты кода, отвечающего за графику, вам не следует думать: «Я пишу процедуру затенения по Фонгу», вместо этого вам следует рассуждать так: «Я использую визуальный трюк для корректной интерпретации мозгом».

Какую информацию может извлечь мозг?

Человеческий мозг может извлечь и интерпретировать 4 информационных ресурса из потока видимых данных.

Форма

Это внешний вид объекта (предмета) в сцене, его видимые границы и края. Глаз человека обладает способностью улучшать четкость воспринимаемого изображения, что позволяет увереннее распознавать края предметов; (к месту сказать, что многие компьютерные программы для обработки изображений используют алгоритмы, позволяющие получать улучшения четкости, подобные тем, какие производит глаз человека.)

Оттенки

Блики и тени. Тон и структура поверхностей.

Цвет

Три цвета могут быть обнаружены человеческим глазом — красный, зеленый и синий.

Движение Мозг человека особенно восприимчив к движению объектов. Прекрасно «камуфлированное» животное мгновенно будет обнаружено, если оно пошевелится. Очень часто, если вы потеряли курсор на экране монитора, лучший способ найти его — двинуть мышкой.

Специальные отделы головного мозга отвечают за обработку этих четырех информационных ресурса. Это было неоднократно доказано в случаях анализа черепно-мозговых травм, получаемых человеком. Как только человек получает травму и лишается отдела головного мозга, отвечающего за любой из вышеперечисленных ресурсов, то он сразу утрачивает способность к восприятию этой информации. Например, в одном случае женщина потеряла способность ощущать движение. Она могла видеть так же, как все, за исключением способности чутко определять движение объектов. Например, она могла видеть автомобили на дороге, но никогда не могла сказать с первого взгляда — движутся они или нет.

Способность к восприятию принимается человеком как само собой разумеющееся. Принято считать, если вы можете видеть, то, значит, вы в состоянии определить форму, оттенки, цвет и движение. Но это не всегда так.

Вам простили…

Не менее важной является информация, которую мозг добавляет или удаляет во время анализа. Когда мы созерцаем, мы имеем дело с гигантскими объемами информации. Было бы просто невозможным проанализировать и запомнить все сведения до мельчайших деталей. Да это и не нужно. Большая часть сведений (данных), поступающих нам через зрение, не обладают какой-либо ценностью. Мозг автоматически производит фильтрацию этого «мусора», позволяя нам сконцентрироваться на более значимой информации. Что еще более важно, мозг также добавляет недостающую информацию. Человеческое зрение имеет «мертвые зоны», но, тем не менее, мы этого не замечаем, потому что пробелы будут всегда заполнены подходящей информацией. Наш мозг много прощает.

Для программиста это означает то, что ему совсем не нужно прорисовывать изображение с точностью до мельчайших деталей. Большинство из этих деталей будет просто проигнорировано и «заполнено» чем — то другим. Ваша картина может быть значительно упрощена. Вот, например, в фильме «Возвращение Джедая» из знаменитых «Звездных Войн» один из космических кораблей в пространстве — это обыкновенный ботинок. Но никто этого не заметил, потому что ожидали видеть космический корабль, и в том месте действительно был объект, напоминающий его своей формой, поэтому все и видели именно космический корабль.

Вы можете еще более упростить свое конечное изображение, если сцена находится в движении. Нажмите паузу на видеомагнитофоне и посмотрите на неподвижное изображение, оно выглядит никуда негодным, но мы этого не замечаем, когда оно в движении.

Цель программиста, отвечающего за вывод графики в реальном времени, — обеспечить такие процедуры аппроксимации в визуализирующих фрагментах кода, которые улучшают реализм и точно передают атмосферу, дух создаваемого вами мира. Остальное пусть делает мозг. Цель программиста фотореалистичной графики — попытаться смоделировать взаимодействие света с объектами сцены настолько аккуратно, чтобы оно могло выдержать скрупулезную проверку человеческим мозгом.


Свойства света

В этой части мы обсудим некоторые из основополагающих принципов, которые вы можете применить при программировании вывода графики на экран.

Закон обратной пропорциональности квадрату расстояния

Как определить яркость света?

