Основы освещения в 3д: 5.1. Основы освещения в трехмерной графике. 3ds Max 2008 на 100 % |

Содержание

5.1. Основы освещения в трехмерной графике. 3ds Max 2008 на 100 %

ВикиЧтение

3ds Max 2008 на 100 %
Верстак Владимир Антонович

Содержание

5.1. Основы освещения в трехмерной графике

Правильное освещение значительно усиливает впечатление от простой сцены. Оно не только позволяет лучше передать форму предметов, но и создает общее настроение в сцене. При помощи ярких цветов и обилия света можно получить эффект праздника, а приглушенный свет и затененные предметы создадут ощущение напряженности и тревоги. Свет – это мощный инструмент в руках разработчика трехмерной графики, нужно только уметь правильно им пользоваться. В этой главе вы научитесь правильно ставить свет и строить тени, а также познакомитесь с объемным (видимым) светом.

Установленный правильным образом свет может значительно улучшить посредственную сцену, и наоборот, если источники света расставлены произвольным образом, даже хорошо смоделированная сцена покажется «бедной». Грамотное освещение определяет общую атмосферу изображения. При помощи света можно передать настроение, напряженность, радость, тоску, подчеркнуть достоинства и скрыть недостатки, а также сделать многое другое.

Существует несколько вариантов освещения. Наиболее часто встречаются два из них: трехточечное и местное (зонное). Местное применяется для освещения отдельных участков сцены и используется чаще всего в случае, когда сцена большая и ее невозможно эффективно осветить при помощи трехточечного освещения.

Трехточечное освещение является базовым в трехмерном моделировании. В его основе лежат три источника света: ключевой, контурный и заполняющий (иногда можно встретить другие определения).

Ключевой свет является основным. Обычно это самый яркий и освещающий большую часть сцены свет. Кроме того, это тот источник света, благодаря которому предметы в сцене отбрасывают тень.

Контурный свет используется для разделения предметов и фона, что, в свою очередь, определяет глубину пространства. Такой источник света обычно находится позади объектов сцены и по интенсивности слабее ключевого света.

Схема системы освещения

Схема системы освещения
Очень важно продумать ночное освещение участка. Сделать грамотное освещение, учитывая все особенности участка, расположение объектов и дорожек, можно, если создавать план освещения в программе «КОМПАС-3D» (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Схема системы освещения,

Глава 6 Создание садово-паркового освещения

Глава 6
Создание садово-паркового освещения
В данной главе рассматриваются вопросы создания садово-паркового освещения. Освещение участка выполняет две задачи – практическую и эстетическую. Практическая задача решает технические вопросы освещения территории,

Создание освещения

Создание освещения
В библиотеке программы Landscaping and Deck Designer в папке Electrical (Электричество) собрана целая коллекция различных изображений, которые могут пригодиться при оформлении участка. Садовые светильники находятся в папке Street Lamps (Уличные лампы), которая вложена в

Просмотр ночного освещения участка

Просмотр ночного освещения участка
Для представления участка с ночным освещением в программе Landscaping and Deck Designer предусмотрена специальная функция, позволяющая обозревать вид участка ночью. Рассмотрим подробнее, как это сделать.Нажмите кнопку Toggle Sunlight (Переключатель

Создание освещения

Создание освещения
Чтобы участок был красивым в темное время суток, чтобы использовать его с комфортом даже ночью, необходимо продумать и внести в план проекта осветительные приспособления. В библиотеке программы таких приспособлений достаточно – здесь есть внешние

Модель освещения

Модель освещения
В OpenGL используется модель освещения Фонга, в соответствии с которой цвет точки определяется несколькими факторами: свойствами материала и текстуры, величиной нормали в этой точке, а также положением источника света и наблюдателя. Для корректного

Основы освещения в трехмерной графике

Основы освещения в трехмерной графике
Правильно установленный свет может значительно улучшить посредственную сцену и, наоборот, если источники света расставлены произвольным образом, даже хорошо смоделированная сцена покажется «бедной». Грамотное освещение

Стандартные источники освещения

Стандартные источники освещения
Свиток Object Type (Тип объекта) подкатегории Standard (Стандартные) категории Lights (Источники света) содержит кнопки для создания стандартных источников освещения (рис. 8.5).
Рис. 8.5. Инструменты создания стандартных источников освещенияСреди этих

Фотометрические источники освещения

Фотометрические источники освещения
Действие фотометрических источников света основано на реальных свойствах света, что дает возможность организовать физически точное освещение. Они способны почти идеально воспроизвести любой реальный источник света: от лампочки

Упражнение 2. Использование стандартных источников освещения

Упражнение 2. Использование стандартных источников освещения
Согласно замыслу, освещение в нашей сцене дневное, причем за окном солнечный летний день, и свет льется в окно, оставляя на полу солнечные пятна.1. Откройте файл Коробка помещения.max. В окне проекции Front (Вид

Динамическое вращение трехмерной модели

Динамическое вращение трехмерной модели
Команда 3DCORBIT активизирует возможность постоянного вращения вида по орбите и вызывается из падающего меню View ? Orbit ? Continuous Orbit или щелчком на пиктограмме Continuous Orbit на плавающей панели инструментов Orbit или 3D Navigation.Работая в этом

Стандартные способы освещения сцены

Стандартные способы освещения сцены
Работая над сценой, мы до сих пор работали в условиях стандартного освещения. Стандартное освещение не нужно отдельно включать и настраивать. Лучи стандартного света падают справа сверху по отношению к ракурсу обзора пользователя. В

Система освещения интерьеров в mental ray

Система освещения интерьеров в mental ray
Mental ray использует собственные источники света. Эти источники весьма разнообразны, но мы используем лишь те, которые позволяют удобно настроить мягкое освещение интерьера.Окончательная мягкая картинка будет возможна лишь после

5.1.1. Создание трехмерной модели радиатора

5.1.1. Создание трехмерной модели радиатора
Итак:1. Нажмите кнопку Создать на панели Стандартная:
В открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь (рис. 5.2).
2. На панели Вид нажмите кнопку списка справа от кнопки Ориентация:
Укажите вариант Изометрия XYZ (рис. 5.3).
3. В

5.

