Использование 3ds Max и mental ray для архитектурной визуализации

часть 4

Материал Architecture and Design

Вы не обязаны использовать материал mental ray. На самом деле, вы не должны использовать материал mental ray до тех пор, пока вы полностью не освоите концепции mental ray. Материал mental ray - очень гибкий материал, используемый в основном для специальных эффектов или тонкой настройки. Он редко нужен и при повседневной архитектурной визуализации.

Теперь 3ds Max включает новый материал, предназначенный для фотореалистической визуализации, который называется Architecture and Design Material (mr Arch+Design). Этот материал - лучший выбор для создания архитектурной визуализации. Он более прост в использовании и предоставляет больше расширенных средств по управлению материалом в сравнении с материалами 3ds Max типа Architectural, Standard, Raytrace или DGS. Этот материал использует высококачественные модели закраски и предоставляет управление через несколько параметров, которые очень полезны для фотореалистической архитектурной визуализации.

© Electric Gobo / Karcher Client: ERCO Leuchten GmbH,www.erco.com

Профи имеют доступ ко всей сложности материала mental ray, но начинающие пользователи могут добиться хороших результатов, используя только несколько элементов управления.

Хотя на первый взгляд пользовательский интерфейс выглядит сложно, но все самые важные элементы управления вы найдёте сверху. По умолчанию вкладки с элементами управления расширенными функциями свёрнуты.

Интеграция с 3ds Max

Этот новый материал в действительности является плагином 3ds Max. Он хорошо работает с индикатором Reflectance/Transmittance и командой Show Map in Viewport. Его диффузный цвет корректно отображается во вьюпорте.

Настройка материала на основании набора предварительных настроек

Набор предварительных настроек (Templates) испытал влияние материала Architectural. Однако данная технология лучше. Набор предварительных настроек только запускает сценарий, расположенный в папке /plugCfg/mrArchMtl/. На функции этого сценария не накладывается ограничений - он может делать всё, что угодно, даже что-то достаточно сложное, заполняющее процедурными картами слоты карт материала. Теперь вы можете взять набор предварительных настроек, которые действительно выглядят как керамическая плитка или дерево.

Параметры, управляемые картами

Добавляя параметрам карты, вместо простого изменения значений, вы можете добиться интересных эффектов для более сложных поверхностей. Следующий пример использует карты для цвета и глянцевитости (glossiness). В сочетании с материалом Blend, могут быть визуализированы практически любые сложные материалы.

© 2007 Electric Gobo / Karcher, www.electricgobo.com

Физическая корректность

Этот шейдер сделан для вычисления GI и сохраняет энергию. Это означает, просвечивающая часть бумаги не может отражать и передавать более 100% принятой энергии, что соответствует реальному мирую Это важно, поскольку многие пользователи, особенно начинающие, не понимают отношений между диффузным и отражающим значениями материала в реальном мире. В материале Arch+Design эти значения связаны, что даёт гораздо лучшие результаты.

Матовое стекло и размытые отражения

Пользователи 3ds Max часто хотят уменьшить глянцевитость (glossiness) для независимого размытия отражений или преломлений. Управление этим особенно полезно для архитектурной визуализации. Например, вы можете использовать это для создания стеклянной панели, матированной с обратной стороны, что бы получить размытое преломление и зеркальное отражение в едином материале.

Просвечивание (translucency)

Материал Arch+Design имеет свойство просвечивания. Замкнутые объекты могут иметь свойство проникновения света через материал, включая тени с обратной стороны, что полезно для абажуров, штор, освещённых солнцем, непрозрачный плексиглас или сильно замёрзшее стекло.

Анизотропия

Анизотропия - это различие физических свойств (оптической плотности, коэффициента преломления, плотности и т.д.) для некоторых материалов при измерении их по различным направлениям. В области компьютерной графики анизотропные поверхности будут изменять свой вид при повороте вокруг их геометрической нормали.

Материал Arch+Design имеет параметры для управления анизотропией, которые также могут изменяться посредством карт, для создания сложных эффектов, таких как сталь, шлифованная щёткой (brushed steel).

Интерполированные отражения и преломления

Интерполированные отражения и преломления - это оптимизирующий трюк, который увеличивает скорость визуализации при уменьшении точности. Он в основном используется для глянцевых полов или полированных металлов, когда точность не важна.

Некоторые тесты показываю десятикратный прирост скорости визуализации при приемлемом качестве. Качество сильно зависит от контрастности сцены - для сцен с низкой или средней контрастностью вы получаете качество, трудноотличимое от визуализации без интерполяции, при этом визуализация изображения быстра и эффективна. Для сцен с высокой контрастностью, как например с системой дневного света (daylight system) и её HDR-солнцем, интерполяция может давать артефакты из-за различий в значениях сэмплов. В этих случаях вам придётся отключить опцию Fast Glossy.

Чёткие отражения. Время визуализации 100%.

Размытые отражения. Время визуализации 200%.

Размытые отражения с интерполяцией. Время визуализации 160%.

Reflect Highlights + FG Only

Эта опция запрещает отражения, трассируемые лучами, и использует параметры Reflectivity/Glossiness для простой и быстрой настройки блика по Фонгу. Если эта опция включена, материал Arch+Design при вычислении бликов не только ищет источники света, но и учитывает решение Final Gathering. Это свойство новое для 3ds Max. Этот эффект выглядит похожим на очень приглушённое размытое отражение, но при этом почти не увеличивается время визуализации. Поэтому, если у вас есть ярко освещённая стена, этот материал будет реагировать на неё. Если вы представите огромный зрительный зал с местами, отделанными глянцевой кожей, то мощь этой функции станет особенно заметна.

