1

2

Вместо вступления.Работа над переводом этой книги началась в конце ноября 2010 года и наконец-то завершилась.(чему, я несказанно рад). Спасибо всем - кто помогал на форуме http://blender3d.org.ua/ и всем кто верил в успех этого мероприятия.

Отдельная благодарность тем, кто вызвался перевести весь текст книги на рус-ский язык, а это: LinuxFan7, FanFanya, Arhiwall, MexaHuk, rimus, widmo, j8mess, mageaster, alexey.

А так-же редакторам, с чьей помощью были выловлены все(или почти все) ошибки в тексте: Злый Бабун, Arhiwall, J8mess, Striver.

От себя скажу спасибо своему брату, Максу, который помог мне с версткой.

Желаю вам приятного чтения и счастливого Блендинга!!!

ExeQt0r, Июнь 2011г.

3

Введение в теорию цвета и основы освещения в Blender

Прежде чем мы сможем воссоздать реалистичное освещение в любом 3D-приложении, мы должны сначала понять, как цвет и свет связаны друг с другом и окружающим миром. Термин «реалистичное освещение» относится не только к естественному свету, испускаемому Солнцем или Луной, но и к све-ту, который испускается искусственными источниками, включая люминесцент-ные лампы, галогенные фары, лампы накаливания, и множеством других типов источников, которые находятся в окружающем нас мире.

Важно понимать, как работают некоторые источники света, таким образом, мы сможем эффективно применять правильный метод освещения в наших 3D-сценах. Чтобы понять, как работает свет, рассмотрим следующее:

• Основы теории цвета и цветовое соотношение• Температура цвета• Различные источники света• Хроматическая адаптация• Типы ламп в Blender• Компоненты основных устройств света• Различные устройства света и их реализация в Blender• Как Blender взаимодействует с тенями

Основы теории цветаЧтобы полностью понять, как работает свет, мы должны иметь общее представ-ление о цвете и о том, как различные цвета взаимодействуют друг с другом. Изучение этого явления известно как теория цвета.

4

ЧТО ТАКОЕ ЦВЕТ?

Когда свет входит в контакт с объектом, объект поглощает определенное количество света. Осталь-ное отражается, и глаза зрителя воспринимают его в форме цвета. Самый простой способ для визуали-зации цвета и его соотношений отображается в виде цветового круга:

ОСНОВНЫЕ ЦВЕТА

Существуют миллионы цветов, но есть только три цвета, которые нельзя создать смешиванием других цветов — красный, желтый и синий. Эти цвета известны как первичные цвета, они используются для создания других цветов на цветовом круге через процесс, известный как смешивание цветов. Посредством смешивания цветов мы получим другие «множества» цветов, в том числе вторичные и третичные.

ВТОРИЧНЫЕ ЦВЕТА

Вторичные цвета создаются, когда два основных цвета смешиваются. Например, смешение красно-го и синего даст фиолетовый, красный и желтый создадут оранжевый, а синий и желтый сделают зеленый.

ТРЕТИЧНЫЕ ЦВЕТА

Естественно предположить, что, поскольку смешение двух основных цветов создает вторичный цвет, смешивание двух вторичных цветов создаст третичные цвета. Удивительно, но это не так. Третичные цвета, по сути, являются результа-том смешивания первичного и вторичного цветов вместе. Это дает нам оставшу-юся часть цветового круга:

5

• Красно-оранжевый• Оранжево-желтый• Ликёрный• Бирюзовый• Индиго• Фиолетово-красный

ЦВЕТОВОЕ СООТНОШЕНИЕ

Есть и другие соотношения между цветами, которые мы должны знать прежде, чем мы начнем использовать Blender. Первыми являются контрастные цвета, которые находятся напротив друг друга на цветовом круге. Например, красный и зеленый являются контрастными. Такие цвета особенно полезно применять для создания контраста в изображении, потому что смешивание их вместе при-водит к созданию темных оттенков. В компьютерной программе смешивание идеально контрастных цветов вместе образует черный цвет, но смешивание их в более традиционной среде, таких как масляная пастель приводит к созда-нию темного-коричневого оттенка. В обоих случаях контрастные цвета исполь-зуются для создания более темных значений.

Будьте осторожны с использованием контрастных цветов в компьютерной графике — если их смешивать случайно, это приведет к черным артефактам изображения или анимации.

Другие цветовые соотношения, о которых мы должны знать, это аналогичные цвета. Аналогичными цветами называются цвета, расположенные друг рядом с другом на цветовом круге. Например: красный, красно-оранжевый и оранже-вый — аналогичные цвета. Красный, оранжевый и желтый также могут быть аналогичными. Хорошее правило, которому надо следовать: пока вы не охвати-ли более одного основного цвета на цветном круге, они, с большой вероятностью, будут рассматриваться, как аналогичные цвета.

ТЕМПЕРАТУРА ЦВЕТА

Понимание цветовой температуры является существенным шагом в понимании того, как работает свет — по крайней мере, это поможет нам понять, почему определенный свет испускает цвет. Ни один источник света не испускает свет

6

с постоянной длиной волны. Даже Солнце, хотя и считается постоянным ис-точником света, фильтруется атмосферой в той или иной степени в зависимости от времени дня, изменяя свой цвет.

Температура цвета, как правило, измеряется в градусах Кельвина (°K), и имеет диапазон цвета от красного до синего оттенка, как на картинке ниже:

Каждый цвет в спектре температур соответствует определенному значению Кельвина. Зная это соотношение, мы можем понять, как работают реальные ис-точники света.

РЕАЛЬНЫЙ МИР, РЕАЛЬНЫЙ СВЕТ

Так как же цвет применяется вне двумерного цветового круга? В реальном мире наши глаза воспринимают цвет от солнечного света, который содержит все цвета в видимом цветовом спектре, отражающимся от объектов в поле нашего зрения. Как только свет попадает на объект, некоторые световые волны погло-щаются, в то время как остальные отражаются. Эти отраженные лучи и опре-деляют цвет, которым мы воспринимаем конкретный объект. Конечно, Солнце не единственный источник света. Есть множество различных видов источников естественного и искусственного света, каждый из которых имеет собственные уникальные свойства. Наиболее распространенные типы источников света, кото-рые мы можем попытаться симулировать в Blender, являются:

• Искусственное освещение (свет свечи)• Лампа накаливания• Флуоресцентный (дневной, рассеянный) свет• Солнечный свет• Небесный свет

СВЕТ СВЕЧИ

Этот источник света стар как мир. Он использовался в течении тысяч лет, и все еще используется во многих случаях. Цветовая температура света от свечи при-близительно 1500 K, это придает ему теплый красно-оранжевый оттенок. Свет

7

от свеч также имеет тенденцию к созданию действительно высокого контраста между освещенными и неосвещенными областями в комнате, придавая драма-тический эффект.

ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ

Когда большинство людей слышит термин «лампочка», то сразу приходит на ум лампа накаливания. Она также известна как вольфрамовая галогенная лам-па. Это типичная домашняя лампочка, горящая приблизительно в диапазоне 2800 K–3200 K. Это значение цветовой температуры все еще позволяет нахо-диться в пределах оранжево-желтой части спектра температур, но гораздо ярче, чем свет свечи.

ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ СВЕТ

Флуоресцентные лампы являются альтернативой лампам накаливания. Они горят в диапазоне цветовой температуры 3500 K–5900 K, позволяя излучать цвет где-то между желтым и белым оттенком. Они обычно эффективно исполь-зуются для освещения больших площадей, таких как склад, школьный коридор, или даже конференц-зал.

СОЛНЦЕ И НЕБО

Теперь давайте посмотрим на некоторые естественные источники света. Наиболее очевидным примером является Солнце. Солнце горит в цветовой температуре приблизительно 5500 K, давая при этом ярко-белый цвет. Мы редко используем чисто белый цвет в качестве света в 3D, потому что это заставляет выглядеть сцену слишком искусственной. Вместо этого мы может использовать цвет, кото-рый наилучшим образом подходит к сцене. Например, если мы освещаем сцену с пустыней, мы можем использовать бежевый цвет для имитации света, отража-ющегося от песка. Но даже в этом случае этого не достаточно для реалистичного эффекта. Вот тогда следующим источником света является небо.

Небо может произвести весь спектр цветов от темно-фиолетового до оран-жевого к ярко синему. Создается диапазон цветовой температуры от 6000 K до 20 000 K. Это огромный спектр! Мы можем использовать это в наших интере-сах в 3D-сценах — цвет неба может стать последним словом в реалистичности вашей сцены.

8

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ

Что такое хроматическая адаптация? Мы более близки к этому процессу, чем можем осознавать. Поскольку свет меняется, цвет, который мы восприни-маем от окружающего нас мира, тоже изменяется. Для видимости этих изме-нений наши глаза адаптируются к тому, что мы видим на то, с чем мы более знакомы (или то, что наш мозг будет считать нормальным). При работе с 3D вы должны иметь это в виду, потому что даже если 3D сцена может быть физиче-ски освещена правильно, она не будет выглядеть естественно, так как компью-тер воспроизводит окончательное изображение объективно, без хроматической адаптации, к которой мы, как люди, привыкли.

Возьмем это изображение для примера. В верхнем изображении вторая карта слева проявляет более сильный оттенок розового, чем соответствующая карта на нижней картинке. Хотите верьте, хотите нет, но это одинаковые цвета, только из-за красного оттенка на второй фотографии наш разум изменяет образ восприимчивости.

9

Основы освещения в BlenderТеперь, когда у нас есть общее представление о естественных источниках света и теории цвета, мы можем применить полученные навыки к нашим 3D-сценам. Давайте рассмотрим типы ламп в Blender, некоторые основные настройки освещения, и то, как Blender взаимодействует с тенями. В Blender имеется пять различных типов ламп, которые можно использовать в 3D-сценах:

• Point (точечный)• Sun (солнце)• Spot (прожектор)• Hemi (полусфера)• Area (по площади)

Эти лампы могут быть добавлены в сцену через меню Add:

10

ЛАМПА POINT

Когда мы впервые запускаем Blender, сцена по умолчанию включает куб, камеру, и лампу типа Point.

Лампа Point излучает всенаправленный свет — это означает, что свет испуска-ется во всех направлениях. Существует, как и у всех остальных типов ламп в Blender, фактор спада, который означает, что как только расстояние между объектом и источником света увеличивается, количество света, освещающего объект, уменьшается.

11

ЛАМПА SUN

Солнце настолько далеко от Земли, что угол между солнечными лучами, исходящими от Солнца, становится все ближе и ближе к 0. Из-за этого явления, в CG индустрии принято соглашение — лампа, имитирующая солнечный свет, излучает свет в одном направлении с параллельными лучами.

В других 3D-программах лампы такого типа могут называться «direction light» (направленный свет), но все они ведут себя точно также.

12

ЛАМПА SPOT

Лампа Spot действует таким же образом, как световое пятно в реальном мире. Лампа Spot отображается в виде конуса, и по-умолчанию, свет этой лампы ограничивается объемом конуса. Настройки для размера и длины конуса можно редактировать вручную, чтобы удовлетворять различным потребностям.

13

Эта лампа является особенно полезной для сцен, которые требуют больших контрастов света, например при использовании 1-точечной настройки света (мы обсудим это позже). Главным отличием лампы Spot от других типов источников освещения является возможность расчета теней как буферных, так и от трасси-ровки лучей (raytraced shadows). Некоторые из других типов ламп поддержива-ют тени только от трассировки лучей. Для получения дополнительной информа-ции о разнице между алгоритмами расчета теней в Blender, обратитесь в раздел Тени в конце этой главы.

14

ЛАМПА HEMI

Лампа Hemi направляет свет в одном направлении в полусферической форме. Запутанный смысл? Лампа Hemi работает так же, как вспышка от старой камеры, и используется для моделирования облачного (или, иначе, равномерно-го) неба.

Так же, как лампа Sun, направление света лампы Hemi зависит от ее поворота, а не от позиции.

15

ЛАМПА AREA

Лампа Area очень интересна. Все остальные лампы в Blender являются точечны-ми лампами, то есть излучают свет на основе световых лучей, испускаемых из одной точки.

Лампа Area отличается тем, что дает многоточечный свет. Это означает, что когда рендерится изображение, Blender размещает определенное число точечных ис-точников света в пределах площади лампы Area, а затем вычисляет эффект света на сцене. Это создает гладкие тени и имитирует эффект изгиба света.

16

Конечно, такой алгоритм имеет некоторые последствия. Во-первых, и наиболее очевидным является то, что число ламп, используемых в лампе Area, умножает время, необходимое Blender для рендера изображения. Во-вторых, некоторые объекты не будут получать полного эффекта от лампы Area из-за других объектов, блокирующих лучи от некоторых уже сгенерированных Blender-ом лучей. Размещение нескольких ламп на сцене может создать такой же эффект, но лампа Area даст вам более точный контроль над настройками теней и других параметров.

17

Основные схемы освещенияТеперь, когда мы понимаем, как работают лампы в Blender, мы можем распо-ложить их в нашей сцене. Есть много способов сделать это, но наиболее часто используемые установки состоят из трех частей:

• Ключевой свет• Заполняющий свет• Подсветка

Ключевой свет является основным источником света в композиции. Чаще всего, он используется для освещения большей части объекта (или объектов), а также определяет общий цвет, производимый освещением сцены.

18

Заполняющий свет работает с ключевым светом, освещая некоторые более темные области изображения, созданных ключевым светом.

Подсветка — также известная как краевой свет — полезна для различения объектов переднего плана на фоне изображения. Она создает ободок света на ребрах объектов, что придает им еще один уровень размерности.

19

ОДНОТОЧЕЧНАЯ СХЕМА ОСВЕЩЕНИЯ

Первая схема, которую мы рассмотрим, это одноточечная схема освещения. Это самая простая схема, при которой используется только один источник света (ключевой свет) для освещения сцены.

В большинстве случаев для этой схемы используется лампа Spot, придавая изображению резкий контраст между светлыми и темными областями.

20

ДВУХТОЧЕЧНАЯ СХЕМА ОСВЕЩЕНИЯ

Следующей схемой является двухточечная схема освещения. Эта схема, которая состоит, как правило, из ключевого и заполняющего света, используется, когда вы хотите равномерно осветить сцену (главным образом, если нет никакой фокусировки). Фотостудиям фактически свойственно использовать материаль-ную адаптацию этой схемы, чтобы осветить некий продукт для компании.

Ключевой и заполняющий свет, как правило, размещены по разные стороны от камеры, выше сцены и ориентированы на фокусируемый объект. Это создает равномерное освещение.

21

ТРЕХТОЧЕЧНАЯ СХЕМА ОСВЕЩЕНИЯ

Трехточечная схема освещения является одним из наиболее часто используе-мых шаблонов для освещения сцены. Построение этой схемы отличается в зависимости от того, кто ее строит, но есть два «стандартных шаблона», которые часто применяются в CG-освещении, а именно, Студийная схема и Стандартная схема.

Студийная схема состоит из ключевого света и двух заполняющих. Заполняю-щие источники освещения, как правило, расположены в стороне от сцены напротив ключевого света, освещая объект сзади.

22

Стандартная схема отличается от автора к автору, но общая идея остается той же. Я лично настраивал схему с ключевым светом, подсветкой и боковым светом. Ключевой свет, конечно, является самым ярким, располагается выше и спереди, направлен на объект. Подсветка менее интенсивна по сравнению с ключевым светом, и помещается ближе к земле позади объекта. Заполняющий свет расположен в стороне, напротив ключевого света.

23

ЧЕТЫРЕХТОЧЕЧНАЯ СХЕМА ОСВЕЩЕНИЯ

Последним методом освещения, который мы собираемся рассмотреть, является четырехточечная схема освещения.

Эта схема обеспечивает хорошее моделирование наружного освещения — это в основном гибрид студийной и стандартной трехточечной схем освещения. Ключевой свет освещает сцену с помощью двух заполняющих источников освещения с каждой стороны. Подсветка помогает отличить фон от переднего плана.

24

ТениBlender подходит к теням двумя способами. Первый — с помощью трассировки лучей (raytracing). Трассировка лучей математически правильна, но она тратит больше времени для рендера. Тени вычисляются путем проекции лучей «света» от источника света и, используя направление этих лучей, создают тень. Другой тип тени в Blender называется буферными тенями (buffer shadows). Буферные тени визуализируются гораздо быстрее, за счет потери качества и использова-ния буферной памяти.