2.1. Создание трехмерной модели втулки

5.2.1. Создание трехмерной модели втулки
Условие. Создать трехмерную модель втулки согласно приведенной иллюстрации (рис. 5.14).
Решение.1. Нажмите кнопку Создать на панели Стандартная:
В открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь (см. рис. 5.2).2. На панели Вид

Угол освещения

Угол освещения
Фронтальное освещениеВо всех руководствах по фотографии говорится, что, снимая при солнечном свете, лучше располагаться так, чтобы солнце находилось сзади фотографа и его лучи освещали передний план объекта. Это самые простые световые условия: сцена

Основы освещения в трехмерной графике. 3ds Max 2008

Основы освещения в трехмерной графике

Правильно установленный свет может значительно улучшить посредственную сцену и, наоборот, если источники света расставлены произвольным образом, даже хорошо смоделированная сцена покажется «бедной». Грамотное освещение определяет общую атмосферу изображения. При помощи света можно передать настроение, напряженность, радость, тоску, подчеркнуть достоинства и скрыть недостатки, а также сделать многое другое.

Контурный свет используется для разделения предметов и фона, что в свою очередь определяет глубину пространства. Такой источник света обычно находится позади объектов сцены и по интенсивности слабее ключевого света.

Совет

Технические приемы и принципы работы с источниками света в трехмерных сценах не отличаются от используемых в фотографии, кино, театре и т. д. При желании больше узнать о типах освещения и их применении вы можете воспользоваться соответствующей литературой.

Освещение часто является фундаментом для цветового моделирования, придающего сцене акцент и глубину. Предметы в сцене не будут выглядеть плоскими, если их прорисовать светотенью, то есть характером распределения освещенности по форме в зависимости от положения ее различных поверхностей по отношению к источнику света. Чтобы предметы выглядели объемными, на них должны присутствовать свет, блик, полутон, а на самой затененной части поверхности – собственная тень (рис. 5.1). Последняя всегда в той или иной степени подсвечена светом, отраженным от других предметов, так называемым рефлексом. Наконец, предметы отбрасывают от себя на соседние предметы падающую тень, которая обычно бывает темнее собственной тени. Только при правильном соотношении этих световых фаз можно с предельной правдоподобностью передать объем предмета.

Рис. 5.1. Градации светотени

В природе каждый объемный предмет определенного цвета ограничивается кривыми или плоскими поверхностями, которые при освещении попадают в разные световые и цветовые условия. Лучи света, падая на различные поверхности предметов, освещают их неравномерно, отчего поверхности выглядят различными по тону и цвету. Одни части поверхности получают больше света, другие – меньше. Степень освещенности предмета изменяется, прежде всего, в зависимости от расстояния до источника света: чем ближе находится источник света, тем сильнее освещение.

Степень освещенности поверхности зависит от угла падения лучей света на поверхность, а также от фактуры и цвета самой поверхности. Гладкая, полированная поверхность лучше отражает свет, чем шероховатая или матовая. Поверхность темного цвета поглощает больше света, чем светлая. На очень темных и на очень светлых поверхностях светотеневые градации видны плохо, так как глаз не способен различать переходы слишком слабых (рис. 5.2) или сильных (рис. 5.3) световых оттенков.

Рис. 5.2. Затемненная поверхность предмета

Рис. 5.3. Засвеченная поверхность предмета

Задача разработчика трехмерной графики состоит в том, чтобы найти правильное соотношение световых фаз за счет настроек и расположения источников света в пространстве виртуальной сцены, а также использования ее общей освещенности и создания эффекта глобального освещения.

На предметах со сложным рельефом или орнаментом наиболее ясно детали видны в полутени, в тени их четкость понижена. Собственная тень всегда в той или иной степени подсвечена светом, отраженным от других предметов. Падающая тень не имеет резких разграничений с собственной тенью. Тональности их сближены, контуры основания предмета сливаются с горизонтальной плоскостью. Чем ближе к предмету падающая тень, тем она темнее. Такая закономерность сохраняется на переднем плане. Внутри и на дальнем плане она высветляется рефлексами от окружения (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Падающая тень

Рефлексы не только высветляют тени, но и придают им свой цветовой оттенок. Свет, полутень, тень имеют на поверхности предмета определенное местоположение, а блик – нет, так как зависит не только от направления источника света, но и от местоположения камеры (точки в пространстве, с которой мы видим предмет). На предметах с блестящими (глянцевыми) поверхностями блики и рефлексы ярче и определеннее по своим границам, чем на матовых и шероховатых. Форма и цвет их находятся в прямой зависимости от формы и цвета прямого или отраженного источника света.

Чтобы лучше понять принцип действия источников света, создайте сцену. Используйте для этого простые примитивы Plane (Плоскость) и Teapot (Чайник). Расположите камеру и источники света так, как показано на рис. 5.5 и 5.6.

Рис. 5.5. Вид сцены в окне проекции Top (Cверху)

Рис. 5.6. Вид сцены в окне проекции Front (Спереди)

Рассмотрим более подробно процесс создания сцены, с которой вы будете работать в дальнейшем.

Последовательность создания любой сцены приблизительно такова: сначала создаются объекты, затем располагается и настраивается камера и только после этого ставится свет.

Прежде всего, создадим плоскость, на которой будет располагаться чайник. Для этого выполните из команду Create ? Standard Primitives ? Plane (Создать ? Простые примитивы ? Плоскость) главного меню и в окне проекции Top (Сверху) постройте плоскость произвольного размера.

Для создания примитива Teapot (Чайник) выполните команду Create ? Standard Primitives ? Teapot (Создание ? Простые примитивы ? Чайник). В данном случае размер и плотность сетки чайника не имеют значения. Единственное требование, чтобы он располагался на плоскости и был сопоставим с ней по размерам.

