Autodesk 3D Studio Max/სინათლის დამოკიდებულება და ჩრდილების ვიზუალიზაცია

ვიკიწიგნებიდან
Jump to navigation Jump to search

სინათლეს გააჩნია სამი მთავარი დახასიათება : Multiplier (სიკაშკაშე), Color (ფერი) და მათ მიერ განათებული ობიექტებისაგან გამოყოფილი Shadow (ჩრდილები). სცენაზე სინათლის წყაროს განლაგებისას აუცილებელია ყურადრება მივაქციოთ მათ ფერს. დღის სინათლის წყაროებს გააჩნიათ ცისფერი შეფერილობა, ასევე ხელოვნური სინათლის წყაროს შესაქმნელად საჭიროა მივცეთ მას ყვითელი ფერი. ასევე უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ქუჩის სინათლეზე იმიტირებული სინათლის წყაროს ფერი, დამოკიდებულია დღე-ღამის დროზე. ამიტომ, თუ სცენის სიუჟეტი მოგვაგონებს საღამოს დროს, მაშინ განათება უნდა იყოს ზაფხულის საღამოს წითელი ფერის შეფერილობით. სხვადასხვა ვიზუალიზატორები წარმოგვიდგენენ თავიან ჩრდილების ფორმირების ალგორითმებს. ობიექტისგან გამოყოფილმა ჩრდილმა შესაძლოა ბევრი რამ თქვას - რა სიმაღლეზე იმყოფება მიწიდან, როგორი ზედაპირის სტრუქტურა აქვს, რომელზე ეცემა ჩრდილი, როგორი სინათლის წყაროთია განათებული ობიექტი და ა.შ. ასევე ჩრდილს შეუძლია კონტრაქტი დადოს წინა და უკანა გეგმებს შორის, ასევე შეუძლია ”გასცეს” ობიექტი, რომელიც ვერ მოხვდა ვირტუალური კამერის ობიექტივის განსაზღვრის არეში. ობიექტის მიერ გამოყოფილი ჩრდილის ფორმისგან დამოკიდებული სცენა შესაძლოა გამოიყურებოდეს რეალურად(სურ. 140), ან არც ისე დამაჯერებლად(სურ. 141).

სურ 140.ობიექტები რბილი ჩრდილით.gif

სურ 141.ობიექტები მკვეთრი ჩრდილით.gif

ნამდვილი სინათლის სხივი იტანს დიდი რაოდენობის არეკვლასა და გარდატეხას, ამიტომ რეალურ ჩრდილებს ყოველთვის გააჩნიათ გაფანტული მხარეები. სამგანზომილებიან გრაფიკაში გამოიყენება სპეციალური ტერმინი, რომელიც აღნიშნავს ასეთ ჩრდილებს - რბილი ჩრდილები. რბილი ჩრდილების მიღება საკმაოდ რთულია. ბევრი ვიზუალიზატორი რბილი ჩრდილების პრობლემას წყვიტავს, 3ds max 7-ში არაწერტილური განათებების დამატებით, რომლებსაც გააჩნიათ მართკუთხედული, ან სხვა ფორმა. ასეთი განათებები სინათლეს გამოყოფენ არ მხოლოდ ერთი წერტილიდან, არამედ მთლიანი ზედაპირის წერტილებიდან. აქედან გამომდინარე, რაც უფრო მეტია ესეთი განათებები, მით უფრო რბილია ჩრდილი. არსებობს ჩრდილების ვიზუალიზაციის რამოდენიმე გზა : ჩრდილების რუკის გამოყენება (Shadow Map), ნაკვალევი (Raytraced) და გლობალური განათება (Global Illumination). ჩრდილების რუკის გამოყენება საშუალებას იძლევა მივიღოთ გაფანტული ჩრდილი უკოხტაო მხარეებით. Shadow Map (ჩრდილების რუკა) -ის მთავარი კონფიგურაცია - ესაა ჩრდილის რუკის ზომა(პარამეტრი size(ზომა)), რომელიც მდებარეობს პარამეტრების რგოლში Shadow Map Params (ჩრდილების რუკის პარამეტრები) (სურ. 142). თუკი რუკის ზომას შევამცირებთ, მიღებული ჩრდილის სიკოხტავეც შემცირდება. ნაკვალევის მეთოდი საშუალებას იძლევა მივიღოთ იდეალური ფორმის ჩრდილი, თუმცა ისინი თავიანთი მკვეთრი კონტურით არადამაჯერებლად გამოიყურებიან. ნაკვალევს ეძახიან გამოყოფილი შუქური სხივის სინათლის წყაროდან კამერის ობიექტივამდე განვლილ გზას, ობიექტების სცენისაგან მათი ანარეკლის და გამჭირვალე გარემოში გარდატეხის ჩათვლით. ნაკვალევის მეთოდი ხშირად გამოიყენება სცენებზე, რომლებზეც მდებარეობენ სარკისებული ანარეკლები.