Подведем итогМы узнали много нового о реальных источниках света и их свойствах. Мы также рассмотрели теорию цвета. Кроме того, мы взглянули на типы источников света в Blender, и на то, как организовать их для эффективного достижения различных результатов в наших 3D-сценах. Давайте посмотрим, что мы изучили:

• Цвет света, отраженного от объекта

• Цветовая температура — «температура» воспринимаемого света в градусах Кельвина

• Существует множество различных видов естественного и искусственного освещения, каждый из которых имеет свои собственные отличительные характеристики

• Blender имеет множество типов источников света, каждый со своими уникальными свойствами

• Для эффективного освещения 3D сцены вы можете использовать различные «схемы» освещения, в том числе 1, 2, 3, и 4-точечные

• Blender взаимодействует с тенями по-разному: в зависимости от вашей сцены или бюджета вы можете выбрать один или другой метод

25

Освещение экстерьера: Настройка нашей сцены

Техника освещения во многом зависит от расположения объектов в сцене. Для экстерьера она очень отличается от техник освещения, используемых в ин-терьере. Знание этих отличий очень важно для достижения целевого результата. В этой главе мы рассмотрим:

• Создание рабочего процесса• Что следует учесть при освещении сцены• Добавление источников света в сцену и их редактирование• Как можно использовать слои для улучшения качества рендера• Какие действия хороши для освещения и почему

Необходимые файлыПеред тем, как мы начнем, нужно скачать сцену для работы с ней в дальней-шем. Имеются три сцены, предоставленные нам для работы: сцена экстерьера, интерьера и смешанная сцена, которая включает элементы из двух предыдущих. Все эти файлы Вы найдете здесь http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering/.

Файл, который мы будем использовать, называется exterior.blend. Эта сцена со-держит трехколесный велосипед, который мы и будем освещать. Будем считать, что он является продвигающимся продуктом какой-нибудь компании.

Заметка. Чтобы скачать файл для данного урока, посетите http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering/ и выберите exterior.blend.

26

Настройка рендераВ компьютерной графике двухмерные изображения создаются из трехмерных с помощью компьютерного процесса, который называется РЕНДЕРОМ. Очень важно знать, как настраивать встроенный рендер в Blender 2.5 для получения финального изображения, которое подходит вашему проекту, будь то одно изо-бражение или полнометражный фильм. С возможностями, которые дает нам Blender, мы можем установить частоту кадров для анимации, качество изобра-жения, разрешение изображения и много других основных элементов, которые нужны нам для получения оптимизированного финального результата. Мы будем использовать похожие настройки рендера для всех проектов в этой книге. Сейчас мы рассмотрим, как установить их.

МЕНЮ СЦЕНЫ

Мы можем изменять настройки с помощью меню сцены. Здесь мы можем на-строить большое количество параметров. Во время работы на данными проекта-ми мы будем иметь дело с:

• Окном, в котором будет происходить рендер нашего изображения

• Установкой слоев для рендера (мы рассмотрим этот вопрос в деталях позже)

• Размерами изображения

• Директорией сохранения файла и его форматом. (The Scene menu)

27

НАСТРОЙКИ РЕНДЕРА

Первые настройка, которые мы увидим в Scene menu (меню справа), это на-стройки рендера (панель Render). Здесь мы можем «приказать» Blender’у ренде-рить изображение или анимацию, используя кнопки рендера.

Также мы можем выбрать тип окна, в котором будет проходить рендер нашего изображения, используя настройки дисплея (параметр Display).

Первая опция данного параметра это Full Screen (во весь экран). При активном этом параметре рендер будет проходить поверх окна 3Д-вида (3D View). Чтобы восстано-вить окно 3Д-вида, нажмите кнопку Back to Previous в верхней части окна.

Следующая опция это Image Editor (Редактор изображений). Blender использует этот редактор как для рендеринга, так и для редактирования UV-текстур и развертки, которые мы рассмотрим позже. Редактор изображений особенно полезен при работе с Compositor (Композитором) для просмотра результата обработки нашего изображения нодами. По умолчанию Blender заменяет окно

28

3Д-вида Редактором изображений при рендере. Чтобы восстановить окно 3Д-вида после рендера, можно просто нажать Esc.

Последняя опция — New Window. Эта опция «говорит» Blender’у рендерить изображение в новом созданном окне, отдельного от всего интерфейса Blender’a.

Для наших проектов мы оставим параметр Display по умолчанию.

29

НАСТРОЙКА РАЗМЕРОВ

Это одни из самых важных настроек, которые мы можем установить для со-хранения нашего проекта. Мы можем установить размер изображения, количе-ство кадров, диапазон кадров и соотношение сторон нашего рендера. К счастью для нас, Blender предоставляет нам настройки рендеринга, которые распростра-нены в киноиндустрии и являются стандартами:

• HDTV 1080P• HDTV 720P• TV NTSC• TV PAL• TV PAL 16:9

Для того, чтобы сэкономить время на рендере наших проектов, мы устано-вим формат телевизора, TV NTSC, при котором наши изображения примут такие размеры: 720 пикселей в ширину и 480 пикселей в высоту. Если вы хотите узнать больше о других форматах, посетите http://en.wikipedia.org/wiki/Display_resolution.

НАСТРОЙКИ СОХРАНЕНИЯ

Эти настройки очень важны, они определяют то, каким мы будем видеть наше изображение после его сохранения.

При рендеринге анимации или секвенции кадров легче будет указать директо-рию для их сохранения. Мы можем «сказать» Blender’у, куда мы хотим сохра-нить их, указав путь в настройки вывода. По умолчанию Blender сохраняет анимацию или секвенцию кадров в папку /tmp/.

30

Теперь мы знаем, как работает рендер Blender’a и можем приступить к работе над нашей сценой! =)

Настройка рабочего процессаКлючом к производству высококачественной работы является подготовка хорошо проверенной и эффективной рабочей области. Для каждого она разная, но в течение нескольких следующих глав мы будем следовать серии этих шагов:

• Оценить, в каком освещении нуждается сцена

• Спланировать, как мы хотим распределить источники света по слоям

• Установить позицию ламп, интенсивность цвета и тени, если они применены к ним

• Добавить материалы и текстуры

• Убедиться в том, что мы довольны результатом и это то, что нам нужно

31

ОЦЕНКА НАШЕЙ СЦЕНЫ

Перед началом работы с компьютером, мы должны рассмотреть нашу сцену с концептуальной точки зрения. Это важно, потому что знание всего о нашей сцене и истории её создания помогут нам достигнуть более реалистичного ре-зультата. Чтобы начать этот процесс, мы должны сначала задать себе несколько вопросов, которые помогут понять нам, что происходит в нашей сцене. Эти вопро-сы могут включать большой спектр условий и возможностей, в том числе и:

• Погода

– Какая погода в этот день должна быть в нашей сцене? И какой она была накануне или будет после этого дня?

– Погода солнечная, облачная или пасмурная? Идет ли дождь или снег?

• Источники света

– Откуда исходит свет? Спереди, сбоку или сзади объекта?

– Надо помнить, что свет отражается и преломляется; это не толь-ко влияет на цвет света, но и на его качество. Следует ли нам до-бавлять дополнительные источники света, чтобы сымитировать этот эффект.

• Масштаб источников света

– Каков масштаб источников света в нашей 3Д сцене относительно реальных прототипов? Верите вы или нет, но этот фактор имеет большой вес при финальном рендере. Если неправильно расположить хотя бы один источник света, он может значительно повлиять на правдоподобность конечного результата картинки.

Цель этих вопросов — доказать самому себе, что мы освещаем сцену так, как бы она была освещена в реальной жизни. Намного труднее, или даже невозможно настроить свет так, если не знаешь, как бы он освещал сцену в реальном мире.

Давайте взглянем на эти вопросы:

• Какова погода в сцене? В нашем случае мы не будем касаться чего-то слишком сложного. Цель этого урока изобразить наш велосипед в окружении с эффектом освещения, как в солнечный, безоблачный день. Для достижения этой цели мы будем использовать источники

32

освещения с голубым и желтым оттенками для имитации светового эффекта от солнца и неба на наш велосипед.

• Какие источники света, и с какой стороны от них исходит свет по отношению к нашей сцене? В реальной ситуации большую часть света обеспечивает солнце, а значит, нам необходим ключевой источник света, который будет имитировать свет от солнца. В нашем случае мы должны использовать источник света типа Sun (Солнце). Позиция световых источников должна быть такой, чтобы можно было найти компромисс между достижением желаемого светового эффекта и хорошего освещения для объекта.

• Какой масштаб наших источников света? Солнце довольно большое в реально мире, но лампа типа Sun в Blender’e имеет такие характеристики, что мы можем не беспокоиться про масштаб лампы в нашей сцене. Чаще всего при работе с интерьерной сценой, как та, с которой мы будем работать в дальнейшем, требует определенного масштаба для определенных источников света по отношению к сцене, иначе конечный результат будет противоречить ожидаемому нами.

Хотя мы и будем использовать реалистичный подход к материалам, текстурам и освещению, мы будем представлять нашу сцену как продукт визуализации. Это означает, что мы не будем уделять много внимания полу, что позволит зрителю полностью отвести внимание основному объекту в сцене, нашему велосипеду.

33

ПЛАНИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ СИСТЕМ СВЕТОВЫХ ИСТОЧНИКОВ

Зная, что наша сцена имеет характер реально существующего места в реаль-ном мире, мы можем спланировать, как мы хотим установить источники света в Blender’e для получения реалистичного освещения.

Первым шагом этого процесса является выбор подходящей системы источников света. Надо обдумать и решить, требует ли окружения нашей сцены источников света с резкими тенями, или, может быть, какого-нибудь более равномерного освещения? После того, как решение принято, мы должны выбрать одну из све-товых систем, о которых мы уже знаем из I главы, Введение в Теорию Цвета и Базовые Знания об Освещении в Blender. Существуют такие системы:

• 1-Point light rig (Система из одной лампы)• 2-Point light rig (Система из двух ламп)• 3-Point light rig (Система из трех ламп)• 4-Point light rig (Система из четырех ламп)

Иногда мы будем освещать сцену, комбинируя несколько систем освещения. В таком случае попробуйте вообразить, как бы вы установили источники света в реальной ситуации для достижения такого эффекта, которого вы бы хотели.

Также мы будем думать, какие лампы мы будем использовать в наших систе-мах освещения. Также следует помнить, что каждый тип лампы в Blender’е имеет свои собственные уникальные качества и будет имитировать источники освещения из реального мира лучше, чем какой-либо другой тип. Мы можем выбрать тип лампы из тех, которые мы уже рассмотрели в предыдущей главе:

• Point Lamp (Точечная лампа)• Sun Lamp (Солнце)• Spot Lamp (Лампа направленного освещения)• Hemi Lamp (Лампа заполняющего освещения)• Area Lamp (Лампа освещающая определенную площадь)

В нашей сцене мы будем использовать систему из трех ламп (3-Point light rig). Мы добавим четвертую лампу позже, если потребуется. Система из трех ламп подходит нам по двум основным причинам:

• Это экстерьерная сцена. В естественной обстановке объект должен быть освещен со всех сторон. 3-Point система освещения может сымитировать это явление, если правильно установить такую систему, то мы без проблем эффектно осветим наш объект.

34

• Мы продвигаем продукт компании, в нашем случае, это велосипед. При работе над сценами такого рода можно попрактиковаться с освещением объекта с разных сторон, чтобы лучше отрекламировать продукт или услугу, которую рекламируют.

Кроме того, заполняющий и контурный свет способствует восприятию объема наших 3Д-объектов, имитации отражения и преломления света.

НАСТРОЙКА НАШЕЙ СЦЕНЫ

Мы концептуально продумали нашу сцену и представили свет, который отобра-зит наш велосипед так, как бы он выглядел в реальном мире. Теперь мы можем открыть нашу 3Д-сцену и начать позиционирование ламп в Blender.

А тут нам на помощь приходит знание теории цвета. К примеру, если наша сцена расположена в парке, мы можем использовать голубой, желтый и зеле-ный оттенки, что бы отобразить цвет света исходящего от солнца, неба и травы.

35

А если взглянуть на работу в других масштабах? Допустим, наша сцена распо-ложена где-то в темной обстановке, например в баре, мы можем использовать такие оттенки цветов, как красный, коричневый, зеленый и/или пурпурный для того, чтобы сымитировать свет, исходящий от деревянной отделки, которая может находиться в баре, барных стульев и неоновой подсветки, которая мигает на окне. Вы также можете включить голубой цвет, чтобы отобразить свет мерца-ющей за окном уличной лампы.

Когда вы откроете вашу сцену в первый раз, вы должны будете увидеть что-то подобное следующему изображению. Если же вы не видите этого, то убедитесь в том, что вы скачали нужный файл с сайта http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering/.

УСТАНОВКА 3‑Х ТОЧЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Мы уже определили, что мы хотим использовать 3-Point систему освещения. 3-Point систему освещения состоит из трех источников освещения:

• Ключевой источник• Заполняющий источник• Задний (контурный) источник.

Заполняющий источник света расположен сбоку от нашего объекта, как обыч-но, на противоположной стороне от камеры, откуда светит ключевой источник. Заполняющий источник направлен в сторону объекта сбоку, для того, чтобы смягчить тень от него и предать ему объемность.

36

Задний, или же контурный источник очень важен, потому что его целью явля-ется выделение нашего 3Д-объекта по краям для того, чтобы четко отделить его от фона. Этот источник расположен позади нашего 3Д-объекта, напротив камеры. Мы должны найти «золотую» середину между камерой и 3Д-объектом, чтобы лампа давала правильное освещение, которое нам нужно.

Ключевой источник расположен возле камеры на таком же расстоянии от 3Д-объекта и немного отклонен вбок. В большинстве случаев, как и в нашем, ключевой источник направлен в сторону 3Д-объекта или объектов, чтобы осветить их. Мы должны начать посторенние нашей 3-Point системы освещения с лампы типа Sun, потому что большую часть света для нашей сцены будет давать именно эта лампа.

1. В Blender добавьте лампу Sun (Add -> Lamp -> Sun)

– Используя горячую клавишу G или Виджет Трансформации, переме-стите лампу так, чтобы она располагалась левее от камеры.

– Разверните ее, используя горячую клавишу R или Виджет Вращения, чтобы она была направлена в сторону велосипеда.

– Установите ее под небольшим углом вниз по горизонтальной оси (Ось X). Таким образом, вы сымитируете солнечное освещение для на-шего велосипеда сверху.

37

2. Если вы попробуете отрендерить эту сцену (Render => Render image или клавиша F12), то вы должны увидеть что-то похожее на это изображение:

Заметка. Если вы используете Mac OS, вы должны нажать fn + F12, чтобы правильно отрендерить изображение. Эта команда Apple запрограммированная по умолчанию.

РЕГУЛИРОВКА ЦВЕТА ЛАМПЫ

Помните, что лампа Sun не только имитирует освещение объектов, но также имеет параметры настройки цвета данного освещения. Для того чтобы изме-нить какие-либо настройки лампы, вы должны взглянуть на меню Лампы (Lamp menu).

38

МЕНЮ ЛАМПЫ

Кнопка этого меню может переключаться с Меню лампы на Меню материала в зависимости от типа выбранного объекта. Если была выбрана лампа, то Меню лампы станет активным, и наоборот, если был выбран меш объект. Убедитесь, что наш ключевой источник света выбран, теперь мы можем начать работу Меню лампы.

Чтобы как можно лучше сымитировать свет, исходящий от Солнца, мы должны настроить свет ключевого источника, который был бы сопоставим с цветом, исходящим от реального Солнца. В нашем случае мы должны предать цвету желтый оттенок.

39

1. Нажмите на прямоугольник с закругленными углами (расположен в меню лампы) для вызова цветовой палитры.

– Измените цвет на желтый. Следуйте настройкам, которые вы видите на изображении ниже.

– Когда вы определились с цветом, просто уберите курсор мыши с палитры, чтобы закрыть ее.

40

Добавление тенейХоть наш велосипед и находится в трехмерной среде, изображение все равно выглядит «плоско». Частично это связано с отсутствием теней в нашей сцене. Тени очень влияют на сцену, с их помощью мы можем определить, находится ли объект на земле, либо же он поднят в воздух. Они могут послужить нам еще од-ним показателем объемности трехмерных объектов в нашей сцене.

По умолчанию в Blender’е тени отключены. Мы должны «указать» Blender’у про-считать их в нашей сцене. В Меню лампы есть вкладка для настройки теней (Shadow), которая расположена под теми настройками лампы, которые мы только что настроили.

Чтобы включить тени, вы должны активировать кнопку Ray Shadow. Тем самым вы активируете параметры теней, которые вы видите на предыдущем изобра-жении. Сейчас оставьте настройки без изменений, мы «поиграемся» с ними немного позже. Теперь рендер вашей сцены должен дать похожий результат на изображении ниже. Если что-то кажется неправильным, продвигайтесь дальше и отрегулируйте некоторые настройки, чтобы исправить это. Когда все готово, мы можем продолжить и добавить больше ламп в сцену.