Совет

Возможно, вам будет удобнее использовать для создания объекта вкладку Create (Создание) командной панели.

Камера создается аналогичным способом. Выполните команду Create ? Cameras ? Target Camera (Создание ? Камеры ? Направленная камера). После того, как построен объект и в сцене установлена камера, направленная на объект-чайник, можно переходить к созданию источников света.

Прежде чем создавать источники света, нужно отметить, что освещение сцены зависит также от настроек подсветки в окне Environment and Effects (Окружающая среда и эффекты), которые равномерно распределяют начальный уровень освещенности всех объектов.

Начинать расстановку источников света в сцене следует с основного освещения, то есть с ключевого. Примерно 80 % сцены будет освещено именно этим источником света, поэтому необходимо правильно расположить его в сцене. Он должен в целом освещать всю сцену (или нужную часть). Такой источник света не должен быть слишком ярким, чтобы не засветить предметы, или темным, иначе исчезнет объем на визуализированном изображении. На рис. 5.7 показано, что получилось у меня после визуализации сцены с одним ключевым источником света. В данном случае я использовал Target Spot (Направленный с целью) с затуханием, чтобы оттенить задний план, на котором ничего нет (если бы в глубине сцены присутствовали другие объекты, то необходимо было бы их показать, увеличив световое пятно). Для его построения выполните команду Create ? Lights ? Standard Lights ? Target Spotlight (Создание ? Источники света ? Стандартные источники света ? Направленный с целью).

Рис. 5.7. Сцена, освещенная ключевым источником света

Первое, что бросается в глаза при взгляде на готовое изображение, – отсутствие падающей тени, непонятное положение чайника в пространстве (он то ли стоит на плоскости, то ли висит в воздухе).

Активизируйте в настройках источника света тень. Для этого в области Shadows (Тени) свитка General Parameters (Общие параметры) настроек источника света в нижней части командной панели установите флажок On (Включить). Это позволит источнику света генерировать простые тени от объектов сцены (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Появилась тень, и положение чайника на плоскости стало более естественным

Теперь чайник не «висит» в воздухе, а стоит на плоскости. Но вместе с тем он стал сливаться с тенью, в результате чего частично пострадало восприятие объема.

Добавим в сцену источник света для контурного освещения. Для этой цели используем еще один Target Spot (Направленный с целью) (на рис. 5.5 и 7.6 он расположен справа от камеры). Естественно, что интенсивность его несколько ниже, чем ключевого источника, так как этот источник света является второстепенным и его основная задача в данном случае «оторвать» чайник от фона. Чтобы дать общее представление о том, какая интенсивность построенных источников света у меня в сцене, приведу значения параметров Multiplier (Яркость): для контурного источника света – 0,52, для ключевого света – 1,3.

Выполните последнюю настройку для данного источника света, сняв флажок Specular (Цвет блеска), который находится в свитке Advanced Effects (Дополнительные эффекты). Для наших целей достаточно, чтобы этот источник света освещал область диффузного отражения, не создавая области зеркального отражения. В реальности это обычно отраженный свет от других предметов, который не имеет большой интенсивности и не способен генерировать яркие блики.

Как только вы добавили этот источник света, объекты приобрели объем, а сцена – пространство (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Контурное освещение придало чайнику объем и отделило его от фона

Применим небольшой трюк, который поможет улучшить восприятие предмета и сделать его цвет более естественным. Для этого сделаем источник контурного света цветным, что поможет передать цвет, отраженный от поверхности, на которой стоит чайник. Естественно, применяемый к источнику света цвет должен соответствовать цвету той поверхности, которая будет отражать свет (в нашем случае это плоскость, на которой стоит чайник). Цвет этой поверхности красно-коричневый, значит именно такой цвет должен присутствовать в свитке Intensity/Color/Attenuation (Интенсивность/цвет/затухание) (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Цвет, добавленный источнику света, придал чайнику более естественную окраску

Общее восприятие картины немного портит то, что на чайнике слишком темная собственная тень. Исправить положение поможет третий источник света – заполняющий. Его назначение – смягчить тени и полутени на предмете. Как и контурный, заполняющий свет не должен быть ярким и не должен создавать на поверхности объектов блики.

В данном случае для построения источника освещения воспользуемся точечным источником света Omni (Всенаправленный). Для этого выполните команду Create ? Lights ? Standard Lights ? Omni (Создание ? Источники света ? Стандартные источники света ? Всенаправленный). Данный источник освещения должен находиться между двумя существующими источниками и быть позади камеры. Как уже говорилось выше, назначение его заключается в том, чтобы равномерно заполнить светом промежуток между самым ярким местом на объекте и его собственной тенью. Как и для контурного, запретите в настройках заполняющего источника света создание области зеркального отражения, сняв флажок Specular (Цвет блеска). После этого можно посмотреть на результаты сделанных настроек (рис. 5.11).

Рис. 5.11. В сцену добавлен заполняющий свет

Правильное расположение теней очень влияет на восприятие сцены зрителем. Управление тенями играет ключевую роль в использовании источников света. С чрезмерным или недостаточным количеством теней сцена не будет выглядеть реалистичной и убедительной.

Отбрасывание теней представляет собой сложный процесс, именно тени добавляют в завершенную сцену реализм. Тени, построенные посредством трассировки лучей, требуют большое количество времени для визуализации, a Shadow Map (Карта теней) в дополнение к используемому времени визуализации – еще и ресурсов памяти. Ограничение падения точечного света только той областью, которая требует теней, сэкономит время визуализации. Уменьшение количества объектов, отбрасывающих тени, при помощи настроек объекта или источника света, также сократит расходы ресурсов на визуализацию.