Представьте, что у вас есть идеальный источник света. Такой источник не имеет объема и размеров, а существует в виде точки в пространстве. Его можно включить и выключить, и это переключение происходит мгновенно, без потерь времени на переходные процессы. Это как раз тот источник света, с которым возможно работать внутри виртуального мира компьютера. В реальном мире такие источники невозможны. В дальнейшем мы также увидим, что и реальные источники, в свою очередь, очень сложно создать в виртуальном мире.

А теперь представим, что мы включили источник на очень короткое время, короткое настолько, насколько можно себе представить. В этот момент свет начинает распространяться в разные стороны от источника, образуя сферу. Представим, что мы рассматриваем небольшой фрагмент этой сферы.

По мере того, как лучи света все больше и больше удаляются от источника, размер сферы растет, соответственно, растет и размер исследуемого нами фрагмента. Яркость этого фрагмента прямо пропорциональна плотности содержащихся в нем фотонов.

Разумеется, если размер фрагмента растет, а количество фотонов остается неизменным, то плотность фотонов в нем уменьшается.

Площадь поверхности сферы прямо пропорциональна квадрату ее радиуса. Таким образом, яркость маленького фрагмента будет обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света.

где:

  • Brightness — величина, определяющая яркость (интенсивность) света в точке отстоящей от источника света на расстоянии r;
  • k — некоторая константа, определяющая яркость (интенсивность) самого источника света.

Это и есть закон обратной пропорциональности квадрату расстояния. Этот закон применим ко всем источникам света, кроме лазеров.

Закон косинуса

Какова освещенность поверхности?

Теперь, после того, как свет покинул источник, он может взаимодействовать и окружающими предметами. Сейчас мы обсудим теорию взаимодействия света с поверхностью непрозрачного предмета. Здесь очень важно знать, как много света будет в любой точке на поверхности этого объекта.

Когда поверхность целиком обращена к свету — максимальное количество света достигает ее. Вся поверхность освещена.

Когда поверхность расположена под некоторым углом к падающему на нее свету, площадь сечения, обращенного к свету, становится меньше. Что выражается в меньшем количестве световой энергии, воздействующей на поверхность.

Когда вектор нормали к плоскости поверхности находится под прямым углом к падающему свету, то свет просто-напросто проходит мимо поверхности, и она совсем не освещается.

Таким образом, количество световой энергии, воздействующей на поверхность, есть функция от ориентации поверхности по отношению к воздействующим лучам света.

где:

  • illumination — освещенность поверхности;
  • a — угол между нормалью к поверхности и направлением света;
  • brightness — яркость (интенсивность) света.

А что же дальше?

А вот теперь предположим, что у света есть выбор. Он может быть поглощен поверхностью, отражен или пропущен сквозь нее.

Поглощение

Некоторое количество света может быть поглощено поверхностью. В этом случае происходит обычный нагрев поверхности. Постольку, поскольку мы говорим только о компьютерных изображениях, то чаще всего мы можем просто игнорировать это явление.

Отражение

Большая часть света «отскочит» от поверхности. Направление отраженного света в некоторой степени зависит от самой поверхности.

Если поверхность совершенно гладкая (абсолютно блестящая), свет отразится от поверхности под точно таким же углом к нормали, под каким углом он к ней пришел. При этом нормаль будет биссектрисой угла между направлением прихода луча и направлением его отражения. Это явление можно наблюдать на зеркальных или полированных металлических поверхностях. Мы сможем заметить яркое отражение от поверхности, только смотря на нее под определенным углом.

Если поверхность шершавая (абсолютно рассеивающая), то отраженный свет будет распространяться во многих направлениях. Здесь ни в коем случае не утверждается, что в природе существуют абсолютно рассеивающие поверхности. Грубо обработанное дерево прекрасно рассеивает свет, как и матовая краска, но оба материала все же имеют некоторый (ненулевой) блёск (shininess). Наиболее яркое отражение от этих поверхностей будет заметно под разными углами зрения.

Мастер Йода рекомендует:  Прозрачность в CSS

Большинство природных и искусcтвенных материалов находятся где-то посередине между этими двумя крайностями. Они одновременно обладают свойствами блеска (shininess) и рассеивания (diffuse). Чтобы заметить рассеянный свет от поверхности, положение ваших глаз не имеет значения, для того, чтобы заметить отблеск, угол зрения должен быть строго определенным.

