10.2. Типы материалов

По умолчанию предлагается тип материала Standard. Сходство с реальными объектами стандартным материалам обеспечивает введе-ние характеристик диффузного рассеивания, зеркального отражения, степень блеска поверхности, степень прозрачности и т. д. Они также позволяют применять текстурные карты, с помощью которых можно добиться внешнего сходства с реальными материалами.

Помимо стандартных материалов, возможно использование и других типов материалов. Они обладают специфическими, только им присущими свойствами. Например, материал Raytrace (Трассируе-мый), подобный стандартному материалу, но обеспечивающий фор-мирование эффектов отражения и преломления методом трассировки световых лучей.

На рис. 10.2 представлено окно Material/Map Browser со спи-ском типов материалов [1]. Типы материалов:

– Blend (Смесь) – материал, состоящий из двух других типов материалов;

Рис. 10.2. Окно Material/Map Browser со списком материалов

– Double–sided (Двусторонний) – материал, состоящий из двух материалов, один из которых предназначен для лицевой, а дру-гой – для изнаночной стороны граней объекта;

– Ink’n Paint (Обводка и заливка) – материал для формирования изображений с обводкой контуров объектов линиями заданной толщины и однородной цветовой заливкой внутри контуров (для традиционной анимации);

– Shell Material (Материал–оболочка) – материал для создания «запеченных» вместе с тенями и зеркальными бликами света текстур;

– Shellac (Шеллак) – сочетание двух материалов, применяемое для имитации лакированных поверхностей;

После назначения материала объекту есть возможность видеть его в видовом окне, окончательный вид можно получить только после выполнения операции Render.

21. Как применить текстурные bitmap (растровые) и процедурные карты: checker (шахматное поле), gradient (градиент), gradient ramp (сложный градиент)?

10.3. Текстурные карты

Окраска большинства объектов имеет характерный рисунок в виде узора или набора пятен с меняющимися формами и размерами определенного цвета и яркости. Такие характерные рисунки называются текстурами. Для имитации реальных текстур в 3 ds max применяются карты текстур. Простейшая карта – это растровое изображение. Дру-гие карты (изображения) формируются на основе специальных алго-ритмов – это так называемые процедурные карты. Карты использу-ются для увеличения реализма материалов.

Рис. 10.3. Текстурные карты и вкладка текстур Maps

Карты могут имитировать текстуры, отражения, преломления и другие эффекты. Можно использовать карты, чтобы создать среду. Каналы проецирования в свитке Maps (рис. 10.3) являются отправны-ми точками для совершенствования вида материала.

Можно манипулировать, комбинировать, ответвлять карты мно-жеством способов, заставляя даже простые поверхности выглядеть бо-гатыми и сложными. Внимательная работа может сделать модель пре-дельно реалистичной и эффектной. Список текстур можно получить, щелкнув на кнопке с надписью None в соответствующем канале.

Текстурные карты – это Bitmap (Растровые) изображения (например, в форматах JPEG, GIF) или процедурные (генерируемые про-граммным путем с использованием специальных алгоритмов) изобра-жения, которые можно наносить на поверхность объектов либо ис-пользовать для изменения свойств материала. Практически любой па-раметр материала может определяться числовыми параметрами либо с помощью текстурной карты.

С помощью карт деформации или выдавливания можно изменить геометрию поверхности объекта на основе интенсивности цветов растрового изображения. С помощью карт можно придать материалам и, соответственно, моделям более реалистичный вид. Кроме этого, карты можно накладывать на источники освещения или создавать фоновое изображение.

Недостатком использования карт является ограниченность их в пространстве. Поэтому используется операция Tailing – мозаичное покрытие всей поверхности выбранной картой. При этом появляется некая неправдоподобность, из–за однородности и швов между повторяющимися элементами текстуры. Хотя эти проблемы решаются путем использования специальных приемов.

Процедурные карты

Процедурные карты – это изображения, генерируемые расчетным методом. Двумерные карты представлены следующим списком (рис. 10.4).

– Checker (Шахматное поле) – создает узор в виде шахматных клеток двух заданных цветов. Цвета клеток могут быть замене-ны картами текстур.

– Combustion (Горение) – позволяет закрашивать непосредственно в битовом изображении или объекте и просматривать резуль-тат в окне просмотра Material Editor. Карта может включать другие эффекты горения.

– Gradient (Градиент) – создает картину плавного линейного или радиального перехода между тремя цветами.