По умолчанию источники света работают с тенью Shadow Map (Карта теней). Это относительно быстрая для просчета тень, но вместе с тем и наименее точная с точки зрения трассировки лучей и качества. Более правильную с физической точки зрения тень дает Ray Traced Shadows (Трассированная тень), но она, так же как и тень Shadow Map (Карта теней), не становится светлее по мере удаления от предмета. Появление типа Area Shadows (Площадная тень) решило эту проблему.

В некоторой степени недостатком Shadow Map (Карта теней) и Area Shadows (Площадная тень) является значительное увеличение времени просчета сцены, особенно, если в ней используется несколько источников света с такой тенью, а у Area Shadows (Площадная тень) указано большое значение размытия тени на краях.

До создания таких теней существовали подключаемые модули или сценарии, которые генерировали по кругу дополнительные источники света на небольшом расстоянии друг от друга. Таким образом тени, создаваемые многими источниками, перекрывались при визуализации и давали размытый контур. Существует более простой и, что самое приятное, легкоуправляемый способ, который, однако, имеет некоторые ограничения. Он заключается в том, чтобы назначить источнику света с отрицательным значением параметра Multiplier (Яркость) созданную пользователем текстурную карту Projector Map (Карта проектора).

Для построения такой карты нужно выделить источник света, который будет отбрасывать тень, и в любом окне проекции (например, в окне Left (Cлева)) выбрать вид из этого источника. Для этого щелкните на названии окна проекции правой кнопкой мыши, в результате чего появится контекстное меню (рис. 5.12), в котором следует выбрать нужный источник света (в моем случае это Spot01), выполнив команду Views ? Spot01 (Вид ? Объект Spot01).

Рис. 5.12. Контекстное меню для выбора вида отображения

Если вы все сделали правильно, то в окне проекции будет такой вид, как будто мы смотрим из камеры (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Вид со стороны источника света Spot01

Далее нужно исключить из визуализации все объекты, которые не будут отбрасывать тень. Сцена содержит всего два геометрических объекта: Plane (Плоскость) и Teapot (Чайник), но их может быть гораздо больше. Чтобы исключить объект из визуализации, выполните следующие действия.

1. Щелкните на нужном объекте правой кнопкой мыши.

2. В появившемся контекстном меню выберите пункт Object Properties (Свойства объекта). В результате откроется одноименное окно.

3. Снимите флажок Renderable (Визуализируемый) в области Rendering Control (Управление визуализацией).

4. Щелкните на кнопке OK для подтверждения выполненных изменений.

Совет

Можно исключить объекты из визуализации и другим способом. Для этого выделите все «ненужные» геометрические объекты и щелкните на них правой кнопкой мыши. В появившемся контекстном меню выберите пункт Hide Selection (Спрятать выделенное).

Визуализируйте стандартными средствами вид из окна, в котором установлен источник света, с типовым значением разрешающей способности 800 ? 600. После этого сохраните изображение в файл в формате, поддерживающем альфа-канал (например, TIFF).

Откройте сохраненный файл в программе растровой графики, допустим Adobe Photoshop, и, выделив альфа-канал, залейте его белым цветом. Если фон не черного цвета, то инвертируйте выделение и залейте все остальное черным цветом (то есть объекты сцены должны быть белыми, а фон черным, как показано на рис. 5.14).

Рис. 5.14. Карта теней на начальном этапе

Как только вы это сделаете, можно переходить к созданию размытых краев на изображении. Это можно сделать разными способами, например воспользоваться программой Photoshop, где применить для выделения градиентную маску, а затем использовать фильтр размытия по Гауссу. Важно, чтобы по мере удаления от основания объекта (от плоскости, на которой стоит чайник и на которую будет отбрасывать тень) размытие становилось более заметным (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Законченная карта теней

Как только размытие будет готово, сохраните его в любом удобном для вас формате и продолжите работу в 3ds Max.

Вернувшись в программу, нужно клонировать источник света, благодаря которому образуется тень (в данном случае это ключевой свет). Для этого выполните следующие действия.

1. Выделите источник света, который необходимо клонировать.

2. Выполните команду Edit ? Clone (Правка ? Клонирование) и в появившемся окне Clone Options (Параметры клонирования) выберите тип создаваемых при дублировании объектов, установив переключатель в положение Copy (Независимая копия объекта).

3. В окне Clone Options (Параметры клонирования) также задайте объекту значимое имя, чтобы впоследствии было легче выбирать его из списка, например shadow.

После этого активизируйте источник света (если он до сих пор не выбран) и разверните свиток Advanced Effects (Дополнительные эффекты), где в качестве Projector Map (Карта прожектора) выберите вашу карту тени (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Свиток Advanced Effects (Дополнительные эффекты) для карты теней

В свитке Intensity/Color/Attenuation (Интенсивность/цвет/затухание) установите отрицательное значение параметра Multiplier (Яркость) (у меня эта величина равна –1,25). Исключите из освещения чайник (чтобы тень не ложилась на него, а только на плоскость). Для этого щелкните в свитке General Parameters (Общие параметры) на кнопке Exclude (Исключение) и в появившемся окне Exclude/Include (Исключение/включение) исключите чайник из визуализации (рис. 5.17).

Рис. 5.17. Окно Exclude/Include (Исключение/включение) с исключенным из освещения чайником

Теперь можно выполнить финальную визуализацию сцены (рис. 5.18).

Рис. 5.18. Результат финальной визуализации сцены

Конечно, кроме достоинств, этот метод имеет и недостатки, один из которых – невозможность формирования падающих на объект теней от самого себя (как в данном случае с ручкой крышки). Однако часто можно добиться великолепных результатов при минимальных затратах сил, времени и компьютерных ресурсов.

В папке ExamplesГлава 05Base_light прилагаемого к книге DVD находится файл сцены данного упражнения, который называется Base_light.max.