Преломление

Когда свет проходит сквозь поверхность, он проходит из одной среды в другую. В момент прохода через границу сред возникающие квантовые эффекты заставляют свет изменить свое направление. Такое изменение направления движения света называется преломлением (refraction). Точное значение величины угла изменения направления зависит от взаиморасположения поверхностей сред и свойства среды под названием коэффициент преломления. Пустота (вакуум) имеет коэффициент, равный единице. У воздуха этот коэффициент чуть ниже. Более твердые материалы и среды имеют более низкие коэффициенты преломления.

Преломление — очень сложное явление, требует больших вычислительных мощностей при его моделировании. Для вывода на экран в реальном времени более подходящим является применение технологии ray tracing. Мы не будем здесь углубляться в подробности, всему свое время 🙂

Еще дальше…

После взаимодействия с поверхностью, если, конечно, он не был поглощен, свет продолжает свой путь и продолжает взаимодействовать с другими предметами. Единичный фотон будет продолжать отражаться от многих и многих поверхностей, пока окончательно не растратит свою энергию. Эти многочисленные итерации сложно моделировать, да и займут они колоссальное время на визуализацию. Производя рендеринг графики в реальном времени, полагают, что свет взаимодействует с поверхностью один раз.

До настоящего момента мы говорили об однородном световом потоке. Фактически, он и есть однородный, но может проявлять себя в бесконечном множестве различных вариаций.

Световой спектр

Так как свет является еще и волной, то, разумеется, он имеет длину волны. Длин волн бесконечное множество, но наш глаз в состоянии регистрировать только их небольшой диапазон, известный под названием видимой части спектра. Вообще же, длины волн могут быть от сверхкоротких (миллионные доли миллиметра) до сверхдлинных (километры).

Трехцветная модель (RGB Model)

Человеческий глаз в состоянии регистрировать три основных цветовых полосы в диапазоне волн от 400 нм (нанометров) до 680 нм. Мы привыкли отождествлять их с названиями следующих цветов: красный (R), зеленый(G) и синий(B). (Забудьте, если вы слышали от художников, что существует три основных цвета, — красный, желтый, синий. Такой подход актуален только для красителей). Причина в наличии только трех основных цветов кроется не только в «происках» физиков, но и в химическом составе органической материи сетчатки глаза, способном реагировать только на определенные длины волн, соответствующие этим цветам. Все не основные цвета, такие, как желтый или розовый — это просто комбинации основных цветов.

Именно эти цвета используются в телевидении и выводе изображений на экран монитора. Эти три цвета дают возможность воспроизвести большинство цветов, которые вы можете видеть. Еще раз повторимся — большинство, но не все. Цвета, производимые монитором, не являются абсолютно чистыми, поэтому и все производимые ими оттенки не могут быть воспроизведены с точностью.


Более того, яркостный диапазон мониторов сильно ограничен. Человеческий глаз в состоянии различать гораздо больше градаций яркости. Максимальная яркость монитора едва ли соответствует и половине максимальной яркости, которую наш глаз способен различить. Это часто может привести к сложностям при отображении сцен из реального мира, которые содержат широкие вариации яркости. Например, фотография пейзажа с фрагментом неба и участками земли находящимися в полной тени.

При моделировании света на компьютере все три цвета обрабатываются отдельно, за исключением каких-либо нестандартных ситуаций, когда цвета не влияют друг на друга. Иногда полноцветные изображения получают путем последовательного просчета красного, зеленого и синего изображений и их дальнейшим комбинированием.

Обычно компьютеры оперируют со светом в виде величин, определяющих количество содержащихся в нем красного, зеленого и синего цветов. Например, белый — это равное количество всех трех, Желтый — равное количество красного и зеленого и полное отсутствие синего. Все цветовые оттенки можно визуально представить в виде куба, где по осям координат будут отложены соответствующие величины трех исходных цветов. Это и есть трехцветная световая модель (RGB Model).

Однако есть еще целый ряд цветовых моделей света, которые могут быть даже более понятны для некоторых людей. Вот, например, модель HSV (от английских: -Hue — оттенок, Saturation — насыщенность, Value — количество). Снова мы видим три значения, значит, все возможные цветовые оттенки можно опять заключить внутрь куба.

Эта модель также иногда известна как HSL, где L — luminance, слово другое, а суть та же.

Hue: Цвет, цветовой оттенок

Saturation: Цветовая насыщенность. Эквивалент соотв.органу управления на многих телевизорах и мониторах.

Value: Интенсивность. Ноль — значит черный, более высокие значения характеризуют более яркие значения.