– Gradient Ramp (Улучшенный градиент) – создает картину плавного перехода между произвольным числом цветов или карт текстур. Предлагает на выбор 12 типов переходов, имеет множество настраиваемых параметров.

– Swirl (Завитки) – создает спиральный узор из 2 цветов или карт текстур.

– Tiles (Плитка).

Рис. 10.4. Текстурные карты

22. Как применить процедурные карты: swirl (вихрь), noise (нерегулярность), dent (вмятины), cellular (ячейки), wood (дерево).

– Noise (Случайные пятна) – позволяет создавать материалы с ри-сунком в виде областей случайной формы и яркости на основе двух исходных цветов или текстур. Делает расцветку материала менее однородной, что придает ей более естественный вид (рис. 10.5).

– Dent (Вмятины) – имитирует случайные трехмерные впадины на поверхности. Чаще всего используется в канале Bump (Рель-еф). При создании такого рельефа используется фрактальный алгоритм.

– Cellular (Ячеистая) – генерирует ячеистые текстуры, имити-рующие природные и искусственные объекты, такие как гранит, 114

песок, пенопласт, галька и поверхность океана. Часто такая структура используется при создании органических образова-ний, в частности, при моделировании кожи.

– Wood (Древесина) – имитирует рисунок древесных слоев, поперечного и продольного срезов ствола дерева.

23. Что содержит диалоговое окно rendering (визуализация), вкладка common parameters (общие параметры)?

Для настройки параметров визуализации служит окно налога Render Scene (Визуализация сцены). Это окно содержит пять вкладок (рис. 9.1). Важно отметить, что окно контекстно–зависимое, и состав его панелей изменяется в зависимости от того, какой визуализатор ис-пользуется для текущей работы (устанавливается в списке Assign Renderer).

Щелчок на кнопке Render запускает процесс визуализации. Ус-тановите переключатель уровней качества визуализации в нижней части окна диалога Render Scene в одно из двух положений: Produc-tion (Итог) или Active Shade, для просмотра изменений материала, света, теней.

Preset (Предварительные настройки) позволяет использовать го-товые настройки для различных вариантов визуализации. Здесь же можно сохранить и свои настройки в файле для последующего ис-пользования. Если необходимо визуализировать изображение сцены не в том окне проекции, которое было активизировано до вызова окна диалога Render Scene, выберите наименование окна проекции, под-лежащего визуализации в раскрывающемся списке Viewport (Окно проекции).

Вкладка Common

На вкладке Common задаются общие параметры визуализации. Перечислим объекты свитка Common Parameters (Общие парамет-ры):

– Time Output (Интервал вывода) (рис. 9.2) задает величину интервала времени или диапазон номеров кадров, которые предстоит ви-зуализировать, используя следующие параметры раздела:

– Single (Текущий кадр) – визуализация активного окна проекции с формированием единственного текущего кадра анимации;

Рис. 9.2. Вкладки окна визуализации

– Active Time Segment (Активный временной сегмент) – визуа-лизация активного временного сегмента последовательности кадров, обозначенного на ползунке таймера анимации;

– Range (Диапазон) – визуализация серии последовательных кад-ров из диапазона, задаваемого с помощью двух счетчиков;

– Frames (Кадры) – визуализация отдельных кадров или несмеж-ных диапазонов анимации. Диапазоны кадров задаются начальным и последним номерами через тире, а отдельные диапазоны номеров кад-ров разделяются запятыми. Например, запись "1,3,5 – 12" запустит ви-зуализацию кадров с номерами 1 и 3, а также диапазона кадров с пято-го по двенадцатый;

– Every Nth Frame (Каждый N–й кадр) – счетчик интервала вы-борки кадров для визуализации, доступный в режимах Active Time Segment (Активный временной сегмент) или Range (Диапазон);

– File Number Base (База номеров файлов) – счетчик базового номера при формировании имен файлов в случае, если каждый визуа-лизируемый кадр будет сохраняться в отдельном файле. Например, если для визуализации определен диапазон кадров 0–30, базовый нмер задан равным 100, в счетчике Every Nth Frame (Каждый N–й кадр) указано 10, а в разделе Render Output (Вывод визуализации) введено имя выходного файла test.jpg, то визуализированные кадры будут записаны в файлы test0100.jpg, test0110.jpg, test0120.jpg и testO13O.jpg. Счетчик доступен в режимах Active Time Segment (Ак-тивный временной сегмент) или Range (Диапазон).