Примечание

В видеоуроке «Урок 28. Установка освещения в сцене», который находится на DVD, прилагаемом к книге, показан пример установки освещения в сцене.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Схема системы освещения

Глава 6 Создание садово-паркового освещения

Создание освещения

Просмотр ночного освещения участка

Создание освещения

Модель освещения

Основы освещения в трехмерной графике

Стандартные источники освещения

Фотометрические источники освещения

Упражнение 2. Использование стандартных источников освещения

Динамическое вращение трехмерной модели

Стандартные способы освещения сцены

Система освещения интерьеров в mental ray

5.1.1. Создание трехмерной модели радиатора

5.2.1. Создание трехмерной модели втулки

5. 2.1. Создание трехмерной модели втулки
Условие. Создать трехмерную модель втулки согласно приведенной иллюстрации (рис. 5.14).
Решение.1. Нажмите кнопку Создать на панели Стандартная:
В открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь (см. рис. 5.2).2. На панели Вид

Угол освещения

3D освещения в анимации; Пошаговое руководство + пример видео

Содержание

4.4 7 голосов

Рейтинг статьи

Время чтения: 6 минут

Пре-продакшн

Производство

Пост-продакшн

3
Поскольку три заключительных этапа этапа производства 3D-анимации, 3D VFX, освещение и рендеринг тесно связаны друг с другом; среди которых освещение имеет существенное влияние.

3D-освещение — один из важнейших элементов любого визуального представления. Освещение в 3D-анимации очень похоже на освещение в фотографии или кинопроизводстве. Художник по свету настраивает комбинацию источников света, чтобы либо привлечь внимание к определенной части обстановки, задать общее настроение сцены, либо представить естественные свойства сцены, такие как время суток.

Роль 3D-освещения может быть еще более важной в 3D-рекламе, визуализации продуктов или гиперреалистичной 3D-анимации. Художник по свету может значительно выделить различные детали объектов; без должного освещения все выглядит непривлекательно и скучно.

Давайте кратко рассмотрим этап освещения конвейера 3D-анимации в студии 3D-анимации.

Но перед этим, вот ускоренное видео различных стадий освещения в нашем последнем анимационном проекте:

Что такое 3D-освещение?

3D Lighting — это набор инструментов и методов, используемых для моделирования света в компьютерной 3D-среде. Методы 3D-освещения предлагают огромную гибкость в отношении уровня детализации и функциональности. Они также работают на разных уровнях сложности. Художники по свету могут выбирать из множества источников света, эффектов, инструментов и методов, которые соответствуют их потребностям.

Так же, как фотография или видеосъемка, этап освещения конвейера 3D-анимации заключается в том, чтобы сделать 3D-сцену или эпизод видимым определенным образом посредством настройки различных источников света. Освещение особенно важно в 3D-анимации, потому что оно должно поддерживать историю, передавать настроение кадра, а также визуально убедительно отображать место, время суток и даже погоду.

Эти факторы имеют гораздо большее значение, когда речь идет о более длительных проектах. Создание последовательной схемы освещения для всего 3D-фильма или телешоу — одна из самых больших задач, с которыми сталкивается отдел освещения студии 3D-анимации.

Различные типы трехмерных световых эффектов в анимации

Свет, который мы видим вокруг себя в реальном мире, на самом деле представляет собой сложную комбинацию окружающего света и различных дополнительных источников света. Огромная часть света, который мы видим каждый день, — это реальный свет далекой горящей звезды, освещающей наше небо и бесчисленное количество раз отражающейся в окружающей среде. Вот почему вне прямого света объекты редко бывают полностью темными.

Высококачественные движки рендеринга, обеспечивающие высококачественное окружающее освещение, которое может создавать чрезвычайно убедительные сцены. Однако стандартные механизмы рендеринга создают похожий эффект, добавляя значение освещения ко всем пикселям изображения. Global Illumination (GI) и Skydome — два наиболее часто используемых алгоритма, используемых в студиях 3D-анимации, таких как Dream Farm, для создания убедительного окружающего освещения в 3D-средах.

Skydome Lighting: Skydome — эффективный инструмент для имитации света от купола над сценой; представляющий небо. Его можно даже использовать с HDR-изображениями для освещения на основе изображений. Skydome в основном используется для наружных сцен, но при необходимости может быть реализован и для внутренних сцен.

Глобальное освещение: Алгоритмы глобального освещения рассчитывают распространение света по всей сцене. Такие алгоритмы не только учитывают прямое освещение, но и рассчитывают непрямое освещение, при котором световые лучи от одного и того же источника отражаются другими поверхностями в сцене. Таким образом, они создают очень реалистичное освещение, очень похожее на то, что мы видим в реальном мире.

В сочетании с этими двумя источниками света можно использовать различные типы источников света. Взгляните на некоторые из них, чтобы лучше понять уникальные свойства и потенциал каждого из них; в сочетании с GI и Skydome. Экспериментируя с этими инструментами и методами, вы сможете эффективно имитировать реальное освещение в виртуальной среде:

1. Направленный свет

Направленный свет (также известный как бесконечный свет) отлично подходит для имитации солнечного или лунного света, потому что создаваемый им свет распространяется параллельными лучами; как далекий источник света. Этот источник света падает на полигоны сцены с одинаковой интенсивностью.

2. Точечный источник света

Точечный источник света (также известный как всенаправленный свет) излучает свет из одной маленькой точки во всех направлениях. Его часто используют для создания заполняющего света, потому что он не имеет определенной формы или размера. Чем ближе объект к источнику света, тем ярче он кажется. Лампочка — это пример всенаправленного/точечного освещения в реальном мире.

3. Area Light

Area Light излучает свет с определенной поверхности определенной формы и размера; Например, окно, люминесцентный светильник или панель с задней подсветкой. Другими словами, Area Light — это физически обоснованный источник света, который испускает направленные лучи из заданной границы; создание мягких и реалистичных теней. Эти свойства делают его популярным выбором для освещения продуктов или архитектурной визуализации. Зональные источники света имеют общее направление, но они не излучают параллельные лучи, как направленный свет.