41

Добавление заполняющего светаСледующий свет, который мы должны добавить это заполняющий свет. В боль-шинстве случаев источник заполняющего света расположен напротив камеры, возле которой расположен ключевой источник света. В нашем случае мы будем использовать источник освещения типа Hemi, расположим его над нашим вело-сипедом. Этот источник будет имитировать свет, исходящий от неба.

1. Добавьте лампу Hemi и с помощью горячей клавиши G или Виджета Трансформации, перемещая ее вдоль вертикальной оси Z.

Перемещение по осям. Есть два способа ограничить перемещение объекта по отдельным осям. Если вы используете горячую клавишу G, то нужно нажимать клавиши X, Y или Z для ограничения по осям X, Y и Z. Если вы используете Виджет Трансформации, то вам достаточно нажать и удерживать одну из цветных стрелок, и тогда объект ограничит свое перемещение вдоль одной из осей автоматически.

2. Измените цвет лампы на небесно-голубой и установите параметр Energy на 0.5. Это даст вам результат, похожий на изображение ниже.

42

Добавление объемности с помощью контурного светаПоследний источник света, который нам нужен для завершения установки 3-Point системы освещения это контурный источник освещения. Цель это-го источника — создавать сильную высокоосвещенность контуров нашего 3Д-объекта, усиливая его отделение от фона.

1. Добавьте другую лампу типа Sun.

2. Позиционируйте ее, используя горячую клавишу G или Виджет Трансформации. Расположите ее за треугольником напротив камеры.

3. Поверните ламу так, что бы лучи едва ли косались верхушки велосипеда (смотрите рисунок ниже), используя горячую клавишу R или Виджет Вращения.

Если мы оставим контурный свет таким, как он есть, то он будет размывать тень от нашего объекта на основном plane. Чтобы исправить это, мы должны переме-стить его на первый слой. Теперь установите галочку напртив параметра This Layer Only, тем самым «сказав» лампе освещать только велосипед на первом слое.

Лучше сразу привыкать к тому, что……что положение лампы типа Sun не имеет никакого эффекта на рендер; Блендер интересует только его наклон. Тогда зачем мы перемещаем эту лампу по сце-не? Это похоже на бесполезную работу, но служит больше чем абстрактной цели. Во-первых, это даёт нам привычку к перемещению наших ламп туда, где, предположительно, находится источник света. Помните, действие некоторых ламп действительно зависит от их положения, например лампа-прожектор (spot lamp). Выполнение этих действий со всеми лампами входит в привычку, таким образом мы не запутаемся позже.

43

ЗаключениеПродолжайте играть с параметрами источника света и цветами, пока не полу-чите желаемый результат. Попробуйте новые вещи и посмотрите, что произой-дёт. Удивительно, сколько крутых эффектов вы обнаружите, сделав ошибку. Вот финальный рендер, который мы должны получить после освещения этой сцены. Как только вы получите результат, который вас удовлетворит, мы можем начать добавлять материалы и текстуры!

44

Подведем итогМы много говорили об установлении и придерживании рабочего процесса. Это очень важно, когда работаешь профессионально. Эффективный рабочий про-цесс может повысить Вашу производительность. Мы также задавали сами себе много вопросов о нашей сцене так, чтобы лучше понять происходящее в ней. Почти невозможно осветить сцену, если вы не понимаете происходящего. Эти вопросы нацелены на предоставление нам лучшего понимания о том, откуда берется наша сцена и что мы хотим изобразить в данный момент, и что в ней произойдёт. Если мы можем представить, что у нашей сцены есть возможность существовать в реальном мире, то нам будет намного легче получить реали-стичный результат.

• Какая погода?

• Откуда идёт свет?

• Каков масштаб этих источников света относительно нашей трехмерной сцены?

Используя лампы Blender, мы смогли успешно смоделировать, то как наш трех-колесный велосипед будет выглядеть в солнечный, безоблачный день. Мы также обсуждали:

• Применение 3-х точечной системы освещения к нашей сцене

• Регулирование цвета света, чтобы лучше изобразить источники, которые ему предназначается симулировать.

• Добавление теней к нашей сцене, чтобы увеличить правдоподобность финального рендера.

• Использование слоёв, чтобы лучше контролировать освещение в нашей сцене

Теперь, когда у нас есть сцена с реалистичным освещением, мы можем перейти на следующий шаг создания окружения!

45

Способы имитации рассеянного освещения в Blender 2.5

Имитация рассеянного освещения уже давно стала одной из главных задач в индустрии компьютерной графики. Благодаря огромной работе, проделан-ной разработчиками программы Blender, версия 2.5 имеет три алгоритма для имитации рассеянного освещения, два из которых были включены Blender Foundation в работу над фильмом Синтел (Sintel).

• Ambient Occlusion (AO)

• Environment Lighting (Освещение при помощи окружения)

• Indirect Lighting (Непрямое освещение)

Blender Foundation (Фонд Blender), организация, курирующая раз-работку программы Blender, представила концепцию open movie (свободное, открытое кино) в 2005 году, с производством Elephants Dream. Это был короткий анимационный фильм, сделанный Фон-дом для того, чтобы адаптировать Блендер к промышленным мас-штабам кинопроизводства. Что делает фильм «свободным» — то, что Фонд не только выпустил фильм для просмотра всеми и каж-дым, но и предоставил в открытый доступ все файлы, использован-ные при создании фильма. Это значит, что любой может переде-лать исходники так, как он хочет. С тех пор как Blender Foundation создал Blender Institute, студия посвятила себя производству таких свободных (открытых) проектов, как короткометражка Big Buck Bunny, игра Yo Frankie!, и полнометражный анимационный фильм Sintel. Цель каждого из проектов — развитие Blender в различных направлениях компьютерной графики. Подробную информацию вы можете узнать, посетив http://www.blender.org

46

Blender использует два различных алгоритма для имитации рассеянного све-та — Raytraced (трассировка луча) и Approximated (приближенный). Приближен-ный (approximated) метод был представлен при производстве мультфильма Big Buck Bunny.

Алгоритм Raytraced известен своими шумными рендерами и продолжительным временем отрисовки. Он также создает эффект мерцания (fickering effect) между кадрами в анимации, — нежелательный результат, обнаруженный командой при разработке мультфильма Big Buck Bunny. Для устранения этого эффекта команда разработала новый алгоритм окружающего света — Аpproximated Ambient Lighting. Поскольку Блендер в то время поддерживал только Ambient Occlusion, это стало первым шагом к поддержке нового алгоритма. Новая функ-ция решила многие проблемы старого алгоритма, не только занимая меньшее время расчета, но и производя чистый рендер без шума.

А теперь посмотрите, как мы можем использовать эти особенности в нашей сцене. Мы расскажем:

• Как активировать настройки Ambient Occlusion (AO),

• Environment Lighting (освещение при помощи окружения)

• Indirect Lighting (рассеянное освещение)

• Как каждая из функций влияет на нашу сцену

• Как тонко настроить каждую из функций для работы с определенной сценой

• Когда лучше использовать тот или иной алгоритм

Ambient Occlusion (AO)AO это особенность 3d-программ, используемая для имитации эффекта рассе-янного света независимо от объектов в сцене (в отличие от истинного GI (Global Illumination, глобального освещения), где учитывается переотражение света от каждого объекта в сцене на другие объекты; прим. ред.) Другими словами, он обеспечивает освещение объекта в любом случае, так, как если бы мы использо-вали связку из трех источников света, как в предыдущей главе. На самом деле, Ambient Occlusion не является физически правильным феноменом освещения, а является просто небольшим, но полезным трюком.

47

Ambient occlusion вычисляется путём построения лучей, исходящих из точки поверхности во всех направлениях, с последующей их проверкой на пересече-ние с другими объектами. Лучи, достигнувшие фона или «неба», увеличивают яркость поверхности, в то время, как лучи, пересекающие другие объекты, не добавляют яркости. В результате точки, окружённые большим количеством геометрии, отрисовываются как более тёмные, а точки с малым количеством геометрии в видимой полусфере — светлыми. (Википедия)

RAYTRACED (ТРАССИРУЕМЫЙ) AMBIENT OCCLUSION

Точные математические расчеты AO довольно сложно понять, но для того, чтобы выяснить суть выполняемых программой симуляций мы в общих чертах взглянем на то как Блендер решает эту задачу. Когда Ambient Occlusion вклю-чен, Блендер создает воображаемый купол вокруг объектов в сцене. Исполь-зуя количество поглощенного или прегражденного другими объектами света, а также количество отраженного (возвращенного) света обратно в «небо» сцены, Блендер рассчитывает, как свет будет влиять на затенение объекта и его частей.

НАСТРОЙКИ И ОПЦИИ

Мы можем найти инструментарий AO если посмотрим в меню World, которое изображено на рисунке ниже:

Хотя мы можем добиться отличного результата и не меняя настройки по умол-чанию, редко когда они подойдут для любой ситуации. Мы можем варьировать настройки и параметры чтобы достигнуть того эффекта, который мы хотим

48

в той или иной ситуации. Среди этих настроек нас интересует Factor (степень влияния), Attenuation (затухание), и Sampling (сэмплирование).

Следующая иллюстрация показывает настройки Raytraced (трассируемого) Ambient Occlusion:

FACTOR (СТЕПЕНЬ ВЛИЯНИЯ)

Настройка степени влияния управляет тем, в какой степени мы хотим, чтобы тот или иной алгоритм рассеянного освещения влиял на нашу сцену. К примеру, сцена, освещенная с фактором AO=0.3 будет более темной, чем сцена с факто-ром AO=0.8

Внизу на картинке слева Factor=0.3, справа Factor=0.8:

Возьмите на заметку: AO может работать даже в том случае, когда в нашей сцене совсем нет ламп (источников света). Поэтому существуют две установки степени влияния AO на сцену: Multiply и Add (вы найдете их рядом со значени-ем Factor). Если активна установка Add (добавлять), AO будет работает без еди-ного источника света, как будто ваша сцена освещена мнимым (добавленным) окружением. Если же активна установка Multiply (умножать), то этого не проис-ходит и вам нужно создать хотя бы один источник освещения, иначе все будет черным. В этом случае AO не работает, когда в сцене нет света.

49

Без единого источника света, со значением Factor=1.0, сцена слева отрендерена с установкой Multiply, а сцена справа с установкой Add.

SAMPLING (СЭМПЛИРОВАНИЕ)

Сэмплирование относится к настройкам, которые управляют качеством AO, включая количество сэмплов и алгоритм сэмплирования. Сэмплы управля-ют количеством лучей, которые Блендер использует для расчета эффекта AO, которое будет использовано в нашей сцене — чем больше сэмплов, тем лучше будет наш конечный результат. Однако как только количество сэмплов возрас-тает — увеличивается время рендеринга. Поскольку количество сэмплов управ-ляет точностью и качеством результата алгоритма, то компьютеру потребуется большее время работы.В Блендере доступно три алгоритма трассировки:

• Constant QMC (Постоянный)

• Adaptive QMC (Адаптивный)

• Constant jittered (Переменный, постоянно меняющийся)

Нам не нужно знать все тонкости различий между ними — Constant QMC ис-пользуется по умолчанию и обычно дает лучший результат в большинстве ситуаций. Если вы хотите узнать больше о QMC-сэмплировании, зайдите по сле-дующей ссылке: http://www.blender.org/development/release-logs/blender-246/qmc-sampling/

ATTENUATION (ЗАТУХАНИЕ)

Параметр Attenuation связан с параметрами Distance (дистанция) и Falloff (спад). Дистанция управляет длиной лучей, которые Блендер использует для расчета AO. Если Falloff активирован, он управляет количеством энергии при спаде этих лучей.

50

Это похоже на настройку спада Falloff Factor у источника света, определяющую как много энергии будет потеряно по пути от источника света до объекта.

Настройка силы Strength служит множителем для значения Distance. Это значит, чем больше сила, тем меньше область затенения объектов другими объектами.

При значении Factor=1.0 на следующей картинке, на сцене слева Faloff выклю-чен, а на сцене справа Faloff включен и Strenght=2.

Что же случилось с настройками Influence (влияния), которые были в предыдущих версиях Блендера? Настройки Infuence Settings в версии 2.5 заменены на поле Multiply/Add

ENERGY AND COLOR (ЭНЕРГИЯ И ЦВЕТ)

Интенсивность и цвет AO регулируется точно также, как интенсивность и цвет ламп. Чаще всего настроек Energy по умолчанию более чем достаточно. Цвет всегда будет меняться в зависимости от сцены.

APPROXIMATE AMBIENT OCCLUSION — НОВЫЙ ПОДХОД К AO

Raytraced Ambient Occlusion дает хорошие результаты при правильной настрой-ке. Но когда дело доходит до анимации с эффектом AO, то проблемы с шумом и эффектом мерцания (fickering effect) от кадра к кадру остаются. Кроме того Raytraced Ambient Occlusion достаточно ресурсоемок для анимации.

Поэтому во время работы над мультфильмом Big Buck Bunny разработчики решили комплексно подойти к решению проблем AO.

51

В результате кропотливой работы над проектом был представлен новый подход, который известен как Approximate Ambient Occlusion (приближенный AO).

Этот метод не так универсален как Raytraced AO, и требует ухищрений для по-лучения хорошего результата. Однако в результате его применения изображе-ние получается не шумным и требуется меньше времени на рендеринг.

Как и все новые технологии, новый алгоритм оказался не идеальным и вызвал ряд проблем. Вот одна из главных проблем, с которой столкнулась команда. Когда между двумя однонапрвленными полигонами (нормали направлены в сторону камеры), находящимися на разном удалении от камеры находится еще один полигон с обратным направлением нормалей, рендеринг происходит некорректно. Чтобы лучше понять это, обратите внимание на заднюю стенку норы кролика на рисунке. Стенки норы имеют толщину. Между полигонами задней стенки норы и полигонами внешней стенки норы есть еще полигоны внутренней поверхности внешней стенки норы, направленные от камеры. (Прим. ред.)

52

НОВЫЙ АЛГОРИТМ, НОВЫЕ НАСТРОЙКИ

При первом знакомстве с элементами управления Approximate AO, мы увидим совершенно иной набор опций, хотя они и сгруппированы в такие же секции, как у Raytraced AO (Sampling, Attenuation).

SAMPLING (СЭМПЛИНГ)

Approximated AO представляет 4 новых установки для работы с Image Sampling:

• Passes• Error• Pixel cache• Correction

Passes (проходы) управляют количеством предварительно обработанных прохо-дов, которые компьютер сделает перед рендерингом для уменьшения возмож-ности перезатенения объектов.

Error (ошибка) представляет собой погрешность — более низкие значения при-ведут к лучшему результату, по причине малого количества возможных ошибок. Неудивительно, что это увеличит время просчета изображения.

ATTENUATION AND INFUENCE (ЗАТУХАНИЕ И ВЛИЯНИЕ)

Затухание в этом случае связано с показателем Faloff (спада) AO. Когда оно включено, лучи света, используемые для определения AO затухают на рас-стоянии в зависимости от этого показателя. Это аналогично настройкам спада для ламп — чем дальше объект от источника света, тем меньше освещенность объекта.

53

Преимущества и недостаткиТот и другой алгоритмы AO с той или иной точки зрения имеют свои преимуще-ства и недостатки. Давайте еще раз посмотрим на отличия между ними.

RAYTRACED AMBIENT OCCLUSION:

Преимущества:

• Дает более корректный расчет и более точный результат

• Наиболее подходит для статических изображений

Недостатки:

• Исходные изображения имеют небольшой процент шума

• Наблюдается мерцание при анимации

• Требует большего времени рендеринга Создает большую нагрузку на процессор

APPROXIMATED AMBIENT OCCLUSION:

Преимуества:

• Рендеринг занимает меньше времени

• Создается меньшая нагрузка на процессор

• Отсутствует шум

• Подходит как для одиночных изображений, так и для анимации

Недостатки:

• Когда нормали двух полигонов, расположенных через один, направлены в одну сторну (пример: наружная стенка норы и задняя стенка норы, наружная стена дома и стена напротив окна), они могут быть некорректно отрисованы

• Сложнее настраивается на сложных и больших сценах

54

Environment Lighting (Освещение от окружения)Environment Lighting — новая функция, представленная при разработке версии Blender 2.5. Алгоритм использует свет от окружения для освещения сцены в дополнение к любому источнику света, который у нас есть.

В дополнение к значению Energy (Энергия), управляющему количеством света от окружения, которое Блендер будет учитывать при рендеринге, есть еще три установки, при помощи которых мы можем заставить Блендер использовать дополнительный свет.

• White (Белый)

• Sky color (Цвет неба)

• Sky texture (Текстура неба)

White (Белый) естественно значит то, что весь окружающий свет белый. В ре-зультате мы получаем эффект, очень похожий на AO.