(Хочу обратить внимание, чтобы читатель не путал цветовые модели света, описанные в статье, с моделями цветопередачи, такими, как CMYK, например. Модели цветопередачи применимы в основном для смешения красителей и сфера их применения — цветная печать и полиграфия.)

Использование света на практике

Ну что же, теперь, после того, как основы света нам известны, мы готовы идти дальше.

Допущения и упрощения

Как было сказано ранее, конкретный вариант моделирования света зависит от требований к приложению, которое вы создаете. Существует целый ряд допущений, которые можно применить для того, чтобы увеличить скорость просчета и вывода на экран.

Точечные источники света

Для упрощения математических расчетов источники света обычно рассматривают в виде точки в пространстве. В подавляющем большинстве случаев это будет не слишком далеко от реальности. Лампочки и фонари на улицах очень малы по сравнению с объектами, которые они освещают. Проблема возникает тогда, когда вы хотите изобразить сцену с источником света в виде длинной люминесцентной лампы или сцену, равномерно освещаемую естественным небесным освещением. В этом случае вам придется применить группу в виде нескольких, более слабых источников — для того, чтобы они могли имитировать один большой.

Многократные отражения

Просчеты эффектов, производимых светом при отражении от одной поверхности на другую, длительны и сложны. Поэтому для больших пространств мы можем не просчитывать множественные отражения, ввиду того, что разница между однократным и многократным отражением, в космосе, например, совершенно незаметна. Другое дело, если мы моделируем свет в маленькой комнатке. Здесь эта разница будет более, чем заметна, так как объекты, находящиеся в зоне непосредственной тени, будут все равно освещены за счет отраженных лучей от других поверхностей.

Тени

Несмотря на то, что тени могут дать наблюдателю дополнительную информацию о глубине сцены, их отсутствие иногда может быть незначительной потерей. В зависимости от ситуации часто возможно сделать внести упрощения в задачу просчета теней. Например, вы работаете над авиасимулятором. В этом случае наблюдение тени самолета может быть очень важным индикатором высоты полета. Но окружающий мир содержит всего один источник света — солнце, а остальные предметы очень малы и разбросаны. Таким образом, вам не надо думать над имитацией теней на самом самолете и каждом маленьком домике далеко внизу на земле. Вам достаточно спроектировать тень только на плоскость земли.

Статические (неподвижные) тени

Сцены с неподвижными источниками света и объектами имеют статические тени. Имеется возможность заранее просчитать все тени в сцене. А затем использовать эту информацию для быстрой прорисовки этих теней на экране. Хорошим примером подобного подхода являются игры типа Quake. Уровень заранее обсчитывался утилитами просчета освещения, и в реальном времени движок игры уже не тратил драгоценное процессорное время на их создание. Все тени хранились в виде «карты теней» в самом файле уровня и в процессе игры комбинировались с соответствующими текстурами.

Создаём Эффект Прожекторов: Photoshop за 60 Секунд

Узнайте, как создать потрясающие фото эффекты за минуту! Просмотрите короткий видео урок ниже.

Photoshop за 60 Секунд: Стена из Прожекторов

Сделайте свои фотографии выделяющимися с этим эффектом ярких прожекторов. Этот эффект отлично подходит для рок-звезд, спортсменов и многого другого! В этом видео я покажу вам, как создать сияющую стену из прожекторов с нуля, используя исходное изображение с лампочкой и простые кисти Photoshop.

Посмотрите, как проходит весь процесс, включая детали, которые вам понадобятся для создания данного эффекта. И отправляйтесь на GraphicRiver за удивительными кистями.

Как Создать Стену из Прожекторов в Adobe Photoshop

Создайте новый документ со следующими размерами 850 x 600 px.

С помощью инструмента Заливка (Paint Bucket Tool (G), залейте задний фон тёмно-коричневым цветом #1b120f .

Теперь с помощью инструмента Овальная область (Elliptical Marquee Tool (M), создайте круглое выделение вокруг лампочки на исходном изображении. Скопируйте / вклейте выделенное изображение на наш рабочий документ, а затем с помощью инструмента Свободная трансформация (Free Transform Tool (Ctrl+T), откорректируйте размеры фрагмента лампочки.

Продублируйте (Ctrl+J) данный слой с фрагментом лампочки несколько раз, создав один ряд из лампочек, а затем объедините все созданные слои вместе. Создайте несколько рядов с лампочками, продублировав объединённый слой, пока вы не создадите стену из огней.