То, что выглядит как мягкое размытое отражение, является бликом FG. Для некоторых поверхностей это выглядит убедительно и почти не требует дополнительного времени на визуализацию.

© Electric Gobo / Karcher
Client: ERCO Leuchten GmbH, www.erco.com rerendered by Zap Andersson, mental images

Final Gather Quality Multiplier и карта важности

Этот метод оптимизации позволяет вам указать какие части объекта получают больше внимания от Final Gatherer во время визуализации.

Вы можете сделать следующее:

1. Визуализировать сцену с Final Gathering.
2. Определить артефакты, вызванные FG.
3. В Photoshop закрасить чёрным и белым те места карты, где вы хотите увеличить сэмплинг.
4. Использовать эту карту в материале в режиме экранной карты (screen map). (карта типа Bitmap с координатами для окружения (типа Environ), Mapping: Screen - прим перев.)
5. Повторить визуализацию..

FG будет делать лучшее сэмплирование в указанных областях.

В качестве альтернативы, вы можете просто использовать параметр FG Quality локально для данного материала. В качестве примера можно взять простое большое выставочное пространство с чистыми стенами. Для такого типа сцены глобальные настройки FG могут быть установлены низкими, и при этом давать высокое качество. Для высокодетализированных объектов в этой комнате, например для статуи, качество FG может быть поднято для отдельного объекта.

Затенение фонового освещения (Ambient Occlusion)

В материал включён популярный шейдер Ambient Occlusion. Обратите внимание, что тем не менее техника была оптимизирована, поэтому он будет быстрее и лучше, чем существующие шейдеры, особенно для материала Arch+Design.

В основном затенение фонового освещения используется для улучшения световых эффектов на крошечных деталях, где объекты пересекаются, и удаления артефактов "плавающего" объекта. Раньше такие детали требовали очень высоких настроек FG. Затенение фонового освещения даёт похожие или лучшие результаты, требуя небольшую частичку времени визуализации.

Эффект скругления углов (Round Corners)

Эта функция материала mr Arch+Design реализует тонкий эффект, который помогает "компьютерный вид" визуализированных изображений.

В реальном мире рёбра не идеально прямоугольные и чёткие. В каждом углу всегда есть небольшое скругление. Изогнутые металлы, формованные пластмассы, металлические отливки, стеклянные и деревянные панели - всё имеет то, что мы в обиходе называем правильными углами, в реальности всегда имеет небольшую фаску. В архитектурной визуализации это особенно важно для мебели. Здесь на помощь приходит функция Round Corners, сохраняя много сил и времени, автоматически создавая скруглённые углы на всей мебели и подобной геометрии. Этот эффект достигается ценой очень небольшого дополнительного времени визуализации.

Функция Round Corners - только визуальный эффект и не влияет на саму геометрию. Она просто изменяет нормали во время визуализации; технически - это карта бампа. По этой причине тени по прежнему показывают геометрию так, как она есть в действительности - с чёткими углами.

Дисплейсмент-преобразование (Displacement Mapping)

Дисплейсмент на входе использует то же, что используется для карты бампа. Только он не имитирует поверхностный рельеф, а создаёт соответствующую геометрию. Дисплейсмент может требовать много памяти и времени, но для травы на переднем плане он часто является лучшим выбором. Для лучших результатов рассмотрите использование карты Normal. Она требует некоторого времени для настройки, но даёт прекрасное изменение поверхности для важных деталей на среднем плане.

Бамп-преобразование, влияющее только на глянец

Этот материал предлагает опцию бамп-преобразования только для глянца (Do not apply bumps to the diffuse shading). Основное использование этой опции - имитировать толстый слой лака, когда бамп влияет только на слой лака, а не на основную геометрию, как это часто бывает на полах.

Бамп-преобразование в непрямом освещении

Алгоритм Final Gathering может выполнять бамп-преобразование, основываясь на непрямом освещении, что даёт дополнительные детали в областях сглаженных тусклых теней.

Отсекающее преобразование (Cutout Mapping)

Эта новая функция даёт возможность получить результаты, не достижимые другими шейдерами mental ray в 3ds Max. Если ваш проект требует много отверстий произвольной формы или много отсечений геометриии, например перфорированный металл, решётки, резные ограды или растения, вероятно вы не будете их моделировать. Старая техника заключалась в использовании карт непрозрачности (opacity) для создания невидимых областей для имитации отверстий. Эта техника всегда имела проблему получения того же результата с бликами и другими каналами, а также проблему с отсутствием отверстий ещё и при визуализации отражений. Новая функция отсечения решает эти проблемы: она не делает вообще никакого шейдинга в тех областях, которые отсекаются картой.

Раздельные каналы для окружающей среды (Environment)

3ds Max позволяет легко отделить карты окружения для отражения и преломления от карты фона, что чрезвычайно помогает при высокоуровневом композинге или при быстром просмотре визуализации клиентского продукта в HDR-окружении. Вы можете установить окружение локально для отражений и преломлений, что бы перекрыть настройку окружения для сцены. Этф возможность доступна и для материала Arch+Design, и для шейдера mental ray Physical Sky.

Совет

Задержите курсор над любым элементом интерфейса материала Arch+Design и вы увидите полезную подсказку.

Перевод © 2011-2012 Black Sphinx. All rights reserved.