На рисунке ниже показана сцена с трассируемым Environment Lighting, имею-щим показатель Energy = 1.0:

• Мы также можем использовать установки во вкладке World, чтобы задать цвет Environment Light, меняя Sky Color или добавляя Sky Texture.

55

Обратите внимание, что термин Sky означает условное, «цифровое» небо, или пространство вокруг сцены. Это совсем не значит, что оно похоже на реальное небо.

Для смены цвета Sky (неба) нам нужно управлять значением Horizon Color (цвет горизонта) на вкладке World Settings в меню World.

Например, если мы меняем Horizon Color на синий оттенок, мы получем рендер в голубых тонах. Все потому, что когда Environment Light установлен в Sky Color (цвет неба), Блендер представляет освещение так, как будто весь рассеянный свет в сцене зависит от цвета неба. То есть больше подходит для открытых экс-терьерных сцен; прим. ред.

На рисунке ниже сцена отрендерена с параметрами Sky Сolor R: 0.52, G: 0.75, B: 1.0 и Energy=5.0:

Наконец, Блендер может получить информацию о цвете окружения, используя текстуру (Sky texture), что особенно полезно при использовании HDR-освещения. HDR (High Dynamic Range) — изображение с высоким динамическим диапа-зоном, которое содержит больше цветовой информации, в отличие от обычных JPEG или PNG. HDR-освещение является распространенной техникой освещения в компьютерной графике, позволяющей художникам легко добиться имитации реальных условий освещения.

56

HDR‑ОСВЕЩЕНИЕ СЦЕНЫ

• Давайте посмотрим на то, как мы можем осветить сцену HDR-изображением. Для простоты понимания скачайте blend-файл и файл с текстурой (hdri.blend и hdri_example.png) с веб-сайта http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering/ Эта сцена уже была настроена и включает материалы и текстуры, поэтому все, что нам нужно сделать — это настроить освещение.

• На следующем скриншоте показан файл hdri.blend при первом открытии:

Чтобы создать Sky texture, убедитесь, что мы находимся в меню World. Blender ассоциирует меню Texture с тем элементом, в котором эта текстура использова-на — например, если вы редактировали материал, переход из меню материала в меню текстуры ассоциирует эту текстуру с выбранным материалом. Мы очень детально обсудим это чуть позже.

Находясь в меню World выберите иконку Texture. Вы увидите свободные слоты текстур:

57

Чтобы добавить изображение, которым мы собираемся осветить нашу сцену, нам нужно назначить новую текстуру — чтобы это сделать, кликните на кнопку New в меню Texture. Перед нами предстанет совершенно новый набор опций для выбора.

Установки текстур по умолчанию выглядят аналогично следующему скриншоту:

1. Для начала нам нужно, чтобы Блендер использовал в качестве текстуры растровое изображение (фотографию). Блендер предлагает на выбор множество вариантов процедурных текстур, но сейчас нам нужно выбрать пункт Image or Movie:

58

2. После того, как мы назначили тип текстуры, нам нужно установить саму эту текстуру. Сделайте следующее, нажав Open:

3. Укажите путь к ранее скачанному файлу environment.png.

4. Затем в секции меню Mapping в поле Coordinate (Координаты текстур) поставьте AngMap вместо View, как показано на рисунке:

5. Перейдите к секции Influence, уберите птичку с пункта Blend и поставьте ее на пункт Horizon, как на рисунке:

6. Вернитесь в меню World, активируйте Environment Lighting, выберите в поле типа текстуры Sky Texture.

7. Установите значение Energy = 3.0:

59

У вас должно получиться вот такое изображение:

Обратите внимание, что мы включили функцию Premultiply Alpha в настройках рендера, для того, чтобы текстура окружения не отображалась в фоне и объекты получили аккуратные контуры

INDIRECT LIGHTING (НЕПРЯМОЕ ОСВЕЩЕНИЕ)

Как и Environment Lighting (освещение от окружения), Indirect Lighting (непря-мое освещение) впервые появилось в версии 2.5. Этот алгоритм работает также, за исключением того, что для освещения объектов в сцене используется не свет окружения, а отраженный свет от других объектов сцены.

Вот настройки Indirect Lighting по умолчанию:

60

Indirect Lighting в Blender 2.5 наиболее полезен при использовании Mesh Light — объекта в сцене, обладающего свойством излучения света. К сожалению Indirect Lighting пока работает только с Approximated-алгоритмом. Вот как это выглядит:

ПРИМЕНЕНИЕ AMBIENT LIGHTING В НАШЕЙ РАБОЧЕЙ СЦЕНЕ

Теперь, когда мы знаем какой алгоритм использовать, откроем нашу сцену outdoor.blend и включим Ambient Lighting (рассеянное освещение).

Если вы уже переименовали вашу сцену, убедитесь, что это именно та сцена с велосипедом и установленными источниками освещения

Перейдите в меню World и включите Ambient Occlusion. Решите, каким мето-дом вы хотите воспользоваться — более точным Raytrace или менее шумным Approximate.

Все готово! Вот результат:

61

ЗаключениеТеперь мы знаем все об Ambient Occlusion не только в теории, но и попробовав применить его на практике в нашей сцене. В этой главе мы узнали,

• Как Blender подходит к реализации рассеянного освещения

• Как работают различные алгоритмы рассеянного освещения, такие как Raytraced и Approximate

• Какова разница между Ambient Occlusion, Environment Lighting и Indirect lighting

• Как использовать эти алгоритмы в работе

• Как AO влияет на сцену Как использовать HDRI-освещение при работе над сценой

Теперь пришло время познакомиться с более увлекательным процессом — соз-данием и редактированием текстур и материалов!

62

Внешняя сцена: добавляем материалы

Теперь, когда настроено освещение нашей сцены, можно переходить к сле-дующему этапу — добавлению и редактированию материалов. Материал в Blender — это то, что придает объектам законченный вид (дает «ощущение» материала). А именно: цвет; текстура; тип шейдинга (тонирование,затенение); отражения.

Разберемся с этими и другими свойствами, связанными с материалами и тек-стурами в Blender. В этой главе мы: разберемся с тем, как Blender работает с материалами; научимся создавать материал и редактировать его свойства; узнаем, какие алгоритмы отрисовки материалов используются в Blender; на-учимся создавать полупрозрачные и отражающие объекты; создадим материа-лы для нашей сцены с велосипедом.

Создание нового материала.В предыдущих версиях Blender создать материал можно было несколькими способами, но в версии 2.5 весь процесс сведен к одному меню, чтобы избежать путаницы и нерационального использования пространства интерфейса. Помните, как в меню, в зависимости от того, что выбрано в сцене (источник света или объ-ект), меняются кнопки Light и Material? Сейчас мы будем работать с меню Material — оно станет доступно, если вы выберете любой меш (3D-объект) в сцене.

ЗНАКОМИМСЯ БЛИЖЕ С МЕНЮ MATERIALS.

Прежде чем создавать материалы в Blender, нам надо разобраться, на какие параметры рендера влияют различные настройки, и зачем они вообще нужны. Если этого не знать, придется бессмысленно тыкать наугад в разные кнопки,

63

надеясь, что какая-нибудь да сработает так, как надо. Впервые открыв меню Material, мы увидим пустой список материалов и кнопку для добавления/выбора материала. Меню Material при первом взгляде на него:

Поскольку в нашей сцене еще нет ни одного материала, нажмите кнопку New, чтобы создать материал и посмотреть на доступные опции. После создания материала меню изменится и будет выглядеть, как на следующей картинке.

Меню Material после создания нового материала:

Появились разнообразные настройки, с помощью которых можно менять свой-ства материала. Вот они:

• имя и тип материала

• предварительный просмотр

• настройки диффузного отражения света (отвечают за цвет объекта) и блеска

• шейдинг (тонирование, затенение)

• прозрачность и зеркальное отражение

• подповерхностное рассеивание

64

ИМЯ И ТИП МАТЕРИАЛА, ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПРОСМОТР.

Чтобы организованно работать с материалами в сцене, можно каждому мате-риалу дать уникальное имя, говорящее, что это за материал. По умолчанию, Блендер назвал наш материал так: Material. Заурядно и скучно? Поменяйте его на test_material — ненамного понятнее, но лучше объясняет, для чего этот мате-риал, — а нам это и нужно. Блендер позволяет выбрать один из четырех типов материалов (два из них появились только в Blender 2.5): Surface (поверхность); Wire (каркас); Volume (объем); Halo (ореол).

Окно с выбранным для меша типом материала Surface:

Surface — стандартный тип материала, который назначается объекту по умол-чанию. Обычная поверхность трехмерной сетки; такой тип материала есть в любой программе для 3D-моделирования. Им мы будем пользоваться чаще всего, так как он наиболее пригоден для изображения поверхностей большин-ства объектов реального мира.

Персонаж-орешек, которым мы пользовались при настройке освещения, отрен-деренный с белым материалом типа Surface:

65

Wire — объект рендерится состоящим не из сплошных полигонов, как с Surface, а в виде проволочного каркаса.

Рендерить каркасом удобно, если надо показать сетку объекта (например, в портфолио). Чистая сетка — хорошая сетка.

Картинка, отрендеренная с материалом Wire:

Следующий тип материала, впервые появившийся в Блендере — Volume (ограничитель объема среды). Это попытка дать возможность создавать объек-ты-объемные среды, похожие на существующие в программах вроде Autodesk Maya. Этот тип материала, хотя и находится на начальной стадии разработки, может пригодиться в некоторых случаях.

66

Если выбрать этот тип материала, Blender создаст эффект тумана в объеме, ограниченном сеткой объекта:

Последний тип материала, Halo, не нов — он есть в Blender чуть ли не с первой версии. Этот материал очень полезен при создании эффектов свечения.

Он часто используется, хотя его параметры по умолчанию далеки от идеала, и требуют тщательной настройки. Ниже показана картинка, отрендеренная с материалом Halo:

67

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПРОСМОТР (PREVIEW).

Обратите внимание, что изображение в разделе меню Preview менялось, когда мы выбирали разные типы материалов. Это изображение автоматически об-новляется и показывает, как будет выглядеть выбранный материал на разных объектах, а именно:

• на плоскости

• на сфере (выбрана для предпросмотра по умолчанию)

• на кубе

• на Сюзанне

• на волокнах (strands)

• на сфере с картой окружения

Сюзанна — «семейная шутка» сообщества разработчиков Blender. Во время работы над ранней версией программы, один из разработчиков смоделировал голову обезьянки и включил ее в меню добавляемых объектов вместе с кубом, плоскостью, сферой и т. д. Обезьянью голову назвали Сюзанной, и теперь она присутствует во всех версиях Blender.

В зависимости от того, как назначены материалы объекту, можно выбирать тот или иной объект для предпросмотра. Мы поговорим подробнее о выборе опти-мального объекта, когда перейдем к текстурам.

РАССЕЯННЫЙ СВЕТ И БЛИКИ (DIFFUSE И SPECULAR).

У любого материала реального мира есть диффузный цвет и свойство отражать окружающую среду. Диффузным (рассеянным) называется общий цвет объекта, проявляющийся при отражении, преломлении или поглощении цвета объектом. Бликовый — относится к появляющимся на поверхности объекта бликам — у металлов и пластиков блики больше и жестче, чем, например, у картона или ткани. Такие блики в нашем случае — не настоящие, а, скорее, 3D-фокус. На настоящих фотографиях блики чаще всего появляются, когда свет, излучен-ный источником света (например, окном или лампочкой), отражается от объек-

68

та к наблюдателю. Значение параметра Specular управляет тем, как этот эффект будет проявляться в рендере.

Посмотрим, например, на эти часы. Как видим, присутствуют очень сильные блики. Светлые области на пластиковом ободке очень четкие. Если понизить значение Specular, блики не будут такими четкими и яркими.

МОДЕЛИ ДИФФУЗНЫХ ШЕЙДЕРОВ.

Блендер поддерживает множество алгоритмов, используемых для имитации диффузного отражения материалов. Они дают разные результаты — от более условных до сверх-реалистичных. Эти модели таковы:

• Lambert• Oren-Nayar• Toon• Minnaert• Fresnel

69

Нас будет интересовать только шейдер Lambert, так как это наиболее универ-сальный из имеющихся в Blender алгоритмов, и годится практически для любой ситуации. Если же вы хотите узнать больше о том, как работают другие шей-деры, и зачем они — можете прочесть здесь: http://wiki.blender.org/index.php/Doc:Manual/Materials/Properties/Diffuse_Shaders.

МОДЕЛИ БЛИКОВЫХ ШЕЙДЕРОВ.

Точно так же, как диффузный шейдер определяет общий цвет материала, блико-вый шейдер определяет цвета бликов (отсветов) на материале. Модели бликовых шейдеров:

• CookTorr• Phong• Blinn• Toon• WardIso

Поэкспериментируйте с каждым и посмотрите, какие результаты у вас получат-ся. В основном, мы будем использовать Blinn и Phong.

ТОНИРОВАНИЕ (SHADING).

Настройки в разделе Shading управляют тем, как свет взаимодействует с мате-риалом. Параметр Emit определяет, сколько «света» излучает объект. В компью-терной графике принято учитывать только то, как взаимодействует с объектом прямо направленный на него свет, поэтому, если мы не включим просчет осве-щения от окружающей среды, непрямое освещение Блендер учитывать не будет. Включив параметр Emit, мы можем использовать меши в качестве источников освещения; для отображения такого освещения в Блендере надо использовать освещение окружающей средой, при этом мы ощутим и влияние параметров не-прямого освещения (Indirect lighting). Ambient управляет тем, насколько сильно на материал влияет освещение от окружающей среды. Translucency говорит о том, какое количество света проходит сквозь материал.

70

Кроме того, есть еще три пункта, которые можно включить, поставив галочку:

• Shadeless• Tangent Shading• Cubic Interpolation

Shadeless (нечувствительный к тени или свету) — сообщает программе, что сле-дует забыть все настройки материала и рендерить его одним цветом. Объ-ект на рендере выглядит плоским, и все, что можно различить — его силуэт. Tangent shading учитывает при рендере направление нормалей поверхности — обычно это приводит к появлению анизотропных бликов. Cubic Interpolation говорит программе, что нужно использовать кубический алгоритм при рендере изображения (по умолчанию используется линейный).

ПРОЗРАЧНОСТЬ И ЗЕРКАЛЬНОЕ ОТРАЖЕНИЕ (TRANSPARENCY И MIRROR).

Прозрачность и зеркальное отражение очень пригодятся при создании мате-риалов металла и стекла. У этих свойств есть множество параметров, которые можно настраивать, добиваясь нужного эффекта.

НАСТРОЙКА СВОЙСТВ ПРОЗРАЧНОСТИ.

Чтобы включить прозрачность материала, поставьте галочку рядом с заголов-ком меню Transparency. Блендер может просчитывать прозрачность двумя способами:

• Z-transparency• Raytrace

При Z-transparency для просчета прозрачности используется альфа-буфер. При этом Блендер просчитывает прозрачность, смешивая цвета объектов, перекры-вающих друг друга. Например, если полупрозрачную красную сферу расположить перед желтой сферой, то в области их перекрытия появится оранжевый оттенок.

71

Этот алгоритм физически недостоверен и не требует больших вычислительных мощностей. Настроить его так, чтобы получить достойный эффект, очень слож-но, поэтому мы будем пользоваться только Raytrace прозрачностью. Raytrace прозрачность рассчитывается математически, как и другие, работающие с от-слеживанием луча света (рейтрейсингом) функции Blender, и является физиче-ски точной, но при этом требует большей вычислительной мощности и приводит к увеличению времени рендеринга.

Чтобы включить Raytrace прозрачность, нажмите кнопку Raytrace в верхней части раздела меню прозрачности.

Сразу появится длинный список настроек, доступных для изменения — рассмо-трим их вкратце.

• IOR (Index of Refraction, коэффициент преломления)• Filter (Фильтр)• Faloff (Спад)• Limit (Предел)• Depth (Глубина)• Gloss (Глянцевитость)

IOR (Index of refraction, коэффициент преломления) — одна из самых важных настроек, которые понадобятся нам при работе с прозрачностью. Любой объект реально-го мира, обладающий прозрачностью, характеризуется определенным коэффициентом преломления. Этот коэф-фициент — число, определяющее, как сильно преломля-ется свет при прохождении сквозь прозрачный объект, что приводит к искажению предметов, находящихся за ним. Взгляните на приведенную ниже картинку с изо-бражением стеклянного бокала — видите, как искажает-ся орнамент на фоне, когда он находится за бокалом?

72

Filter (фильтр) — определяет, какое количество диффузного цвета материала смешивается с прозрачностью. Таким образом симулируется поглощение света в материалах типа стекла.

Стекло с IOR=1,55 (соответствует обычному бытовому стеклу), отрендеренное со значением Filter=0 (слева) и Filter=0,5 (справа).