Объедините все слои с лампочками вместе, поменяйте режим наложения для объединённого слоя на Разделить (Divide).

Пришло время для создания свечения огней. Создайте новый слой и с помощью мягкой круглой кисти Жёсткостью (Hardness) 20%, цвет кисти ярко-жёлтый #fffad3 , прокрасьте поверх каждой лампочки. Уменьшите Непрозрачность (Opacity) кисти до 50%, чтобы прокрасить отдельные лампочки или для разнообразия на своё усмотрение.

Поменяйте режим наложения для данного слоя на Линейный осветлитель (Linear Dodge). Далее, создайте ещё один слой, поменяйте режим наложения для данного слоя на Точечный свет (Pin Light), это поможет усилить свечение. Используйте большую мягкую круглую кисть для этого шага.

Завершите эффект с помощью нескольких световых бликов, используя набор кистей с бликами, чтобы добавить их на прожекторы и игрока. В этом уроке я использовала данное изображение американского футболиста, поскольку освещение на силуэте соответствует эффекту.

Создайте несколько слоёв поверх и ниже слоя с игроком, чтобы добавить падающий фоновый свет. И не забудьте добавить больше световых бликов!

Вы можете увидеть итоговый результат на скриншоте ниже.

Узнайте Больше, Посетив Другие Наши Уроки!

Хотите узнать больше о фото эффектах? Тогда начните с одного из наших уроков Photoshop! Продолжайте постепенно развивать свои навыки, овладевая новыми техниками.

Скачайте Потрясающие Дизайнерские Ресурсы

Хотите создать эффект как на видео? Тогда, скачайте исходные ресурсы, которые использовались в этом видео-уроке:

Посетите следующие уроки, чтобы узнать больше:

Визуализация архитектурного освещения

Простой метод, рассказанный в школе светодизайна LiDS, позволяющий из дневной фотографии здания сделать его вечерний вид и создать архитектурное освещение. Этот метод визуализации применяют студенты-архитекторы для своих работ, но его можно использовать любому человеку, который захочет придумать освещение, например, для своей дачи.

1) Делаем фотографию здания днем в пасмурную погоду, когда нет резких теней, но света достаточно, чтобы фотоаппарат сделал хорошую картинку.

2) Выделяем «волшебной палочкой» небо, создаем новый слой и заливаем выделение сплошным цветом. Теперь сняв выделение, его можно в любой момент вернуть, зажав Сntrl и кликнув по иконке слоя с красным полем.

3) Бросаем на картинку любое подходящее небо, и инвертировав подготовленное выделение (Select > Inverse) удаляем из слоя с небом ненужное.

И новое небо встает на свое место.

4) Создаем копию слоя с театром и создаем сумерки, уменьшая светлоту слоя (Image > Adjustments > Hue/Saturation) до «-60».

5) Волшебной палочкой выделяем стекла в некоторых окнах и удаляем их из слоя с сумеречным театром. Под удалением становятся видны «дневные» стекла, что оживляет картинку и делает здание еще более сумеречным по контрасту со своими светлыми окнами.

6) Чтобы здание приобрело вечерний окрас, создаем градиент от темно-синего цвета неба до рыжего освещения натриевыми лампами.

7) И накладываем этот градиент на новый слой поверх других

9) Изменяем режим наложения слоя с градиентом с «normal» на «overlay». Если эффект кажется слишком жестким, можно уменьшить прозрачность слоя, сделав его менее 100% по вкусу. И вот здание погрузилось в вечерню городскую тьму.

10) Создадим отражение колонн на мраморе вокруг фонтана. Для этого сдублируем слой со зданием (Layer > Duplicate Layer), нажмем «Сntrl+T», перевернем и сожмем слой, чтобы отражение колонн легло куда нужно.

Нажмем «Enter», приняв трансформацию слоя. Мягкой резинкой удалим с него все кроме колонн и изменим режим наложения слоя с «normal» на «overlay». Вуаля – в мраморе под фонтаном появилось отражение колонн здания. Чтобы отражение стало менее мультяшным и более реалистичным, можно весь слой с отражением немного заблёрить (Filter > Blur > Gaussian Blur) и по желанию уменьшить прозрачность слоя.

11) Теперь станем включать света. Для этого создадим новый слой.