4. Прожектор

Очень популярная категория источников света в любом программном обеспечении для 3D-анимации в прожекторах. Прожектор создает конус света в одном направлении; при этом свет становится более интенсивным ближе к источнику и к центру конуса. Художник по свету может управлять углом конуса, определять размер света или смягчать внешний край конуса, чтобы создать различные эффекты. Фонарик — очевидный пример прожектора в реальном мире.

3 Основные методы освещения в трехмерной среде

Существует три основных метода освещения, которые широко используются в фотографии, кино, театре и живописи. Эти три простых метода освещения можно применить и к виртуальной 3D-среде, чтобы создать базовое освещение для 3D-анимации. Однако 3D-освещение не ограничивается этими тремя методами и может быть намного сложнее.

1. Трехточечное освещение

Трехточечное освещение, вероятно, является наиболее распространенным, в котором, очевидно, используются три источника света:

Ключевой свет: , самый интенсивный из трех и основной источник света; размещается сбоку от предмета.
Заполняющий свет: менее интенсивный, размещенный на противоположной стороне основного источника света, чтобы слегка заполнить тень, отбрасываемую основным источником света.
Контурный свет: , который размещается позади объекта, чтобы отделить его от фона, добавив блик вокруг него.

2. Двухточечное освещение

Двухточечное освещение больше всего похоже на то, что мы видим каждый день: основной источник света (солнечный свет) и дополнительный свет, окружающий его (окружающее освещение неба).

3. Одноточечное освещение

Одноточечное освещение имеет только один источник света без дополнительного источника для заполнения теней. Это экстремальная техника, используемая для создания очень драматического эффекта.

Как стать художником по 3D-освещению?

Освещение — важный элемент любой 3D-анимации. Специалисты по освещению 3D-анимации очень похожи на художников по освещению фильмов и художников-художников. Они должны уметь создавать определенное настроение в кадре или последовательности или показывать каждую деталь объекта с помощью освещения.

Художник по 3D-освещению также отвечает за согласованность освещения в каждой последовательности и во всей 3D-анимации; особенно в крупных производствах. Как только производство достигает определенного размера, факторы качества и времени делают невозможным для анимационных студий создание полноценных проектов 3D-универсалами. Вот почему более крупные студии 3D-анимации диверсифицируют свою рабочую силу компьютерной графики в профессиональные команды, состоящие из преданных моделистов, монтажников, аниматоров, художников по текстурам и специалистов по освещению.

Для художника по 3D-освещению важно выбрать программное обеспечение, такое как Autodesk Maya, и освоить его. Их знания и опыт работы с любым программным обеспечением, которое они используют для освещения персонажей и декораций, должны использоваться для создания атмосферы 3D-анимации. Но этого будет недостаточно. Они должны понимать, как ведет себя свет, и иметь всесторонние знания о свете, цвете и о том, как разные материалы или текстуры работают при разных типах освещения.

Чтобы узнать больше о текстурировании, ознакомьтесь с нашей статьей о трехмерном текстурировании в анимации.

Ознакомьтесь с нашей статьей о теории цвета персонажей, в которой мы рассказываем о тонкостях создания идеального образа персонажа с помощью лучших практик теории цвета.

В конце концов, эта техника является фундаментальной для профессионала в области 3D-освещения, но также необходимы художественное чутье и творческий подход. Эти качества в сочетании с соответствующей практикой делают специалиста по свету невероятно ценным для любой студии 3D-анимации.

Заключение

3D-освещение — важный аспект каждого проекта 3D-анимации. Это процесс, в котором создаются источники света трехмерной среды, оттенки, тени и отражения. Освещение в 3D-анимации очень похоже на фотографию или фильм: комбинация источников света либо привлекает внимание к определенной части обстановки, либо создает общее настроение сцены, либо представляет природные свойства, такие как время суток или даже погода.

Следующим шагом в конвейере 3D-анимации будет 3D-рендеринг. Как упоминалось ранее, 3D VFX, освещение и рендеринг тесно связаны друг с другом и могут потребовать нескольких изменений для лучшей совместной работы. Поэтому для студии 3D-анимации важно создать правильные отношения между профессиональными командами.

Араш Нагди

Араш — это аналог Базза в «Истории игрушек», когда он уходит в бесконечность и дальше, но никогда не возвращается! ответственный за наш блог и контент-маркетинг, он всегда восхищает аудиторию своим упорством и страстью к созданию необычных вещей.

Пайам Адиб

Создание «чего-то» из «ничего» — величайшая радость для Пайам. Он считает, что создание контента является результатом его врожденных качеств, включая непрекращающуюся тягу к рисованию, поэзии, фотографии, музыке и письму.

Что такое 3D-освещение в анимации? Пошаговое руководство (2022)

Что такое 3D-освещение в анимации? Пошаговое руководство

Жасмин Кататикарн | Последнее обновление: 13 апреля 2022 г.

В визуальных эффектах и 3D-анимации освещение — это то, что создает эмоции и настроение, которые могут создать или разрушить фильм. Это то, что задает эмоцию сцены и делает или ломает фильм.

Но как осветить сцену? И какие существуют типы 3D-освещения?

Сегодня вы узнаете именно об этом. Читайте дальше!

Что такое 3D-освещение?

Обо всем по порядку:

Что такое 3D-освещение и зачем оно нужно? Это то, что мы рассмотрим дальше.

Введение в трехмерное освещение

3D-освещение — это применение света и теней к сцене, созданной компьютером. По сути, профессиональные художники по свету используют различные программные 3D-приложения для освещения сцены. Эти приложения могут имитировать естественный свет, имитировать его поведение в реальной жизни и взаимодействовать с окружающей средой, чтобы добавить реализм сцене.

Например, это несколько изображений, сделанных нашими студентами, изучающими свет. Видите, как освещение создает эмоции для этих изображений?

Авторы и права: Лаура Бруссо

Авторы и права: Ануар Фигероа

Авторы и права: Райан Хансфорд

Зачем нужно 3D-освещение?