Faloff (Спад) работает вместе с Filter — определяет степень смешивания между цветом материала и прозрачностью. По умолчанию, Faloff присвоено значение 1,0 — это значит, что потеря энергии светового луча происходит по линейному закону. Влияние этого параметра на конечное изображение настолько мало, что его нет смысла менять (если только он не взаимодействует с другим параметром в сцене каким-нибудь особым способом, определяемым пользователем).

Материал с Filter=0,5 при значениях Faloff=1 (cлева) и Faloff=0,1 (справа).

Limit (предел) — устанавливает максимальное расстояние, которое может пройти свет сквозь материал до того, как будет полностью отфильтрован. Значение, равное 0, отключает просчет этого параметра.

73

Filter (фильтр) — определяет, какое количество диффузного цвета материала смешивается с прозрачностью. Таким образом симулируется поглощение света в материалах типа стекла.

Стекло с IOR=1,55 (соответствует обычному бытовому стеклу), отрендеренное со значением Filter=0 (слева) и Filter=0,5 (справа).

Faloff (Спад) работает вместе с Filter — определяет степень смешивания между цветом материала и прозрачностью. По умолчанию, Faloff присвоено значение 1,0 — это значит, что потеря энергии светового луча происходит по линейному закону. Влияние этого параметра на конечное изображение настолько мало, что его нет смысла менять (если только он не взаимодействует с другим параметром в сцене каким-нибудь особым способом, определяемым пользователем).

Материал с Filter=0,5 при значениях Faloff=1 (cлева) и Faloff=0,1 (справа).

Limit (предел) — устанавливает максимальное расстояние, которое может пройти свет сквозь материал до того, как будет полностью отфильтрован. Значение, равное 0, отключает просчет этого параметра.

Материал с Filter=0,5 при значениях Limit=0 (слева) и Limit=3,0 (справа).

Depth (глубина) управляет количеством допустимых внутренних преломле-ний — чем выше его значение, тем больше четкость эффекта прозрачности. Чтобы получать хорошие результаты при разумном времени рендеринга, вполне хватит Depth=6, но вообще-то это значение может меняться от 1 до 10, как показано ниже. Заметьте, что более низкие значения параметра Depth

из-за недостаточного разрешения преломлений приводят к появлению сильных теней внутри прозрачных объектов — исправить это можно увеличением Depth.

Последняя настройка прозрачности — Gloss (Глянцевитость). Gloss позволяет создавать размытые, нечеткие отражения и преломления, что полезно при соз-дании, например, матового стекла или полированного дерева. Это очень чувствительный параметр — как правило, нет смысла делать его меньше, чем 0,95 (значение 1,0 отключает эффект размытости).

Справа — Gloss=1,0, слева — Gloss=0,8.

74

НАСТРОЙКИ ЗЕРКАЛЬНОГО ОТРАЖЕНИЯ.

В меню Mirror, как и в Transparency, есть набор настроек, с помощью которых можно управлять отражениями. Но, в отличие от прозрачности, зеркальные отражения в Блендере исключительно Raytrace-типа — если, конечно, не вы-ставить текстурную карту на канал отражений материала, но это совсем другой вопрос. В меню Mirror находятся следующие параметры, меняя которые, можно менять вид отражений:

• Reflectivity (отражательная способность)• Max Dist (Максимальная дистанция)• Depth (Глубина)• Fresnel (Эффект Френеля)• Gloss (Глянцевитость)

Эти настройки работают так же, как и в меню Transparency, только здесь они управляют отражениями, а не прозрачностью. Картинка снизу отрендерена со значениями Reflectivity=0,6 и Fresnel=2,0.

Создаем материалы для нашей сцены.Создадим первый материал для нашего трехколесного велосипеда — красную краску. Откройте outdoor.blend и выберите любую часть рамы велосипеда. Чтобы облегчить работу, разным частям велосипеда уже заранее присвоены имена, так что разобраться, какой материал для какой части нужен, будет нетрудно.

Если вы переименовали файл outdoor.blend — убедитесь, что открыли именно тот, в котором мы ранее настраивали свет

75

1. Выберите любую часть рамы (bike_support, например), щелкнув на меше правой кнопкой в 3D-виде или выбрав его имя в Outliner.

2. Добавьте новый материал (см. раздел «Добавление нового материала») и переименуйте его в red_metal.

Нам нужен красный металл — начнем с изменения цвета. Воспользовавшись панелью выбора цвета, расположенной под параметром Diffuse, измените цвет на красный. Ниже показаны настройки, которые выбрал я.

Следующий шаг — надо изменить Hardness (жесткость блика) материала. Это укажет Блендеру, насколько четким должен быть спекулярный блик. В настрой-ках Specular поднимите Hardness до 200.

Можем переходить к следующему этапу. В реальной жизни очень редко встре-чаются материалы, блики на которых были бы идеально белыми. В нашем слу-чае, красная краска, скорее всего, даст не белый, а розоватый блик. Пользуясь панелью выбора цвета, расположенной под параметром Specular, измените цвет на светло-розовый. Также, измените модель спекулярного шейдера на Blinn (см. раздел «Модели спекулярных шейдеров» ранее в этой главе).

76

Теперь можно добавить отражения, чтобы добавить нашему рендеру правдопо-добности. Включите отражения, поставив галочку рядом с заголовком раздела Mirror.

1. Выставьте Reflectivity=0,05 — нам не нужны сильные отражения, но надо, чтобы было видно, что они есть.

2. Измените Depth, выставив значение 6. Это увеличит качество разрешения самих отражений.

3. Наконец, выставьте Gloss=0,95. Ничто в природе (кроме зеркал) не дает идеальных отражений. Честно говоря, и зеркала тоже не идеальны. Gloss размоет отражения, и они не будут казаться слишком четкими.

4. Присвойте наш новый материал, который мы только что создали, другим частям рамы (front_support, bike_support, seat_support, bike_base).

77

5. Отрендерьте изображение — должно получиться что-то вроде картинки, показанной ниже.

ЖЖЕМ РЕЗИНУ!

Следующий материал — резина для колес. В отличие от только что созданно-го твердого, бликующего металла, теперь нам нужно воспроизвести мягкий, с сильным диффузом материал. Выберите переднее колесо, и начнем!

1. Создайте новый материал и назовите его tire.

2. Воспользовавшись панелью выбора цвета, расположенной под параметром Diffuse, измените цвет на темно-серый.

Почему не черный? Точно так же, как в природе не бывает идеально белого цвета, не бывает и идеально черного. Оттенок черного реалистичнее покажет то, как выглядят «черные» объекты реального мира.

Главная роль в создании натурально выглядящих бликов отводится цвету. У металлов и других сильно бликующих материалы блики, как правило, яркие (как у созданного нами красного металла). У мягких же материалов блики мяг-че, и их цвет ближе к диффузному цвету материала. Так и поступим с бликами на нашей шине:

1. Измените цвет specular (цвет блика) на серый, а жесткость блика (hardness) выставьте равной 10. Блик расползется по мешу, и даст более мягкий результат.

78

2. Модель спекулярного шейдера, выставленная по умолчанию (CookTorr) прекрасно нам подходит, менять ее не нужно (только если захотите поэкспериментировать).

Применим этот материал к остальным шинам велосипеда, то есть к следующим мешам:

• left_wheel_tire

• right_wheel_tire

• front_wheel_tire.

ИДЕМ КОРОТКИМ ПУТЕМ.

Если вы профессионально занимаетесь компьютерной графикой, очень полезно знать, где можно упростить процесс редактирования, чтобы сдать работу во-время. В данном случае, мы немного схитрим и упростим себе работу по созда-нию следующего материала — серого металла, который будет присвоен многим из оставшихся частей велосипеда.

79

ДУБЛИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛА.

Сначала продублируем уже созданный материал red_metal. Пользуясь термина-ми Блендера, мы создадим однопользовательскую копию (single-user copy). Для этого выберите руль (меш handle_bar) и назначьте ему материал red_metal. Обратите внимание на цифру рядом с именем материала — она указывает, сколько объектов в сцене уже используют этот материал.

Чтобы создать однопользовательскую копию, щелкните на этой цифре и пере-именуйте наш новый материал — назовите его grey_metal.

1. Поменяйте диффузный цвет нового материала на серый, пользуясь панелью выбора цвета под Diffuse.

2. Поскольку мы поменяли диффузный цвет, надо поменять и цвет блика. В настройках Specular выберите белый цвет с добавлением серого.

80

3. Назначьте этот материал объектам

• handle_bar

• front_tire_support

• left_pedal_bar

• right_pedal_bar

• front_wheel_rim

• left_wheel_rim

• right_wheel_rim

ПОЧТИ ГОТОВО!

Осталось создать еще два материала — белый пластик и красный пластик.

1. Выберите педаль. Создайте новый материал и, пользуясь панелью выбора цвета, присвойте ему тот же красный цвет, что и для красного металла. Переименуйте материал на red_plastic.

2. Все, что теперь надо поменять — это блик. Остальные настройки по умолчанию нам подходят. Сделайте цвет блика красным, немного светлее диффузного.

3. Выберите сиденье и назначьте ему материал пластика. Продублируйте и переименуйте в white_plastic.

4. Поменяйте диффузный цвет на отличный от белого. Поскольку в реальном мире чистого белого цвета не бывает, можно даже добавить оттенок желтого для большей реалистичности.

5. Поменяйте цвет блика на почти чистый белый.

6. Присвойте материал белого пластика ручкам руля, сиденью, промежуточным вставкам и пластиковому крылу над передним колесом.

81

7. Теперь можно отрендерить картинку и посмотреть, что получилось.

ИЗМЕНЯЕМ ОКРУЖЕНИЕ.

Велосипед готов, а вот окружение — нет. Помните, что мы решили не рендерить плоскость под велосипедом — давайте примемся сначала за нее. Мы хотим сообщить Блендеру, чтобы прорисовывалась только тень от велосипеда, а пло-скость под ним — нет. К счастью, такие настройки существуют:

1. Выбрав плоскость, создайте новый материал и назовите его ground_plane.

2. В самом низу настроек материала, в разделе Shadows, выберите Shadows Only. Блендер будет просчитывать тени, падающие на меш, но сам меш рендериться не будет.

3. Готово! Теперь на рендере будут тени от велосипеда, а саму плоскость мы видеть не будем.

82

ДОВОДКА.

Последнее, с чем надо разобраться — фон. Сейчас он несколько скучноват. Чтобы исправить это, мы добавим градиент к цвету фона, для чего воспользуем-ся настройками мира — World.

В меню World есть раздел, который так и называется — World. Он управляет фоном рендера. Выберите опцию Blend Sky — Блендер создаст градиент между цветом горизонта (Horizon Color) и цветом зенита (Zenith Color). Сейчас нам надо только поменять цвет зенита на светло-серый. Если сейчас мы отрендерим картинку, получим такой результат.

ОбзорПоздравляем! Сцена успешно освещена. В процессе работы мы многому научи-лись — давайте сделаем небольшой итоговый обзор. Работая над проектом, мы узнали: как выстраивать рабочий процесс; какие вопросы задать самому себе, прежде чем настраивать освещение; как добавлять лампы и менять их свойства, как правильно сделать трехточечную систему освещения с учетом окружения нашего объекта; как работает АО и как его правильно применять; как добавлять и редактировать материалы и текстуры в Blender.

ОБЗОР РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА

Важность выработки правильного, эффективного рабочего процесса — неоцени-ма. Она позволяет повысить продуктивность и многое делать быстрее. Одина-ковых художников нет, поэтому нет и рабочего процесса, который подошел бы каждому. Рабочий процесс в нашем проекте включал в себя следующие этапы: оценка сцены; решение вопроса о том, как сцена должна быть освещена; созда-

83

ние и установка источников света, их интенсивности, цвета и тому подобного; добавление материалов; дополнительная настройка.

ОЦЕНКА СЦЕНЫ

Еще до того, как начинать заниматься освещением, мы должны добиться пол-ного понимания своей сцены — не только того, как она появилась, но и того, что должно получиться в конце концов. Надо спросить самого себя и убедиться, что имеющееся окружение имеет право на существование — в противном слу-чае, нельзя будет добиться реалистичного освещения.

Задайте себе правильные вопросы До того, как освещать сцену, мы узнали, что полезно спросить себя — откуда сцена взялась, в каком она состоянии находится в момент, когда мы решили ее отрендерить, и что в сцене будет про-исходить потом (это не значит, что в сцене действительно должно что-то происходить). Надо подумать о погоде, о су-ществующих условиях освещения, направлении и источнике света, и так далее. Все эти вопросы помогут нам сосредото-читься на том, что происходит в сцене.

ПЛАНИРОВАНИЕ СХЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ.

После того, как мы убедимся в том, что подобная нашей сцена может существо-вать в реальности, можно подумать, как произвести нужный нам эффект. Это включает в себя выбор световой схемы и ее настройку.

Не забудьте подумать о том, как свет взаимодействует с объектами в окружении — это поможет вам правильно произвести симуляцию того, как они должны выглядеть в сцене.

НАСТРОЙКА ИСТОЧНИКОВ ОСВЕЩЕНИЯ.

Определившись со световой схемой, можно приступать к созданию, размещению и настройке источников света в сцене. Можно также выставить такие параметры, как сила света, цвет, тень и так далее. Это занимает времени больше, чем все

84

остальное — если заранее спланирована схема освещения, правильно отренде-рить сцену несложно. Помните, что в Блендере несколько типов источников света:

• точечный• типа «солнце»• лампа (прожектор)• hemi (полусфера)• area (площадной)

Необходимо знать, чем эти лампы отличаются друг от друга и почему надо поль-зоваться той, а не иной лампой. Чтобы добавить источник света в сцену, просто заходим в меню Add: Add|Lamp| [тип лампы]. Помните, что меню Lights и Material сменяют друг друга в зависимости от того, какой объект выбран. К счастью, в 3д-виде Блендер изображает источники света так, что их ни с чем не спутаешь, а тип источника света меняется легко; разобраться, что есть что в сцене, просто. В меню Lights мы научились изменять настройки интенсивности, цвета и тени для создания реалистичного рендера. Если вы еще не поиграли с этими настрой-ками — попробуйте сейчас. Наш первый проект уже закончен, так что можно по-экспериментировать. Худшее, что у вас может выйти — плохой рендер, но у кого их не бывает? Не бойтесь ошибок — вы можете научиться чему-то новому.

СХЕМА ОСВЕЩЕНИЯ

Мы узнали, что схема освещения (световой риг) — это система источников осве-щения, выстроенная таким образом, чтобы правильно осветить объекты в сцене. В данном случае, мы воспользовались трехточечной схемой освещения, состоя-щей из трех компонентов:

• главный (key) свет• заполняющий/заливающий (fill) свет• контражурный/контурный (rim) свет

85

На картинке показана трехточечная схема освещения в фотостудии. Лампы сле-ва и справа — источники заполняющего света; лампа, установленная за каме-рой — главный свет. Со светом, выставленным подобным образом, можно фото-графировать, например, какую-нибудь игрушку или электронное устройство.

Если вдруг кто забыл: главный свет — основной источник света, используемый для освещения сцены. Часто в сценах, создаваемых для представления продукта (как в нашей сцене и на картинке выше), главный свет расположен прямо за ка-мерой. Заливающий свет — немного слабее, чем главный, выставляется с дру-гой стороны камеры и сбоку по отношению к объекту. Наконец, контурный свет располагают за объектом, обычно он имеет довольно высокую интенсивность и направлен в сторону камеры. Тогда получается световой контур, в результате чего сцена отделяется от фона.

Разумеется, для получения нужного эффекта можно пользоваться любым ко-личеством источников света — в большинстве сцен будет использоваться более одной схемы освещения и источники света, привязанные к разным слоям.

ДОБАВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Свет настроен, но сцена по-прежнему выглядит… блеклой. Чтобы получить по-настоящему хороший рендер надо добавить материалы. Развлекитесь и по-думайте о различных свойствах каждого объекта в сцене — в следующем про-екте мы узнаем, как создавать собственные текстуры в GIMP и как использовать их в Блендере.

ОСВЕЩЕНИЕ ОТ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Как мы узнали, свет преломляется и отражается до тех пор, пока не будет полностью поглощен, что приводит к смешению цветов объектов в сцене. В ком-пьютерной графике этот эффект называется глобальным освещением (Global Illumination, GI) — еще один термин для освещения от окружающей среды. В Блендере 2.5 совершенно новый набор техник расчета освещения от окружа-ющей среды, включая АО и общее освещение. Блендер использует для них два различных алгоритма:

• Рейтрейсовое освещение от окружения (Raytraced Ambient lighting)

• Приближенный расчет освещения от окружения (Approximate Ambient lighting).