Изменим режим наложения слоя с «normal»на «overlay», и теперь все, что мы по этому слою белым цветом кистью нарисуем станет светом.

А если мы дважды кликнем по иконке слоя, поставим в его свойствах галочку «Color Overlay», выберем теплый оттенок цвета и режим его наложения «Overlay»…

… света станут значительно более выразительными:

12) Сотрем пробный световой зигзаг, и нарисуем актуальные света. Начнем с колонн – выделив колонну волшебной палочкой и растушевав границы выделения (Select > Modify > Feather), нарисуем по ней градиентом от белого к прозрачному идущий снизу вверх свет.

13) Удерживая Shift + Alt и цепляя стрелкой за этот свет, перенесем его на все остальные колонны. Так мы за несколько секунд размножим типовое освещение на другие элементы здания.

14) Регулируя прозрачность и жесткость кисти, нарисуем белым светом по подсвечивающему слою остальные света в соответствии с концепцией. Для большей реалистичности нужно оставить тени под деревьями и добавить свет на тротуарах от уличных фонарей — этот свет не должен быть равномерным.

А чтобы света стали мягче и естественней применим небольшой блёр ко всему слою подсветки (Filter> Blur > Gaussian Blur).

15) Визуализация практически готова, но я не удержался и применил к ней HDRToning (Image > Adjustments > HDRToning).

Таким же образом можно виртуально подсветить любой архитектурный объект начиная с собственной дачи и поиграться с концепциями, составляя план освещения.

Наука создания фотореалистичного 3D (часть2). Наука освещения в 3D.

Наука освещения в компьютерной 3D графике

Вторая часть статьи о науке создания фотореалистичной картинки посвящена принципам освещения в компьютерной графике. Эти, на первый взгляд, простые принципы освещения, позволят вам визуализировать ТАКУЮ картинку, которая не будет вас раздражать своей «компьютерностью».

Закон сохранения энергии.

Закон сохранения энергии гласит: любое отраженное значение не может быть больше, чем в начале (своего пути). Поэтому отражения объектов должны быть более тусклыми, чем сами отраженные объекты. Это обусловлено обратноквадратичным затуханием (читайте о нем ниже).

Тем не мене, лучшее серебряное зеркало отражает 99% света. Поэтому, никогда не отражайте больше света, чем излучили.

Яркость (brightness) также не должна принимать значения 0% или 100%, поскольку также должен выполняться закон сохранения энергии. Обычно нужно выставлять значение яркости для цвета (diffuse) около 20-80% для диэлектриков, но 0% для металлов (почему так, объясню позже).

Значение насыщенности цвета (saturation) тоже не должно быть 100%, держите его на уровне 80%, поскольку материал не может стопроцентно отражать (или поглощать) весь свет.

Существует прямой и непрямой свет. Прямое освещение – это случай когда луч попадает на поверхность и… там же останавливается. В этом случае свет не отбивается от поверхности. В реальном мире такое никогда не случается.

Конечно, по своим эстетическим причинам вы можете сделать тени абсолютно черными, но это здесь обсуждаться не будет.

Обратноквадратичное затухание света (Inverse-square Light Falloff) означает, что с увеличением в два раза расстояния от источника света до объекта, яркость света уменьшается в 4 раза.

Световая перспектива (Light Perspective): чем дальше источник света (ИС), тем более однородным будет освещение.

Если вы отодвинете источник света в два раза дальше и увеличите яркость источника в 4 раза, то получите ту же саму интенсивность освещения, но радиус затухания будет больше.

Именно по этой причине для солнца, которое находится так далеко и имеет такие огромные размеры, не имеет смысла использовать обратноквадратичное затухание. Поэтому мы игнорируем это затухание в КГ и не используем его для солнца, луны и света от звезд.

Поэтому так важно запомнить одну штуку: очень важен реалистичный размер сцены, поскольку реалистичное затухание света неразрывно связано с размером сцены и яркостью источника.

Обратноквадратичное затухание отраженного света.

Если вы пододвинете источник света ближе к его зеркальному (не глянцевому) отражению, то размер его отражения увеличится, но не станет ярче. Чтобы это стало понятно, рассмотрим пример. Вы пододвинули источник света в 2 раза ближе к его зеркальному отражению. Как следствие, в 4 раза увеличилась яркость отраженного источника, НО ведь и площадь отраженного источника увеличилось в 4 раза. Поэтому суммарная яркость отражения не меняется.