Игра тени и света помогает:

Вызывать правильные эмоции
Поддержка рассказывания историй
Установить настроение и тон сцены
Сосредоточьте взгляд зрителя на самом важном элементе изображения
Укажите время суток, климат и/или место съемки
Выделение определенных персонажей или объектов в сцене
Создайте иллюзию глубины и объема
Поддержание непрерывности
Представьте визуальный стиль
Создать дизайн освещения

Как используется 3D-освещение?

3D-освещение используется во всех аспектах анимационного фильма. Он также используется в играх, видеопроизводстве и цифровых произведениях искусства.

Но как освещается сцена? Вам нужно будет найти справочные материалы, оценить сцену, оптимизировать исходную сцену и применить правильное освещение.

Это подробный процесс, поэтому вам придется проявить изобретательность в плане ускорения рабочего процесса.

Программное обеспечение для 3D-анимации: Для освещения базовой 3D-анимации вы будете применять различные источники света из программного обеспечения для 3D-анимации. Эти программные приложения поставляются с множеством источников света, включая базовые источники света, акцентные источники света, фильтры и блокираторы, чтобы улучшить атмосферу и создать реализм в сцене слой за слоем. Цифровое освещение различается в зависимости от используемого программного обеспечения для 3D-анимации и средства визуализации.

Справочные материалы: У каждого цифрового художника есть свои предпочтения в отношении того, как начать освещение сцены, но обычно первым шагом является поиск исходных изображений. Художники используют эталонные изображения, чтобы получить представление о правильном освещении, которое они будут использовать для создания реалистичной сцены. Без референсных изображений будет сложно добиться ощущения правдоподобности сцены, поэтому итоговое изображение может выглядеть мультяшным из-за выключенного освещения.

Должны ли вы в значительной степени полагаться на эталонные изображения или использовать их просто как источник вдохновения для своей работы? Это полностью зависит от вас. Вполне нормально полагаться на справочные материалы, если вы застряли на сложной анимации.

Тем не менее, не бойтесь экспериментировать с программным обеспечением для освещения. Используйте эталонные изображения в качестве руководства для понимания сцены, которую вы анимируете, но дайте волю своему воображению, чтобы создать оригинальный кадр.

Если вы хотите увидеть, как освещается сцена, ознакомьтесь с нашим учебным пособием ниже: освещение

Какие существуют 5 типов освещения? Эти типы освещения обычно используются в 3D-освещении и являются основополагающими для любого художника по свету.

1. Прожектор

Прожектор создает конусообразный свет с интенсивностью, сфокусированной в центре излучаемого луча. Вы можете контролировать интенсивность отбрасываемого луча, но прожектор имеет тенденцию создавать резкие тени и свет, который сужается по бокам.

Это освещение часто используется для имитации фонарика, настольной лампы, уличного фонаря или автомобильной фары в сцене. Прожектор также используется для создания трехточечного освещения, состоящего из трех прожекторов для освещения сцены.

Фото: pixabay.com

2. Точечный источник света

Точечный источник света, также известный как «омни-свет», излучает свет во всех направлениях. Свет не имеет определенной формы или размера, а тени, которые он создает, жесткие с размытыми краями. Интенсивность освещения, попадающего на объекты сцены, указывает на расстояние между этими объектами.

Это освещение часто используется для изображения лампочки на открытом пространстве или свечей или рождественских огней на дереве.

3. Area light

Источник света излучает свет от поверхностей, создавая мягкие тени без параллельных лучей. Размер и форма источника света имеют заданную границу прямоугольника или круга. Зональный свет часто используется для изображения мягкого флуоресцентного освещения или света из окна.

4. Направленный свет

Направленный свет является полной противоположностью точечного света, поскольку источник света создает параллельные световые лучи в одном направлении. Светом можно управлять, регулируя положение и цвет света или вращая источник света. Освещение бесконечно перемещается по сцене независимо от положения источника света.

Направленный свет часто используется для имитации солнечного или лунного света в сцене. Он идеально подходит для освещения больших открытых пространств.

Источник: youtube.com

5. Освещение Skydome с картами HDRI / Освещение на основе изображений (IBL)

Освещение Skydome обычно используется для освещения внешних сцен. Он имитирует свет от сферы или купола, который представляет небо над сценой. Освещение Skydome можно использовать с изображениями с высоким динамическим диапазоном (HDR) для создания освещения окружающей среды на основе изображений.

Хотя важно понимать эти различные типы освещения, вам также необходимо знать, как освещать сцену.

Вот что мы рассмотрим дальше.

4 важных совета по 3D-освещению

Если вы хотите осветить сцену, вам нужно принять во внимание несколько вещей. Давайте узнаем, что они из себя представляют.

1. Используйте модели высокого качества

Если модель, которую вы освещаете, смотрит в сторону, освещение не будет выглядеть реалистично. Например, плохо сделанная модель может иметь шаткую или неровную поверхность, а при освещении смоделированная поверхность вообще не будет выглядеть гладкой. Очень важно визуализировать модель под разными углами, чтобы проверить, хорошо ли выглядит модель под каждым углом.

Исправьте любые проблемы с моделированием, как только вы их увидите, иначе окончательный результат не будет хорошо выглядеть при финальном рендеринге. ( Совет для профессионалов : Инвестиции в нашу библиотеку объектов освещения — лучший способ получить доступ к высококачественным, готовым к освещению персонажам и сценам.)

2. Установите основной свет

Основной свет должен быть хорошо настроен чтобы освещение и тени могли передать правильную форму и структуру сцены. Правильное расположение основного света также может повлиять на композицию, определяя положительное и отрицательное пространство. Если основной источник света был настроен правильно, кадр мог передать настроение и атмосферу сцены даже без звука.

3. Реальное освещение несовершенно

Реальное освещение имеет форму, а яркость зависит от источника света. Свет не идеально равномерен по всей поверхности; у него есть характер и недостатки. Вам нужно нанести на карту источники света или использовать градиенты, чтобы добиться естественного освещения, особенно в отражениях.