Раздел Output Size (Размер кадра) задает размер и разрешение выходного изображения:

– раскрывающийся список в верхней части раздела позволяет вы-брать вариант Custom (Специальный) либо один из ряда стандартных размеров кадров. При выборе варианта Custom (Специальный) можно задавать величины параметров Aperture Width (Ширина апертуры), Image Aspect Ratio (Пропорции изображения) и Pixel Aspect (Про-порции пикселя). При выборе одного из стандартных форматов все эти параметры автоматически принимают нужные значения, которые блокируются от изменений;

– Width (Ширина) и Height (Высота) – счетчики, в которых можно изменить высоту или ширину изображения в пикселях при вы-боре любого размера выходного кадра;

– четыре кнопки с надписями, соответствующие типовым значе-ниям разрешающей способности (320x240, 640x480 и т. д.), позволяют задать типовые значения высоты или ширины изображения в пик-селях. Щелчок правой кнопкой мыши на любой из этих шести кнопок вызывает появление окна диалога Configure Preset (Настройка типо-вых вариантов). Задайте в счетчиках этого окна новые значения ши-рины и высоты и щелкните на кнопке ОК. Указанные значения поя-вятся на соответствующей кнопке выбора типовых вариантов;

– Aperture Width (Ширина апертуры) задает ширину FOV (Поле зрения) модели съемочной камеры, но не изменяющую вид сцены в окне камеры. Если вы не собираетесь подгонять выходное изображе-ние под кадр съемочной камеры конкретного типа, этот параметр не следует менять;

– Pixel Aspect (Пропорции пикселя) задает отношение высоты пикселя к его ширине. Для экранов компьютерных мониторов вели-чина этого параметра равна 1, т. е. пиксели имеют квадратную форму. Для других устройств вывода изображений, например, видеомони-торов, форма пикселей может отличаться от квадрата;

– Image Aspect (Пропорции изображения) задает отношение ши-рины всего изображения к его высоте;

– кнопки со значками в виде замка позволяют заблокировать те-кущие значения параметров Image Aspect (Пропорции изображения) и Pixel Aspect (Пропорции пикселя). Если один или оба этих параметра заблокированы, то изменение значений в счетчиках Width (Ширина), Height (Высота) или в одном из незаблокированных счетчиков про-порций будет вызывать автоматическое изменение значений осталь-ных параметров в соответствии с зафиксированной величиной про-порции.

Раздел Options (Режимы) (рис. 9.2) содержит следующие флажки:

– Atmospherics (Включать атмосферные эффекты) включает ре-жим визуализации атмосферных эффектов. Сбрасывайте данный фла-жок в целях ускорения тестовой визуализации;

– Effects (Включить визуализацию эффектов) – активизация всех назначенных эффектов визуализации;

– Displacement (Смещение) активизирует смещения, полученные в результате применения карт смещений;

– Video Color Check (Контроль цветности) включает режим кон-троля цвета выходного изображения на предмет соответствия видео-сигналам стандартов NTSC и PAL. В зависимости от установок пара-метров, на вкладке Rendering (Визуализация) окна диалога Prefe-rence Settings (Настройка параметров) оттенки цвета изображения, не соответствующие названным стандартам, либо корректируются, либо помечаются выбранным цветом (обычно черным) с целью пре-дупреждения;

– Render to Fields (Формировать полукадры) включает режим визуализации изображения в виде двух полукадров, содержащих от-дельно нечетные и четные строки изображения. Обеспечивает плав-ность движения объектов анимации при ее воспроизведении на теле-визионных мониторах. Порядок следования полукадров задается на вкладке Rendering (Визуализация) окна диалога Preference Settings (Настройка параметров);

– Render Hidden Geometry (Визуализировать скрытые объекты) включает режим визуализации скрытых объектов сцены, которые ос-таются невидимыми в окнах проекций;

– Area Lights/Shadows as Points (Протяженные источники све-та/тени как точечные) включает режим, при котором протяженные ис-точники света рассчитываются по классическим алгоритмам. Эта воз-можность в некоторых случаях позволяет значительно ускорить про-цесс визуализации;

– Force 2–Sided (Изображать обе стороны) заставляет модуль ви-зуализации всегда изображать обе стороны граней. Используется при импорте геометрических моделей из других программ трехмерной графики, подобных AutoCAD, поскольку нормали граней объектов, импортированных из таких программ, обычно ориентированы случай-ным образом. Установка данного флажка обеспечивает визуализа-цию таких объектов, но ведет к росту времени визуализации;

– Super Black (Сверхчерный) включает режим ограничения мак-симальной степени черноты объектов. Если этот флажок установлен, то никакие части объектов не будут при визуализации становиться бо-лее черными, чем пороговый уровень черноты. Этот уровень задается в счетчике Threshold (Порог) раздела Super Black (Сверхчерный) вкладки Rendering (Визуализация) окна диалога Preference Settings (Настройка параметров).