86

Мы узнали, что рейтрейсовое (Raytraced) АО требует выполнения серьезных ма-тематических вычислений, что, к сожалению, приводит к увеличению времени рендера. К тому же, его использование приводит к появлению шумов в изобра-жении, а в анимациях становится заметно «моргание». Чтобы с этим бороться, Блендер пользуется приблизительным алгоритмом — Approximate AO. Этот алгоритм не только убирает «моргание» (он рендерит картинки без шумов), но и требует гораздо меньшего времени рендера и вычислительных ресурсов. Но помните, что этот алгоритм приводит к появлению сильных теней, если на-ходящиеся друг за другом грани направлены в одну сторону.

ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВ В БЛЕНДЕРЕ

Самые большие изменения в интерфейсе, которые мы пока что видели в Блен-дере 2.5, касаются материалов. Хотя подход к работе с ними остался таким же,

как в предыдущих версиях, есть вещи, которые следует помнить, добавляя материалы.

Главное — это то, как добавляется материал. В предыдущих версиях Блендера материал можно было добавить и через меню Material, и через меню Edit. В 2.5 все сведено в одно место — меню Material. Помните, что настраивать материа-лы можно, меняя разные параметры:

87

• имя и тип материала

• редварительный просмотр

• диффузные и спекулярные свойства

• тонирование; прозрачность и зеркальное отражение

• подповерхностное рассеивание

Мы добавили материалы нашему велосипеду и настроили их так, чтобы они были похожи на реальные. Создали материалы металла, резины и пластика, и в результате получили высококачественный рендер. Еще мы разобрались, как Блендер отрисовывает 3Д-пространство вокруг велосипеда, и как можно получить более привлекательный фон.

Подведем итогМы подробно поговорили о материалах в Blender и о том, как добавлять их в сцену, а также:

• как работать с материалами, включая создание, дублирование и добавление специальных эффектов — прозрачности и зеркального отражения

• как настраивать материалы для использования в сцене

• как изменить настройки мира (World), чтобы получить результат поинтереснее

Поздравляем! Мы закончили первую сцену — проект с внешним освещением! Вспомним, чему мы научились, работая с ним, и перейдем к следующему — сцене с внутренним освещением.

88

Интерьерное освещение. Настройки

Теперь мы знаем, как осветить сцену в экстерьере, используя принципы экс-терьерного освещения. Пришло время перейти на следующий уровень и позна-комиться с освещением интерьеров. Многие приемы, которые мы использовали для освещения предыдущей сцены, пригодятся нам и здесь. Однако существуют некоторые важные отличия, являющиеся особенностью именно интерьерного освещения. Их мы и обсудим, рассматривая следующие аспекты:

• Настройка сцены для использования комплексной системы освещения (Complex Light Rig)

• Реализация комплексной системы освещения (Complex Light Rig)

• Интуитивная настройка источников света для отражения искусственного света в сцене

Начнем!

Первые шагиДля начала нам нужна сцена, которую вы можете скачать со страницы вот по этой ссылке: http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering, загрузите файл interior.blend из раздела Interior Lighting. Этот файл мы будем использовать в течение всего проекта.

89

Если вы уже открыли его, то увидите нечто подобное:

ПогружениеИтак, у нас уже есть сцена, и мы можем начинать. В предыдущем проекте мы учились анализировать сцену перед тем, как что-то в ней делать. Теперь нам придется по настоящему тщательно обдумать, как мы настроим освещение в на-шей интерьерной сцене, поэтому сосредоточтесь!..

РАСШИРЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ РЕНДЕРИНГА ПРИ ПОМОЩИ СЛОЕВ

В более сложных сценах система слоев в Блендере становится бесценным вспомогательным инструментом при настройке освещения. Мы еще не раз столкнемся с тем, что некоторым объектам необходимо отдельное освещение, не влияющее на другие объекты в сцене. Для настройки этих индивидуальных «мини-систем» из источников света (Light Rigs) нам нужно связать определен-ные источники света со своими слоями. Но у нас есть проблема — в нашей сцене все находится на одном слое. Это значит, что мы должны решить, как нам раскидать объекты по слоям, чтобы они были освещены, как нам нужно.

БРОСИМ БЕГЛЫЙ ВЗГЛЯД

Перед тем как начать, нам нужно определиться с тем, какое настроение мы хотим передать нашим сюжетом. В этой сцене мы собираемся сфокусироваться на винной бутылке на переднем плане, приглушив фон, слегка расфокусировав его, и используя немного более темное освещение. Это позволит сделать бутыл-ку главным действующим лицом нашей сцены.

90

Теперь давайте выясним, откуда будет падать основной свет. У нас будут две груп-пы физических источников освещения — подвесные лампы справа и встроенные потолочные светильники слева. Мы можем использовать лампы типа Spot (прожек-тор) для симуляции подвесных ламп справа, а для встроенных использовать Area (площадные) источники света. Заметим, что эти источники света в файле нигде не видны, потому что их еще нет. Мы добавим их чуть позже по ходу главы.

Добавление этих ламп даст хорошее освещение нашей сцене, но нам еще нужно осветить винную бутылку так, чтобы выделить ее в сцене. Поскольку она в фо-кусе, мы будем использовать для нее индивидуальное, полностью независимое освещение. Для правильного распределения источников света мы разделим нашу сцену по слоям.

ОРГАНИЗАЦИЯ СЛОЕВ

В реальном мире объекты, которые мы видим, освещаются всеми существую-щими источниками света в соответствии с физическими законами освещения. В компьютерной же графике у нас есть полный контроль над тем, как источники света будут воздействовать на нашу сцену. В результате мы обладаем абсолют-ной творческой свободой создавать такие световые эффекты, которые не обя-заны существовать в реальности и подчиняться физическим законам. Зато так мы можем достигнуть желаемой визуальной привлекательности нашей сцены, почувствовать себя художниками или Матерью Природой, если хотите…

В Блендере мы можем размещать источники света, используя трехмерные слои, подобно слоям в 2D-графике, как в Adobe Photoshop или GIMP. По умолчанию Блендер помещает каждый новый создаваемый нами объект на первый слой, но мы можем перемещать эти объекты на любой слой, который захотим. Это за-висит исключительно от наших потребностей и ожидаемого результата. Давайте посмотрим, что можно делать со слоями.

Мы помним, что должны устроить нашей винной бутылке персональное освещение. Это значит, что нам надо, по крайней мере, поместить на отдельный слой бутылку вместе со столом, на котором она стоит. По логике вещей, нам надо сначала оставить эти два объекта на первом слое, а потом переместить все остальные объекты на другие слои. Поскольку мы еще не знаем, как дальше будем раскидывать нашу сцену, — просто поместим все объекты, кроме бутылки и стола, на любой другой слой. Будем использовать команду Move to Layer(поместить на слой). Вот ее диалоговое окошко:

91

Для того, чтобы это сделать, выполните следующие шаги:

1. Выделите все объекты в сцене, кроме стола и бутылки

Самый простой способ это сделать — выделить все (клавиша A), а затем просто снять выделение с бутылки, стола и камеры (при помощи Shift)

2. Нажмите M, чтобы вызвать панель Move to Layer

3. Нажмите кнопку любого слоя (мы выбрали слой прямо под текущим)

Теперь вы переместили объекты на обозначенный слой!

А сейчас представьте, что нам нужно осветить нашу бутылку при помощи 3-х точечного метода освещения, как во 2-й главе мы освещали велосипед.

Это значит, что мы собираемся заставить наш key light освещать бутылку и стол. Нам нужен этот свет для освещения стола, так как мы хотим рендерить любые падающие тени от винной бутылки.

С другой стороны, Side light и Rim light нужен только для освещения бутылки, но не нужен для стола.

Это значит, что мы должны переместить стол еще раз, только на слой 2.

Повторите то же, что мы делали со слоями до этого, выберите стол и поместите его на 2-й слой, к примеру справа от первого на панели Move to Layer.

А теперь посмотрим на то, что же мы сделали. Порядок наших действий должен был быть таков:

Все в нашей сцене, за исключением бутылки, стола под ней и камеры, должно быть перемещено на слой ниже первого — первой кнопки на панели Move to Layer. Стол должен быть перемещен из 1-го во 2-й слой

92

От теории к практикеТеперь мы знаем, что у нас должно получиться, знаем как это сделать. Дело за малым — взять и сделать. Мы разобьем этот процесс вот на такие составляю-щие этапы:

1. Настройка основного освещения. Оно включает в себя подвесные лампы и встроенные потолочные светильники. На данном этапе нас пока не волнует цвет освещения. Мы должны убедиться, что интенсивность света сбалансирована, прежде чем вдаваться в какие-то детали.

2. Настройка 3-х точечной системы освещения для винной бутылки и стола

3. Настройка цвета ламп и Ambient Lighting, если оно нам подойдет

4. Тонкая настройка до полного удовлетворения результатом

93

Настройка основного освещенияЭто безусловно самый простой шаг. Просто добавим источники освещения по-верх готовых моделей в нашей сцене.

ДОБАВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ТИПА SPOT (ПРОЖЕКТОРЫ)

1. Перейдите на вид сверху (клавиша 7 на цифровой клавиатуре), и включите каркасный (wireframe) режим (клавиша Z)

2. Добавьте источник (Spot) (Add | Lamp | Spot)

3. Используя клавишу G, разместите его прямо по центру абажура лампы, висящей ближе к камере. Следуйте этому рисунку:

94

4. Перейдите на вид сбоку и подправьте положение источника Spot, так чтобы он попал прямо в верхнюю часть абажура, прямо под цоколь, как показано на рисунке:

Убедитесь, что Spot находится на том же слое, что и подвесные лампы. Если это не так, переместите Spot на нужный слой при помощи M, руководствуясь рисунком:

Теперь нам нужно подкорректировать настройки Spot, чтобы они лучше соответствовали нашему светильнику. Сначала нам понадобится изменить угол конуса нашего источника Spot. Взгляните на любую реальную лампу вроде той, что на картинке — свет, падая, следует форме абажура. Особенно это заметно, когда лампа стоит у стены:

95

Для того, чтобы изменить настройки, выделите Spot и перейдите в меню Light, изображенное на рисунке:

Прямо под настройками Spot Shape есть параметр Size. Он управляет углом светового конуса, который по умолчанию равен 45`. Подкорректируйте угол вручную при помощи ползунка так, чтобы конус шел по касательной параллель-но контуру абажура, как на рисунке ниже:

96

Угол конуса на изображении установлен на 102 градуса, градусов, но может не-значительно отличаться, в зависимости от того, где именно расположена лампа.

Следующим шагом будет смена значения Blend — эта установка влияет на то, насколько мягкими или резкими будут границы светового пятна (конуса) на поверхности, на которую падает свет. Наша цель — сделать приятный мягкий контур. Установите значение 0,4. Это должно создать достаточно хороший искомый эффект. Нам также нужно установить параметр Value = 0,7. Вспомните, мы ведь решили сделать более темный фон, чтобы выделить бутылку на переднем плане.

Заключительным шагом будет настройка параметров тени. По умолчанию Блен-дер использует ray-traced тени для источника Spot, но мы хотим изменить тип теней на buffer shadows. Из-за того, что пространство, освещаемое подвесными лампами, находится на заднем плане, нам не нужно беспокоиться о получении результата высокого качества, поэтому мы можем обойтись низкокачественным алгоритмом buffer shadow. Это также снизит время рендеринга, поскольку ал-горитм ray-tracing требует больших вычислений, нежели buffer shadow. Для на-стройки Sample Buffers выполните следующие действия:

97

1. Установите Number of sample buffers (количество теневых буферов) равным 4

2. Установите Size (размер одного буфера) равным 1024

3. Установите Samples (количество образцов) равным 5

Последним шагом будет выбор опции This Layer Only (только этот слой) в чек-боксе меню Shadow settings. Этот этап является ключевым — если мы не сдела-ем этого, наши лампы не будут связаны со слоем:

Теперь, когда мы закончили настройки нашего первого источника освещения, мы можем размножить его на все имеющиеся подвесные лампы в сцене.

98

Для этого выполните следующие шаги:

1. Выберите Spot

2. Дублируйте его, нажав Shift+D и двигаясь вдоль оси X, переместите копию ко 2-му светильнику, как на рисунке ниже:

3. Проделывайте шаги 1 и 2 до тех пор, пока все Spot не окажутся на своем месте.

Для начала все, теперь мы можем перейти к настройке других источников освещения!

Давайте проверим, как наша сцена выглядит сейчас. Пользуясь только Spot-лампами мы получили вот такую картину:

99

Перед тем, как создать другие источники освещения (ИС), нам надо переместить абажур на другой слой. Выберите абажур (в сцене он называется lamp_shade), и используя клавишу M, отправьте его на соседний слой:

Пока новый слой активен, добавьте в сцену новый ИС типа Point. Этот ИС будет освещать внутреннюю часть нашего абажура, как будто внутренняя поверх-ность абажура реально освещается обычной лампочкой. Совместите новый ИС с моделькой лампочки внутри абажура. Кроме того поменяйте цвет этого ИС в соответствии с желтоватым оттенком Spot-ламп, которые мы создали до этого.

Перед тем, как отрендерить изображение, мы должны сделать три вещи. Во пер-вых связать лампу со слоем. Чтобы сделать это:

1. Не снимая выделения, отметьте This Layer Only в чекбоксе меню Lamp settings:

2. Затем включите тени (нажмите Ray Shadow) в меню Shadow. Настройки по умолчанию являются оптимальными:

3. Также, как и со Spot-лампами, сделайте копии нового ИС для каждого подвесного светильника в сцене.

100

Отрендерим результат:

Хороший старт, добавим еще ламп!

НАСТРОЙКА ИСТОЧНИКОВ СВЕТА ТИПА AREA (ПЛОЩАДНОЙ)

Подход к настройке системы встроенных потолочных светильников может быть таким же, как и подвесных. Но большая разница между ними заключается в используемом типе ИС. Поскольку свет от потолочных светильников испуска-ется лампами в прямоугольных корпусах, то лучший ИС для симуляции такого освещения — Area (площадной). Вот что мы сделаем дальше:

1. Перейдите на вид сверху (Numpad 7)

2. Добавьте ИС типа Area (Add | Lamp | Area)

3. Манипулируя клавишей G, расположите ИС на виде сверху прямо над столиками с диванами, немного справа от них. А на виде сбоку переместите ИС по вертикали как можно ближе к потолку:

101

Также обратите внимание — за крайним креслом нет столика, и это место уже не попадает в поле зрения, но мы сделаем освещение в этом месте — для того, чтобы создать иллюзию, что наша сцена продолжается и вне нашего поля зрения.

Как и с лампами Spot, мы собираемся размножить Area c готовыми настройка-ми. Перед тем как это сделать, убедитесь, что они находятся на том же слое, что и Spot (или воспользуйтесь клавишей M, если это не так).Теперь нам нужно откорректировать форму светильника в соответствии с нашим замыслом. Пока ИС Area выбран, перейдите в меню Lights и вы увидите установки ИС Area:

По умолчанию Блендер создает Area квадратной формы, но мы сделаем его прямоугольным. Для этого нам нужно:

1. Нажать кнопку Rectangle. Теперь мы можем менять размеры ИС по вертикали и по горизонтали независимо:

102

2. Установите X=3, Y=7. Эти параметры неплохо подойдут для нашей сцены.

Далее нам нужно откорректировать интенсивность света. По умолчанию Area слишком яркий, а мы хотим приглушенный фон. Это значит, что нам нужно изменить значение дистанции ИС (Distance) до 17.5 — это изменит предельное значение Distance limit, с которым свет от лампы достигнет пола. Также установите значение Intensity (интенсивности) до 0.2

Лампы Area не поддерживают буферизацию теней, так что нам достаточно, чтобы были включены Ray Shadow (трассируемые тени) — для наших задач зна-чения по умолчанию вполне подойдут.

103

Точно также, как мы делали это со всеми предыдущими ИС, нам нужно активи-ровать опцию This Layer Only, так как наши лампы освещают объекты на этом же слое. Как и у всех остальных ламп, смените цвет освещения на жел-товатый. Значения на рисунке ниже именно такие, как нам нужно:

Теперь мы можем размножить наши Area, чтобы завершить создание основного освещения нашей сцены. Используя сочетание клавиш Shift-D, расположите копии Area над столиками, как показано ниже:

104

Продолжайте, пока не получится примерно так:

Теперь сделайте рендер нашей сцены — после проведения значительных изменений всегда полезно проверить, все ли работает правильно. Будет пре-красно, если вы получите вот такой результат:

105

ДОБАВЛЕНИЕ AMBIENT LIGHTING (ФОНОВОГО РАССЕЯННОГО ОСВЕЩЕНИЯ)

Следующим шагом будет добавление Ambient lighting в нашу сцену. Для этого мы будем использовать Environment Lighting. Чтобы настроить его, выполните следующие шаги:

1. Активируйте чекбокс Environment Lighting в меню World

2. Установите значение Energy равным 0.2. Больше нам не нужно, поскольку это интерьерная сцена.