4. Не забывайте о композиции

Освещение позволяет вам манипулировать взглядом зрителя, направляя внимание туда, куда вы хотите. В этом сила хорошо продуманной композиции. Если вы боретесь с композицией, мы предлагаем изучить фундаментальные художественные теории, такие как правило третей, золотое сечение и теория сетки. Поняв основы композиции, вы узнаете, как использовать освещение для поддержки композиции.

Вот и все, что касается основ 3D-освещения для анимации. Но как вы используете 3D-освещение в разработке игр? Это то, что мы рассмотрим дальше.

3D-освещение в разработке игр

В разработке игр освещение используется не только для освещения сцены; это часть общего повествования и игрового процесса. Если освещение выключено, это повлияет на пользовательский опыт, что приведет к низким продажам. Вот почему так много программных приложений ориентированы на разработку игр.

Освещение, используемое в 3D-играх

При разработке игр направленный свет, прожектор, окружающий свет и точечный свет часто используются для освещения персонажей и объектов, а также для добавления глубины и топологии поверхностей.

Направленный свет часто используется для одновременного освещения всего мира постоянным светом. Его можно использовать как солнечный свет, лунный свет и т. д. Но поскольку в большинстве сцен используется только один направленный свет, этот тип освещения работает скорее как ключевой свет.
Прожектор также часто используется в играх, чтобы обозначить определенные направления и/или определить определенные места во время игры.
Точечный свет также применяется для привлечения внимания к данному источнику света.
Простейшая форма освещения — окружающий свет. Обычно он применяется в качестве заполняющего света, особенно для наружных пространств.

Точное или реалистичное освещение можно получить только с помощью математических расчетов. Это то, что программные 3D-приложения проводят, чтобы определить, как свет взаимодействует с различными поверхностями. Многие принципы освещения, применяемые в кино и фотографии, применимы и к геймдеву.

Однако, поскольку видеоигры интерактивны, освещение часто меняется в зависимости от действий персонажей. Например, если персонаж стреляет из лазеров, освещение, окружающее указанного персонажа, меняется каждый раз, когда появляется лазерный луч.

Освещение игры

Установка источника света: Независимо от того, какую игру вы создаете, очень важно определить источник света, потому что он задает тон игры. Источником света может быть что угодно, от солнца до уличного фонаря. Если источник света не установлен полностью, это может повлиять на работу пользователя.

Ведите игрока: Помимо освещения объектов и добавления реализма игровому миру, вы можете использовать освещение для идентификации объектов и угроз, а также помочь персонажу пройти через игровое окружение.

Используйте реальные образцы: Не полагайтесь полностью на программное обеспечение для воссоздания естественного освещения. Используйте справочные материалы, чтобы получить правильное освещение. Просматривайте фотографии реального мира, смотрите фильмы с освещением, соответствующим тому, что требуется для сцены, и делайте фотографии в разное время дня, чтобы увидеть, как свет взаимодействует с окружающей средой в реальном мире.

Вот и все, что касается использования 3D-освещения в разработке игр. Далее давайте посмотрим, как вы можете построить карьеру художника по свету.

Как стать художником по 3D-освещению?

Наконец, сможете ли вы стать художником по 3D-освещению? Именно это мы и рассмотрим в этой главе.

Преимущества профессии художника по свету

Работа художника по свету дает множество преимуществ. Вы создадите работу, которой будете гордиться. Вы будете работать над захватывающими проектами, которые будут вдохновлять и развлекать людей для будущих поколений. У вас будет возможность поработать с одними из лучших художников в анимационной индустрии, побывать в интересных местах и получить уникальный, изменяющий жизнь опыт на протяжении всей долгой и успешной карьеры.

О, и да, приобретите достаточно знаний и умений, и вам будут платить большие деньги!

Откуда мы знаем? Потому что у нас, Майка и Жасмин, многолетний опыт работы в отрасли. Некоторые привилегии включали времяпровождение с детенышем кенгуру и работу над существующими фильмами, такими как «Рио» и «Ледниковый период».

Изучите основы

Художник по свету должен иметь наметанный глаз, чтобы создать правильное освещение, которое требуется для конкретной сцены.

Чтобы стать художником по 3D-освещению, вам необходимо изучить основы освещения, развить свое художественное чутье и отточить свои технические навыки.

Вы должны иметь глубокое понимание различных художественных концепций, таких как затенение, композиция, теория цвета, теория дизайна и перспектива. Вам также необходимо освоить стандартные программные приложения.

Мы предлагаем семинары по программным приложениям, которые используют большие студии, например:

Maya Workshop
Мастерская Арнольда
Мастерская катаны
Мастерская Красного смещения
Нереальная мастерская
Октановая мастерская

Как только вы разовьете свое художественное чутье и технические навыки, вы сможете рассказывать истории с помощью правильного освещения.

Специализируйтесь на освещении

Вы должны специализироваться на освещении, если хотите, чтобы ваша работа выделялась. Художественные школы предлагают различные курсы по 3D-анимации, но не многие из этих школ специализируются на 3D-освещении.

И хотя вы всегда можете узнать о 3D-освещении самостоятельно, мы предлагаем записаться на онлайн-курс по освещению, чтобы получить прочную основу.

Для правильного освещения необходимо глубокое понимание многих художественных принципов. То же самое можно сказать и об использовании популярных программных приложений для 3D-освещения; вам нужно знать, какие инструменты лучше всего подходят для сцены. Большинство бесплатных ресурсов не будут подробно обсуждать это. Самое замечательное в записи на курс художника по свету заключается в том, что вы можете изучать основы 3D-освещения в своем собственном темпе.

Наша школа предлагает ряд курсов по освещению, в том числе:

Комплект курсов по освещению для анимации
Освещение персонажей для анимационных фильмов

Чтобы ознакомиться с 3D-освещением, начните с нашей книги: Освещение для анимации: искусство визуального повествования.