Раздел Advanced Lighting (Улучшенное освещение) содержит следующие флажки:

– Use Advanced Lightning (Улучшенное освещение) включает непрямое освещение и визуализацию сцены;

– Compute Advanced Lightning when Required (Вычислять улучшенное освещение в случае необходимости) пересчитывает ре-зультаты непрямого освещения для анимации, если изменение поло-жения объектов требует этого.

Раздел Render Output (Вывод визуализации) (рис. 9.3) содержит следующие флажки:

– Save File (Сохранить файл). По умолчанию полученное изо-бражение отображается в виртуальном буфере. Для записи результа-тов визуализации в файл щелкните на кнопке Files (Файлы) и выберите нужный формат в раскрывающемся списке Save as type (Тип фай-ла) окна диалога Render Output File (Выходной файл визуализации). Введите имя выходного файла в поле Имя файла (File Name) (см. рис. 9.3).

Рис. 9.3. Вывод результатов визуализации

– Проследите за установкой флажка Save File (Сохранять в файл), чтобы обеспечить запись результатов визуализации в файл, имя кото-рого указано в текстовом поле справа от кнопки Files (Файлы). Если флажок будет сброшен, результаты продолжительной визуализации окажутся утраченными;

– флажок Rendered Frame Window (Визуализация в окне кад-ров), чтобы помимо записи результата визуализации в файл или на указанное устройство изображение выводилось на экран монитора в окно кадров предыдущих версий – виртуальный буфер кадров).

– флажок Net Render (Визуализация в сети), чтобы использовать сеть компьютеров для визуализации сложных сцен и продолжи-тельной анимации.

Рассмотрим объекты свитка Assign Renderer (Назначить визуа-лизатор). По умолчанию установлен визуализатор Default Scanline Renderer (Построчный визуализатор) (рис. 9.4).

– Auto–Reflect/Refract and Mirrors (Автоматическое отражение/ преломление и зеркала);

– Force Wireframe (Форсированный каркас). Толщину каркаса выраженную в пикселях, можно установить в поле Wire Thickness (Толщина каркаса).

Рис. 9.4. Назначение визуализатора

Кратко напомним об остальных разделах вкладки Renderer:

– Antialiasing (Сглаживание). Фильтрация карт материалов тре-бует множества вычислений. Можно управлять этим процессом путем выбора фильтров, которые действуют на пиксельном уровне.

– Global SuperSampIing (Глобальная сверхдискретизация). Про-цесс сглаживания применяется к материалам.

Две группы параметров отвечают за размывание движущихся изображений и объектов:

1. Object Motion Blur (Размывание движущегося объекта);

2. Image Motion Blur (Размывание движущегося изображения).

В группе Reflect/Refract Maps (Карты автоматического отраже-ния/преломления) можно задать количество итераций при визуализа-ции карт отражений.

Группа Memory Management (Распределение памяти). При включенной опции Conserve Memory (Сохранение памяти) потребле-ние памяти сокращается на 15 – 20 %, за счет увеличения времени ви-зуализации примерно на 4 %.

24. Что содержит диалоговое окно rendering (визуализация), вкладка render (визуализатор)?

25. Как создаются эффекты визуализации: depth of field (глубина резкости), film grain (зернистость пленки), color balance (цветовой баланс)?

Настройка глубины резкости

Для того чтобы установить фокус на определенный объект сцены (съемка крупным планом) используют эффект Depth of Field (Глубина резкости) (рис. 8.10). При этом объект, находящийся в фокусе камеры, отображается четко, а все остальные позади него – размыто (не резко).

Для того чтобы добавить данный спецэффект при визуализации, откройте диалоговое окно Rendering Effects (Эффекты визуализации) через пункт главного меню Rendering (Визуализация), а затем нажми-те кнопку Add (Добавить) и выберите Depth of Field (Глубина резко-сти) из списка (см. рис. 8.10).