Также, глянцевое отражение источника света может казаться ярче, чем зеркальное отражение. Но это за счет того, что площадь блика у глянцевого отражения больше (при других равных условиях). И хотя маленькое концентрированное зеркальное отражение на самом деле ярче, но мы этого не видим из-за ограниченного динамического диапазона.

Угол падения равен углу отражения.

Этот закон можно использовать для выставления камеры относительно зеркального объекта, который вам нужно осветить. Вы можете на глаз оценить, где нужно поместить источник, чтобы он отражался и попадал в камеру.

В 3ds Max есть инструмент выравнивания блика — «Place Highlight», с помощью которого можно поместить блик на объекте в нужное место.

Рассеивание света.

В реальном мире свет постоянно рассеивается. Очень редко можно встретить четкую тень или четкое пятно света от прожектора. Но при создании прожектора (spotlight) в 3d-редакторе вы получаете источник света без затухания по краям, что неправильно. Края должны быть размыты. Сравните, к примеру, с неточечным источником (area light – можно встретить разные варианты перевода этого термина: объемный ИС, рассеивающий ИС), который представляет собой отличный пример реалистичного источника света.

P. S. Картинка в шапке статьи (под названием Galapagos Giant Tortoise — галапагосская гигантская черепаха ) сделана австралийцем Eoin Cannon в 3ds Max + ZBrush + Photoshop. Смотрите обсуждение данной работы и ее изображение в максимальном разрешении .

Похожие статьи:

  • Наука создания фотореалистичного 3D (часть3). Тень, Пришла очередь продолжению сериала цикла статей о физической корректности ваших 3D сцен. Если пропустили начало, то обязательно читайте первую и…
  • Как увеличить скорость рендера каустики в Vray для… Многие из тех, кто пробовал рендерить каустику в VRay, знают, что это очень сильно увеличивает время рендера и поэтому не…
  • Что такое PBR: физически корректный рендеринг и… Разработчики прекрасного софта Substance Painter (и других полезных пакетов для упрощения процесса создания материалов) также проводят образовательную работу среди 3D…
  • Рендеринг | реалистичные материалы и освещение Это четвёртая часть большой статьи о современном положении дел с рендерингом: о новых направлениях в рендеринге; перспективы глобального освещения; глобальное…
  • Рендер дня — Bon Appetit — и не жалко меня варить? Инфо. Автор: Martin Ruizl, Чешская Республика. Инструменты: смоделировано в Maya и ZBrush, текстурирование в ZBrush и Photoshop, визуализация в Maya…
  • Наука создания фотореалистичного 3D (часть4). Виды… Готовьтесь, это будет длинная часть, но, как по мне, самая интересная. Напоминаю, что это четвертая часть цикла статей о науке…
  • Что такое PBR: физически корректный рендеринг и… Это вторая часть руководства по PBR. BRDF (двунаправленная функция распределения отражений) BRDF рассматривается как функция, которая описывает отражательные свойства…

Вам понравилась статья ? Хотите отблагодарить автора? Расскажите о ней друзьям.
Или подпишитесь на обновление блога по E-Mail.

Ответов: 7 к статье “Наука создания фотореалистичного 3D (часть2). Наука освещения в 3D.”

дельные вещи пишите, никогда не задумывался о реалистичности изображения с такой точки зрения, всегда отталкивался, относительно зрительного восприятия мира.
продолжайте буду почитывать!

Огромное спасибо за цикл статей. Все популярно, с пояснениями, с иллюстрациями. Очень полезно и приятно читать. Большая просьба продолжать писать далее. Обязательно буду читать.

Прочетал все, очень понравилось, спасибо огромное по больше бы таких статей.

Дякуючи Render.ru потрапив на ваш блог. З цікавістю вичитую все, і навіть всі коменти. Тут все коротко, чітко і ясно. Ви просто мега супер, що для нас смертних так невимушено і легко подаєте безцінну інформацю.

Дякую, я Ваш прихильник. Respect!

Уважаемый, а как мне найти первую часть этого цикла? Под каждой статьей этого цикла есть ссылки на 2-6, но не в одной из них нет ссылки на самую первую статью)

Ну как же;) самая первая ссылка в этой статье — она ведёт на первую часть.

Хороше пояснення!! @__@ Автору шана ВЕЛИЧЕЗНА.

Добавить комментарий