3. Активируйте чекбокс Indirect Lighting — он подойдет нам лучше всего для небольшого Color Bleeding (рассеивания диффузного цвета объекта на соседние объекты в сцене) и косвенного освещения.

4. Установите значение равным 0.4

Готово! Легко, не правда ли? Посмотрите, как наше изображение выглядит сейчас! Обратите внимание, что задействованный Ambient Lighting немного увеличивает время рендеринга.

ОСВЕЩЕНИЕ ВИННОЙ БУТЫЛКИ

Итак, задний план выглядит как надо. Нам осталось выделить нашего главно-го героя — винную бутылку. Для этого давайте настроим еще одну связку ИС (Light Rig).

106

Итак:

1. Добавьте еще один прожектор Spot

2. Расположите его перед бутылкой немного слева от нее под небольшим углом, следуйте рисунку:

3. Измените цвет нашего Spot на желтоватый другого оттенка

4. Установите интенсивность Intensity равной 4.0

Оцените прогресс!

Выглядит отлично. Все что нам нужно — это добавить Rim Light для бутылки, и все!

107

Для этого сделайте вот что:

1. Добавьте ИС типа Sun на тот же слой, где у нас находится винная бутылка (это у нас 1-й слой)

2. Расположите его прямо за бутылкой лицом к камере

3. Выберите опцию This Layer Only для того, чтобы связать его только с этим слоем

4. Отрендерите изображение, и вы должны увидеть что-то похожее на эту картинку:

ЗаключениеВ этой главе мы охватили многие аспекты освещения сцены, научились таким вещам, как Настройка сцены для использования с комплексным Light Rig (ком-плексной связкой ИС), разделяя сцену на отдельные слои

• Конструирование комплексного Light Rig

• Связывание ИС с определенным слоем

• Использование Indirect lighting и внедрение его в сцену.

Далее мы поговорим о том, как создавать свои текстуры для сцен и использо-вать их в Блендере.

108

UV-Развертка и Текстурирование

Все объекты содержат многочисленные признаки, которые определяют, как они выглядят, и эти признаки не всегда совершенно однородны относительно объ-екта. Например, нужно изобразить пятно краски с одной стороны 3D-объекта, при этом мы должны сообщить программе, что есть определенный участок, от-личающийся от остальной сетки. Это тот случай, когда необходим UV-mapping. UV-карта, проще говоря, двумерное представление координат текстуры трех-мерного объекта. Они позволяют нам задать определенные свойства об опреде-ленных областях наших объектов в сцене.

Представьте себе ковер из медвежьей шкуры. Чтобы сделать этот ковер, кто-то взял шкуру и развернул ее от оригинального места на теле медведя так, чтобы она приятно смотрелась на полу. Это по существу, то что мы делаем, когда создаем UV-карты наших трехмерных объектов. Используя специальные инструменты в Блендере, мы можем «развернуть» UV координаты так, чтобы они выложили 3D сетку в двумерной плоскости, точно так же как наш ковер из медвежьей шкуры.

Изучая инструменты UV-маппинга в Blender, мы сделаем развертку бутыл-ки вина. Это прекрасный пример, по тому, что наша бутылка содержит не-сколько материалов, нам нужно не только создать материал стекла бутылки, а еще и этикетку огибающую бутылку. Для того чтобы этикетка была на сво-ем месте, мы создадим текстуру и нанесем ее на бутылку посредством UV-маппинга. Это не так сложно как может показаться.

109

Изменение интерфейсаТак как в Blender не блокированный интерфейс, это позволяет легко настроить рабочее пространство, оптимизировав его под свои нужды. К счастью для нас, разработчики Blender приготовили семь готовых макетов, оптимизированных для кино- и игро-производства:

• Animation• Compositing• Default• Game logic• Scripting• UV Editing• Video Editing

Вы наверное не знаете, что Blender способен на многое! Blender Foundation доказали это своими open-movie проектами, в Blender есть все инструменты для создания игр или анимации без помощи сторонних приложений (за исклю-чением программ для обработки изображений таких как GIMP или Photoshop). Для просмотра всех вариантов компоновки, нажмите на кнопку слева от имени макета в верхней части окна программы — см. картинку:

Мы будем работать только с двумя вариантами интерфейса: Default и UV Editing. Компоновка Default — это стандартный интерфейс Blender, который мы видим при запуске программы, он хорошо подходит для моделирования и дру-гих стандартных задач. Компоновка UV Editing — предназначена для работы с UV развертками, нам понадобится переключаться между этими двумя вариан-тами интерфейса. Сделать это можно двумя способами:

1. Используя меню компоновки — выбрать UV Editing или Default.

110

2. Используя горячие клавишы Ctrl+Стрелка вправо или Ctrl+Стрелка влево. Это последовательное переключение настроек интерфейса. Что бы переключиться на UV Editing продолжайте нажимать Ctrl+Стрелка вправо пока интерфейс Blender не станет похож на изображение ниже:

Это интерфейс UV редактирования по умолчанию. Он содержит UV Image Editor слева и 3D-вид справа. При редактировании UV-развертки бутылки, мы в пер-вую очередь будем работать сохранить основной интерфейс нетронутым.

Основы UV: создание швовBlender 2.5 поддерживает несколько алгоритмов проекции, которые могут быть использованы для развертки 3D объектов, в том числе:

• Кубическая проекция (Cube projection)

• Цилиндрическая проекция (Cynder projection)

• Сферическая проекция (Sphere projection)

• Проекция из вида (Project from view)

Каждый из этих алгоритмов проекции основан на оптимизации настроек, которые позволяют эффективно развернуть такие объекты, как кубы, цилиндры и сферы соответственно.

111

Представьте как мы чистим апельсин — нам надо сделать несколько надрезов, чтобы почистить быстро и эффективно. Хотя эти предопределенные алгоритмы неплохи, иногда более выгодно вручную развернуть наши объекты. Это хоро-шо работает для органических моделей, таких как лица и другие части тела, но и для нашей бутылки вина тоже подойдет. Прежде чем развернуть нашу 3D сетку, нам надо создать шов текстуры (texture seam). Это то же, что и, к приме-ру, шов на рубашке — точка на сетке, где края текстуры сходятся. Для создания шва мы должны сначала выбрать ребра (Edge) которые мы хотим использовать для определения швов. В случае с бутылкой вина, в режиме редактирования вы-берите любой вертикальный ряд вершин, как на картинке ниже. Самый простой способ сделать это — перейти в вид сверху (num7) и выбрать нужные вершины.

Вы можете использовать комбинацию Alt+правая кнопка мыши, для выделения ряда вершин

Теперь, когда мы выбрали вершины, мы должны обозначить их как шов тексту-ры. Для этого, не снимая выделения с вершин, нажмите комбинацию Ctrl+E — появится меню Edges. Выберите Mark Seam, тем самым обозначив шов текстуры. Если операция прошла успешно, то шов текстуры будет обозначен в окне 3D view красным цветом.

112

Развертка моделиПосле того, как мы сделали шов, мы можем двигаться дальше и сделать UV-развертку нашей модели. Делается это так:

1. В режиме редактирования выберите все вершины

2. Нажмите U, чтобы вызвать меню UV Mapping

3. Выберите Unwrap.

Если переключиться в режим UV Editing, то в окне UV/Image Editor можно увидеть развернутую сетку бутылки.

113

РЕДАКТИРОВАНИЕ UV‑РАЗВЕРТКИ.

Blender уже сделал свою работу, однако нам предстоит придать развертке более правильную форму. Благо в Blender для этого есть необходимый набор инстру-ментов. Для начала нам нужно придать развертке вертикальное положение. Для этого можно использовать те же горячие клавиши, что и в окне 3D вида. Для того чтобы повернуть UV-карту в окне UV/Image Editor:

1. Выделите все вершины используя клавишу А.

2. Нажмите R и введите –90, для поворота развертки на 90° против часовой стрелки. После поворота, UV координаты должны быть ориентированы так-же как на картинке:

Трансформация UV-развертки Для перемещения, масштабирования и поворота UV можно иcпользовать те же клавиши, что и в окне 3D вида — G, S и R соответственно. До применения трансформации щелчком мыши, можно уточнить значение, введя его с клавиатуры. Например R, 60 повернет UV на 60 градусов по часовой стрелке; S, 2 увеличит размер в 2 раза.

Переместите UV-развертку в центр редактора. Чтобы все было чисто и опрятно, надо переместить карту UV так, чтобы она хорошо вписывалась в редактор изображений. Мы должны сделать это, потому что в компьютерной графике карта текстур ложится на сетку в зависимости от того как UV располагается в пределах UV-пространства — Blender представляет это пространство с помо-щью редактора изображений. Если какая-либо UV находятся вне пространства, программа не будет рендерить нашу текстуру правильно. В зависимости от настроек, которые мы установили, на изображении может быть повторяюща-

114

яся текстура, или может не отображаться полностью. Чтобы избежать этих проблем, лучше, чтобы наши UV были в рамках этого UV-пространства.

ИНСТРУМЕНТЫ РЕДАКТИРОВАНИЯ UV

Blender предоставляет огромное количество инструментов для работы с UV. В основном мы будем использовать инструмент Align (выравнивание). Он вы-равнивает все выделенные UV вершины по оси X или Y.

Начнем с того, что переместим нашу UV-развертку к правому краю редактора и выделим первый столбец UV координат.

Не снимая выделения с крайнего левого столбца вершин, убедитесь, что курсор находится в окне UV\ImageEditor'а, нажмите пробел. Появится меню ToolBox

115

(инструменты). Перейдите в UVs? Weld/Align. Здесь находятся инструменты выравнивания с которыми нам предстоит работать, а именно с Align X и Align Y.

Этот инструмент выровняет все выделенные UV координаты по оси X или Y, в зависимости от того, что вы выберите. Для быстрого доступа к меню Weld/Align нужно нажать клавишу W, когда курсор будет расположен в Image Editor'е.

Давайте начнем с выравнивания каждого столбца вершин по оси X. Выделив крайний левый ряд вершин, двигайте их вдоль оси Х к краю Image Editor'a. Для этого:

1. Нажмите клавишу G, затем Х, чтобы привязать перемещение к оси Х

116

2. Используйте инструмент Align X для выравнивания этих вершин по оси Х;

3. Повторяйте шаги 1 и 2, пока все столбцы вершин не будут выровнены по оси Х. После этого должно получиться нечто подобное:

Теперь, когда координаты выровнены по оси Х, необходимо выровнять их по оси Y. Для этого:

1. Используйте клавишу G, а затем Y для отделения верхнего ряда UV-координат от остальной карты. Передвиньте их повыше, прочь от других вершин

2. Выровняйте эти координаты по оси Y используя инструмент Align Y

3. Повторяйте шаги 1 и 2 до выравнивания всех рядов координат

117

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОВЕРОЧНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Теперь, когда наша UV карта уже, в основном, ровная, нам нужно убедиться, что координаты пропорциональны. Это необходимо для корректного отобра-жения сделанной нами UV текстуры при рендере. Самый простой способ — ис-пользовать изображение с ровным рисунком. Тогда мы сможем обнаружить ненужное растяжение.

Наиболее распространенный вариант — шахматная доска, но мы возьмем более продвинутый вариант. Пройдите по адресу http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering и загрузите изображение под именем uvhelp.jpg. Эта текстура имеет не только шахматные клетки, но и цифры. Иногда координаты UV-текстуры путаются, а эти надписи позволят нам определить, правильно ли ориентирована наша текстура.

Открою вам маленький секрет: чтобы увидеть нашу бутылку вина с текстурой, нет нужды создавать новый материал. На самом деле, это можно сделать прямо из окна Image Editor. В строке меню есть множество опций — одно из них управляет фоновым изображением. Для добавление нового изображения нажмите Image >> Open.

118

Проследуйте к папке, куда вы сохранили uvhelp.jpg. Это добавит рисунок в Image Editor и непосредственно на наш меш. Обратите внимание, что, хотя рисунок виден в Image Editor он не отображается на нашем объекте во вьюпор-те. Это происходит потому, что во вьюпорте по-умолчанию установлен режим отображения Shading. Измените его на Texture чтобы увидеть нашу шахматную доску на бутылке.

Посмотрите, как растянуты некоторые клетки по оси Y. Это означает, что нам нужно передвинуть некоторые из строчек координат по оси Y до тех пор, пока текстура не перестанет быть растянутой. Поэксперементируйте с UV картой и посмотрите, что происходит во вьюпорте. После того, как мы исправим растяжение, бутылка должна выглядеть следующим образом:

Создание UV-текстурыТеперь, когда мы установили карту координат, мы можем создать отдельную текстуру. Но перед этим необходимо экспортировать нашу UV-карту из blender'a в формат, который понимают графические редакторы, такие как GIMP или Photoshop.

119

ЭКСПОРТИРОВАНИЕ КАРТЫ UV

Имея GIMP, мы можем экспортировать UV-карту в формат, понятный ему. Для этого убедитесь, что в окне редактирования изображений видна наша карта, затем нажмите UVs >> Export UV Layout.

Затем сохраните его в любую удобную вам директорию и назовите UV_layout или любым другим именем.

Теперь пришло время открыть GIMP!

120

Загрузка GIMPПрежде чем мы начнем, нам необходимо обзавестись программой для редакти-рования графических файлов. Если у вас нет топовых решений вроде Photoshop, не отчаивайтесь. Есть хорошая бесплатная программа GIMP с открытым исход-ным кодом, которая дублирует по функциональности Photoshop. Для создания нашей текстуры мы будем использовать GIMP, но вы можете работать с любой удобной для вас программой.

Для загрузки GIMP пройдите по адресу http://www.gimp.org и загрузите необхо-димую для вашей операционной системы версию.

Пользователям Mac придется установить Х11 для запуска GIMP. Подробнее смотрите инструкцию по установке Mac OS. Пользователям Windows необходимо установить GTK+ Runtime Environment для запуска GIMP — установщик предупредит вас об этом. Для установки GTK+ посетите http://www.gtk.org.

ПРИВЕТ, GIMP!

Когда мы впервые открываем GIMP, мы видим экран программы, состоящий из трех окон:

121

Создайте новый документ нажав File >> New. Можно также использовать сочетание горячих клавиш Ctrl + N. Это вызовет диалоговое окно с настройками нашего нового документа.

Блендер экспортирует UV-карту в формате SVG, поэтому мы можем задать лю-бой размер изображения и отмасштабировать для соответствия нашей карте.

SVG обозначает Scalable Vector Graphic (масштабируемая векторная графика). Векторная графика — изображения, определяемые математическими формулами. Это позволяет масштабировать их бесконечно без пикселизации, которая возникает, когда растровое изображение увеличивают больше определенной величины.

Измените значения высоты и ширины до 2000 каждое. Это создаст изображение размером 2000 на 2000 пикселей. Нажмите ОК для создания нового документа.

122

КАРТИНКА‑ОБРАЗЕЦ

Перед созданием текстуры винной бутылки, необходимо узнать, что обычно бывает на этикетке бутылки с вином. Если поискать в сети винную бутылку, можно понять, что из себя представляет этикетка бутылки с вином. Мы же для наших целей будем использовать следующее изображение:

Обратите внимание на наличие названия компании-произ-водителя, марки вина и года производства. Все это мы будем использовать и на нашей бутылке.

ИМПОРТ UV‑КАРТЫ

Что хорошо в GIMP — можно импортировать изображения как слои на текущий рисунок. Как раз это мы сделаем с нашей UV-картой. Нажмите File >> Open as layers… для вызова диалога выбора графического файла.

123

Идите по пути, куда сохранили UV-карту ранее и выберите ее. Появится другое диалоговое окно — его можно использовать для сообщения GIMP, как именно обращаться с нашым SVG-изображением.

Измените значения полей Width и Height на 2000 каждое для совпадения с на-шим текущим изображением. Нажмите ОК для подтверждения.

Не каждый файл приведет к появлению этого диалогового окна — это специфично только для SVG-формата.

Теперь мы должны видеть нашу UV-карту как отдельный слой изображения:

124

Прежде, чем мы продолжим, нам нужно изменить цвет фона нашей текстуры. Наша этикетка будет белая, так что нам надо различать этикетку от остальной части бутылки. Выделив слой с фоном, залейте его черным цветом используя инструмент Fill.

Теперь нам нужно создать цвет фона этикетки. Создайте новый слой, кликнув на кнопку New Layer. Назовите его label_background.

125

Используя инструмент Marquee Selection, сделайте выделение как на этом рисунке:

Залейте его, используя инструмент заливки (Fill), белым цветом. Это будет фон нашей этикетки, всё, что мы добавим позже, будет связано с этим слоем.