Здесь же располагается группа Preview (Предварительный про-смотр), объединяющая кнопки Show Original (Показать исходную сцену), Update Scene (Обновить сцену), Update Effect (Обновить эф-фект). Флажки Effects All/Current (Эффекты Все/Текущий) позволяют отображать все или только текущий спецэффект, а флажок Interactive (Интерактивно) – мгновенно обновляет эффект после изменений на-строек.

Свиток Depth of Field Parameters (Параметры) содержит группу Cameras (Камеры) для выбора камеры наблюдения, подчиняющейся данному эффекту (Pick Camera) и Focal Point (Точка фокуса) для вы-бора фокальной точки (Pick Node) (см. рис. 8.10).

Рис. 8.10. Создание эффекта резкости

Группа Focal Parameters (Фокальные настройки) содержит флажки Custom (Настроить параметры) и Use Camera (Использовать параметры камеры).

Счетчики Horiz/Vert Focal Loss (Горизонтальные/Вертикальные потери фокуса), Focal Range (Фокальная зона) и Focal Limit (Фокаль-ный предел) настраивают соответствующие характеристики.

Эффект зернистости пленки и смазывания движения

Изображения, полученные реальными фотоаппаратами, содержат точечные вкрапления, так называемый эффект зернистости пленки. Имитировать такое явление помогает специальный эффект визуализа-ции (Rendering Effect) – Film Grain (Зернистость пленки) (рис. 8.11). Добавление зернистости уменьшает «идеальность» трехмерной кар-тинки, приближая ее к реальному виду.

Набор параметров (свиток Film Grain Parameters) исчерпывается счетчиком Grain (Зернистость) и флажком Ignore Background (Игно-рировать фон) (см. рис. 8.11).

Как известно, при съемке быстродвижущихся объектов возникает эффект смазывания. Имитировать смазывание объектов или всей сце-ны позволяет спецэффект Motion Blur (Смазывание движения). До-бавление эффекта производится в диалоговом окне Object Properties (Свойства объекта), которое можно вызвать с помощью контекстного меню.

Рис. 8.11. Создание эффекта размытости и зернистости

Группа Motion Blur (Смазывание движения) содержит флажок Enabled (Включено), флажки None (Нет), Object Юбъект), Image (Изо-бражение) и счетчик Multiplier (Множитель).

Дополнительные настройки эффекта осуществляются в свитке Max Default Scanline A–Buffer (Стандартный буфер) окна Rendering (Визуализация), в котором расположены группы Object Motion Blur (Смазывание движения объекта) и Image Motion Blur (Смазывание движения изображения).

Первая группа включает в себя флажок Apply (Применить), счет-чики Duration (frames) (Продолжительность (кадры)), Samples (Слож-ность) и Duration Subdivision (Число промежуточных копий).

Вторая группа (Image Motion Blur), в отличие от первой, имеет два флажка Apply to Environment Map (Применить на карту фона) и Work with Transparency (Работать с полупрозрачностью).

26. Как создаются эффекты визуализации: lens effects (линзовые эффекты), brightness and contrast (яркость и контраст)?

Линзовые спецэффекты монтажа

Рассмотрим последнюю группу оптических спецэффектов – это линзовые эффекты монтажа (Video Post Lens Effects). Линзовые эф-фекты – целый набор фильтров монтажа (Video Post) для обработки кадра с помощью графического буфера (G–Buffer).

Для настройки идентификатора графического буфера необходимо через контекстное меню открыть диалоговое окно свойств объекта (Object Properties), а затем назначить объектный канал (Object Channel) в группе G–Buffer (Графический буфер).

Альтернативный способ – это выбор канала материала, осущест-вляющийся в редакторе материалов (Material Editor). После присвое-ния идентификационного номера (канала) объекта он связывается с соответствующим каналом фильтра.

Рассмотрим основные виды линзовых эффектов:

– Lens Effects Highlight (Блики) добавляет блики различной сложности на поверхность объектов или на все изображение в целом.

– Lens Effects Glow (Свечение) используется для добавления сия-ния вокруг объектов.

– Lens Effects Flare (Вспышка) генерирует вспышку выбранного типа. Множество инструментов одноименного диалогового окна предоставляют широкие возможности настройки различных па-раметров вспышки. Вспышка присваивается определенному объекту сцены (Node).

27. Как создать и установить стандартные и фотометрические осветители photometric (фотометрические)?