სურ 142.რგოლი Shadow Map Params (ჩრდილების რუკის პარამეტრები).gif

3ds max 5-დან დაწყებული, რბილი ჩრდილის მისაღებად გამოიყენება მეთოდი Area Shadows (განაწილებული ჩრდილები), რომელსაც საფუძვლად უდევს ნაკვალევის უმნიშვნელოდ სახეშეცვლილი მეთოდი. Area Shadows (განაწილებული ჩრდილები) საშუალებას იძლევა ობიექტიდან გავითვალოთ ჩრდილები ისე, რომ თითქოს სცენაზე არსებობს არაერთი სინათლის წყარო, არამედ წერტილური სინათლის წყაროების ზოგიერ მხარეებში თანაბრად განსაზღვრული ჯგუფი. მიუხედავად იმისა რომ სხივის ნაკვალევის მეთოდი ზუსტად აწარმოებს ფორმირებული ჩრდილის პატარა დეტალებს, არ შეიძლება მისი ჩათვლა ჩრდილების ვიზუალიზაციის იდეალურ საშუალებად, იმიტომ რომ ამ მეთოდით მიიღება მკვეთრი ჩრდილები. გლობალური განათების მეთოდი (Radiosity) საშუალებას იძლევა ფინალურ გამოსახულებაში მივიღოთ რბილი ჩრდილები. ეს მეთოდი ითვლება ნაკვალევის მეთოდის ალტერნატიულ მეთოდად. თუკი ნაკვალევის მეთოდი ვიზუალიზაციას უკეთებს სცენის მხოლოდ იმ განყოფილებებს, რომლებზეც ხვდებიან სინათლის სხივები, გლობალური განათების მეთოდი გაითვლის სინათლის გაფანტვას სცენის გაუნათებელ, ან ჩრდილში არსებულ განყოფილებებში, გამოსახულების თითოეულ პიქსელზე დაყრდნობით.


რჩევა!
გლობალური განათება საშუალებას გვაძლევს მივიღოთ რეალური გამოსახულება, თუმცა ვიზუალიზაციის პროცესი ძლიერ ტვირთავს სამუშაო ადგილს და ამასთანავე მოითხოვს დიდ დროს. ამიტომ ზოგიერთ შემთხვევაში აზრი აქვს გამოვიყენოთ გაფანტული სინათლის ეფექტის იმიტირებადი განათების სისტემა. ამ დროს სინათლის წყაროები განლაგებულნი უნდა იყვნენ ისე, რომ მათი მდებარეობა ემთხვედოეს სინათლის პირდაპირი დაცემის ადგილებს. ასეთ წყაროებს არ უნდა ჰქონდეთ ჩრდილები და უნდა გააჩნდეთ პატარა სიკაშკაშე. ამ მეთოდით არ მიიღება იმდენად რეალური გამოსახულება, რამდენადაც შეიძლება მივიღოთ, გლობალური განათების ნამდვილი მეთოდით. თუმცა, სცენებზე, რომლებსაც გააჩნიათ უბრალო გეომეტრია, ეს მეთოდი სრულიად გამოსადეგარია.


არსებობს რამოდენიმე გლობალური განათების გათვლის მეთოდი. გამოყოფილი სინათლის გათვლის ერთ-ერთი საშუალებაა - ფოტონური ნაკვალევი (Photon Mapping). ეს მეთოდი გულისხმობს გლობალური განათების გათვლას, ფოტონური რუკების შექმნაზე დაფუძვნებით. ფოტონების რუკებს გააჩნიათ ნაკვალევის დახმარებით მიღებული ინფორმაცია სცენის განათებაზე. ფოტონური ნაკვალევის მეთოდის უპირატესობის დასკვნა შეიძლება იმით, რომ ფოტონური რუკის ხედში ერთხელ დამახსოვრებით ფოტონური ნაკვალევის რეზულტატები მოგვიანებით შესაძლოა გამოყენებულ იქნან სამგანზომილებიანი სცენის ანიმაციის გლობალური განათების ეფექტის შესაქმნელად. ფოტონური რუკის საშუალებით გათვლილი გლობალური განათების ხარისხი დამოკიდებულია ფოტონომების რაოდენობაზე, ასევე ნაკვალევის სიღრმეზე. ფოტონური ნაკვალევის საშუალებით, ასევე შესაძლებელია მოვახდინოთ კაუსტიკური ეფექტის გათვლა.