Держите слой с UV-картой всегда как можно выше — это поможет четко понимать, где находится остальная графика по отношению к карте.

126

ДОБАВЛЕНИЕ ТЕКСТА

Уже почти готово! Все что нам нужно, это добавить текст. Но перед этим нужно убедиться, что наш текст отцентрирован относительно изображения. Для этого нам нужно добавить направляющие в GIMP. Это можно сделать кликнув на ли-нейке у края окна изображения и перетащив указатель.

Передвиньте направляющий так, чтоб он находился в 1000 пикселей от обеих сторон. Мы будем использовать его для выравнивания текста.

Для начала, нам понадобится текст названия для нашей бутылки. Для данного урока мы будем использовать название Henrietta Blue. Нам нужно создать ощу-щение изысканности, поэтому шрифт выберем со множеством кривых и засечек. Также необходимо использовать другой цвет для слова blue для его акцентиро-вания, в связи с чем необходимо задействовать два текстовых слоя. В отличие от Photoshop, GIMP не умеет работать с несколькими цветами в одном тексто-вом слое.

Использование инструмента Text:

1. кликните на нашем изображении для создания нового слоя

2. напишите слово Henrietta

3. измените размер шрифта на 68

4. измените цвет шрифта на черный

127

Теперь нам необходимо изменить шрифт на тот, который подходит под наши нужды. Измените шрифт на тот, что выбрали ранее — в нашем случае я буду использовать Didot Italic

5. измените шрифт на Didot Italic (или любой другой на ваш вкус)

6. передвиньте его так, как показано на картинке ниже:

ПОЧАЩЕ СОХРАНЯЙТЕСЬ!

Перед тем, как продолжить, нам нужно сохраниться. Делайте сохранения как можно чаще во избежание потери проделанной работы. В GIMP'e нажми-те File | Save As и сохраните текстуру как UV_texture.xcf. XCF это формат GIMP для файлов, сходных с PSD в Photoshop.

128

ДАВАЙТЕ ПРОДОЛЖИМ…

Теперь, когда мы обезопасили наши наработки, можно продолжать. Продубли-руйте слой с надписью Henrietta и переместите его на другую сторону направ-ляющего. Картинка получится примерно следующая:

Помните, что наше вино называется «Henrietta Blue», а не «Henrietta Henrietta». Используя инструмент Text, отредактируйте текст, превратив его в «Henrietta Blue». Измените цвет текста на голубой — можно использовать шестнадцате-ричное значение #49a4e3.

129

Следующее, что нам нужно — создать логотип нашего винодельческого бренда. В качестве него мы будем использовать дизайн флага республики Косово. Загрузите его по адресу http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering.

Нужно импортировать наше лого в виде нового слоя. Для этого:

1. нажмите File | Open as layers

2. проследуйте по пути, куда сохранили логотип

130

3. нажмите Open

Как результат можно видеть, что наше лого импортировалось в GIMP на своем отдельном слое. Давайте разместим его строго под нашей надписью Henrietta Blue. Для этого:

1. убедитесь, что выбран инструмент Move (двигать) и переместите наше лого пока оно не будет отцентрировано точно под надписью Henrietta Blue

2. Если необходимо, используйте инструмент scale для мсштабирования логотипа, чтобы он поместился в границы белой области

131

Последний шаг — добавление названия напитка, содержащегося в нашей бутылке. Это может быть что угодно на ваш выбор. В этом уроке пусть это будет шампанское. Используя инструмент Text, создайте новый текстовый слой со словом «champagne», написанным заглавными буквами. Подберите в каче-стве шрифта что-нибудь с засечками, наподобие этого:

Теперь осталось правильно его выставить и дело сделано! Используя инстру-мент Move переместите название по центру под логотипом.

132

Подведем итогМы многое узнали о возможностях Uv-текстурирования в blender и можем теперь использовать эти навыки для создания уникальных текстур объектов для наших сцен. В этом уроке мы рассмотрели:

• разметку развертки текстуры

• развертывание

• правка координат развертки

• экспортирование UV-карты для обработки в сторонних графических приложениях

• использование программы типа GIMP для создания текстуры для объектов нашей сцены.

В следующей части мы узнаем, как использовать нашу текстуру в blender для использования при рендере.

133

Внутреннее освещение: Завершение работы с материалами

Теперь, когда мы создали UV карту для нашей бутылки, мы можем закончить текстурирование нашей сцены. Из-за того, что наша бутылка состоит из несколь-ких материалов с разными свойствами, нам важно знать, как настроить каждый из них так, чтоб Blender отрендерил их правильно. Мы так же обратим внима-ние на:

• Экспортирование нашей UV карты в файл, который понимает Blender

• Добавление нашей UV карты на бутылку

• Добавление материалов к остальным объектам в сцене

• Настройка финального рендера

Настройка директорий проектаТема, которую мы еще не затрагивали — это концепция директорий проекта. Так как мы работаем со всё более и более сложными сценами, очень важно соз-дать директорию проекта, чтоб организовать все данные. Как правило, данные включают (но, возможно не только):

• Файлы.blend

• Картинки референсов

• Текстуры

• Скрипты (если это нужно)

134

• Рендеры

Легче всего организовать эти файлы по их типу. Для примера, мы организуем папку для нашей текущей сцены.

1. Создайте новую директорию и назовите её indoor_lightning

2. В новосозданной директории создайте еще несколько: images, references, scenes и renders. Мы будем использовать эти папки чтоб организовать данные нашего проекта.

3. Переместите наш рабочий файл working.blend в директорию scenes — она будет содержать все файлы Blender, которые у нас будут по ходу создания нашего проекта. Теперь, когда у нас готова директория проекта, мы можем продолжить и углубиться в наши материалы и текстуры.

Экспортирование нашей UV картыПеред тем как мы перенесём нашу карту в Blender, нам нужно сохранить ее так, чтоб он ее прочитал. Blender поддерживает все основные типы файлов, поэтому мы положимся на .png и будем работать с ним. Давайте теперь снова откроем нашу UV карту в GIMP.

Чтоб сохранить текстуру как .png:

1. Перейдите в меню Файл | Сохранить как…

135

2. Найдите директорию images, которую мы создали ранее в папке проекта.

3. Сохраните там нашу карту как bottle_label.png

Убедитесь, что вы написали именно .png в конце — один из приятных моментов в GIMP это то, что вы можете указать тип файла при сохранении просто впеча-тав его в имени файла.

Создание материалов с помощью Компоновщика Нодов в BlenderКомпоновщик Нодов Blender (КН) невероятно полезен для добавления допол-нительных слоев измерений и эффектов к нашей сцене и к материалам. Теперь посмотрим, как использовать компоновщик, чтобы создать материал нашей винной бутылки.

СОЗДАНИЕ МАТЕРИАЛА СТЕКЛА

Откройте нашу сцену в Blender и выберите бутылку вина. Первым делом мы до-бавим нашу UV тектуру, а потом рассмотрим сздание материала стекла.

1. В меню Material создайте новый материал

2. Назовите его wine_bottle

Мы собираемся использовать ноды, чтоб комбинировать разные материалы, присвоенные нашей бутылке. Помните, как мы меняли расположение рабочих окон, чтобы редактировать UV координаты бутылки? Мы сделаем то же самое сейчас, только выберем Compositing. Давайте, измените расположение окон сейчас, чтоб наша бутылка наконец обрела материал.

136

По умолчанию, Blender не активирует возможность контроллировать материалы компоновщиком — нам нужно сделать это вручную. Чтобы использовать КН для управления нашим мешем, нажмите кнопку включения нодов, находящую-ся справа от имени материала.

Заметьте, что когда мы нажимаем эту кнопку, Blender автоматически добавляет несколько нодов в окно Компоновщика — они служат как отправная точка для нашей сети нодов, которые определяют наш материал.

Нам нужно будет создать два отдельных материала, которые будут использо-ваться винной бутылкой — первый — это материал стекла, второй — материал этикетки. Начнем с материала стекла. В нашей сети уже есть нод Material, который мы будем использовать, чтоб создать материал стекла. Под нодом Material нажмите кнопку New, чтоб создать еще один материал.

137

По умолчанию, Blender не активирует возможность контроллировать материалы компоновщиком — нам нужно сделать это вручную. Чтобы использовать КН для управления нашим мешем, нажмите кнопку включения нодов, находящую-ся справа от имени материала.

Заметьте, что когда мы нажимаем эту кнопку, Blender автоматически добавляет несколько нодов в окно Компоновщика — они служат как отправная точка для нашей сети нодов, которые определяют наш материал.

Нам нужно будет создать два отдельных материала, которые будут использо-ваться винной бутылкой — первый — это материал стекла, второй — материал этикетки. Начнем с материала стекла. В нашей сети уже есть нод Material, который мы будем использовать, чтоб создать материал стекла. Под нодом Material нажмите кнопку New, чтоб создать еще один материал.

Переименуйте этот материал в glass. Когда выбран нод Material, мы можем на-строить его параметры в меню Material справа.

Несмотря на то, что нами выбран нод Material, меню Material всегда будет показывать имя материала, примененного к объекту — в нашем случае это материал wine_bottle. Убедитесь, что вами выбран необходимый нод Material, когда начинаете редактировать эти значения.

С выбранным нодом материала glass выполним:

1. Активируем позрачность (Transparency)

2. Изменим алгоритм с Z Transparency на Raytrace

138

Большинство изготавливаемого стекла имеет индекс преломления (IOR) равный 1.55. Так как нам нужен реалистичный результат, мы установим в свойствах прозрачности этот параметр.

Реалистичность — это понятие относительное. Blender не может рендерить прозрачность при просчитывании лучей (raytracing) в Компоновщике так же, как делает это при нормальном рендере, и, как результат, ёё нужно имитиро-вать. Результат будет неплох, так как позже мы применим несколько хитростей.

Нам также нужно поправить значение Fresnel чтоб установить правильную прозрачность — сейчас установите его в 3.0.

Есть проблемка. Если мы отрендерим картинку сейчас, бутылка не будет прозрачной. Так происходит потому что, хоть мы и активировали прозрачность, альфа канал не связан с выходом материала в Компоновщике.

Чтоб сделать это, нажмите на маленький серый кружочек рядом с выходом Alpha на ноде Material и, не отпуская кнопку мыши, протяните появившуюся

139

«связь» к серому кружочку рядом с Alpha на ноде Output. Это свяжет значения прозрачности со скомпонованным материалом.

Теперь, если мы отрендерим сцену, то получим результат с лучшей прозрачно-стью. Он лучше, но еще далеко не идеален.

Заметьте, что стекло кажется черным — это происходит от того, что параметр Depth недостаточно высок. Чтоб улучшить качество прозрачности, измените его значение на 6.

140

Теперь наши рендеры значительно отличаются. С этим значением Depth мы наконец видим прозрачную стеклянную бутылку! Однако, помните, что это не «настоящая» прозрачность, и потому она не выглядит полностью правдиво. Мы с этим справимся, маскируя недостатки Blender параметром Gloss.

Мы используем параметр Gloss, чтоб «размыть» тот факт, что эта прозрачность не слишком достоверна. Сделаем это, установив параметр Gloss в 0.9.

Это маскирует нашу прозрачность настолько, чтоб мы могли сказать, что бутыл-ка прозрачна, но мы не видим, что Blender подделал её.

141

Следующий шаг — добавить отражений. Что это за стекло без отражений, правда? Чтоб это сделать:

1. Активируйте настройки отражений Mirror

2. Установите значение отражаемости (Reflectivity) в 0.04

3. Установите значение глубины (Depth) в 6

4. Установите Gloss в 0.9.

Несморя на то, что отражение небольшое, это именно тот эффект, который позволяет поверить в то, что это стекло. С включенными отражениями наша картинка будет выглядеть примерно так:

У нас большой прогресс! Последний шаг для материала стекла — немного на-строить параметры Diffuse и Specular. Для начала:

142

1. Установите цвет диффузного отражения (Diffuse) в темный серо-синий. Посмотрите на изображение ниже, чтоб взять параметры.

2. Настройте цвет блеска (Specularity) так, чтобы был почти белым. Опять же, обратите внимание на рисунок ниже.

3. Установите интенсивность блеска (Specularity Intensity) в 1.0 4.

4. Установите твердость (Hardness) в 200

143

Давайте отрендерим нашу картинку, чтобы посмотреть на результат!

Она не выглядит сильно изменившейся. Это так, потому что наш параметр Fresnel установлен на такое большое значение, что на наш материал больше влияет прозрачность чем цвет.. Понизьте это значение до 2.15 и отрендерьте картинку вновь — теперь у нас должен получиться более интересный результат.

144

СОЗДАНИЕ МАТЕРИАЛА ЭТИКЕТКИ

Чтоб добавить этикетку, нам нужно создать еще один материал и поместить его поверх стекла, которое мы только что создали. Чтобы сделать это, нужно создать новый нод Material:

1. Выбираем Add -> Input -> Material в окне компоновщика.

Если нашему новому ноду были автоматически какие-то связи, разъедините их.

2. Как мы и делали ранее, кликните на кнопку New чтоб создать новый материал.

145

3. Переименуйте его в label.

Так как мы хотим использовать нашу карту UV, чтоб определять цвет этикетки, нам нужно создать нод текстуры (Texture) и присоединить его к ноду Material. Перед тем, как мы это сделаем, нам нужно создать собственно текстуру. Давай-те на секунду переключимся к расположению окон Default.

4. Создайте новую текстуру, назовите её label_image.

5. Измените тип текстуры на Image or Movie.

6. Загрузите UV карту, которую мы создали ранее, bottle_label.png в текстуру.

Теперь, когда текстуру мы создали, нам нужно удалить ее с текущего материа-ла, чтоб далее не было конфликтов с нашим нодом. Чтоб сделать это, нажмите на кнопку Х справа от имени текстуры.

Вот и всё! Теперь мы можем вернуть расположение окон в Compositing, чтоб продолжить работать с нашей сеткой нодов. Теперь мы можем создать нод Texture, чтоб использовать его в нашей сети. Чтоб это сделать:

1. Выберите Add | Input | Texture в меню компоновщика.

2. Добавьте нашу текстуру к ноду, нажав на пустое поле и выбрав ее из появившегося списка.

146

Теперь нам нужно сказать нашей текстуре диктовать цвет нашего материала label. Чтоб сделать это, кликните и потяните с выхода цвета (Colour) нода Texture к соответствующему входу нода Material c материалом label.

147

Теперь мы видим, что наша текстура была применена к материалу в окошке предпросмотра. Следующий шаг — добавить этикетку на наше стекло, исполь-зуя нод Mix. Делаем Add | Color | Mix в меню компоновщика.

Нажмите и потяните выходы Color материалов стекла и этикетки во входы Color1 и Color2 соответственно нода Mix. Материал, подключенный к Color2 будет показываться поверх материала Color1, соответственно этикетка будет поверх стекла. Наша сеть будет выглядеть примерно так:

148

Теперь мы присоединим выход нода Mix ко входу Color нода Output. Так как вход нода приемлет только один подсоединенный элемент, то подключен-ная сейчас ко входу Color связь автоматически удалится и заменится на новую.

Отрендерим картинку, чтобы полюбоваться результатом!

Выглядит неплохо, но всё еще есть несколько небольших деталей. Первая — это этикетка. На ней всё еще присутствует отражение, присущее нашему материалу стекла, несмотря на то, что у самой этикетки нет отражающих свойств. Также, она неправильно наложена, что легко исправить. Мы также более не видим синего цвета, потому что Blender наложил черный цвет с текстуры этикетки поверх материала стекла. Нам нужно использовать еще одну текстуру, чтоб раз-делить эти два материала для Blender.

149

Мы собираемся использовать следующую картинку, чтобы разделить наши материалы. Это отредактированная версия этикетки, только без деталей. Вы можете создать это изображение самостоятельно либо скачать его здесь: http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering/. Выберите label_mask.png со спи-ска проекта Interior Lighting

Как и ранее, нам нужно создать текстуру для этого изображения. Переключи-тесь на расположение окон Default и перейдите в меню Texture.

1. Создайте новую текстуру.

2. Назовите ее label_mask.

3. Измените тип на Image or Movie.

4. Выберите только что скачанное/созданное изображение, label_mask.png.

Удалите текстуру с текущего материала, нажав на Х рядом с именем и верни-тесь в Компоновщик.

1. Добавьте нод Texture.

2. Нажмите на пустое поле и выберите label_mask.

150

3. Нажмите и потяните выход Color нода Texture во вход Fac нода Mix.

Теперь мы можем использвать компоновщик нодов, чтобы сказать блендеру ис-пользовать UV-координаты бутылки для наложения наших текстур label_image и label_mask на нашу бутылку, чтобы они корректно отобразились при рен-деринге. Чтоб сделать это, мы можем воспользоваться нодом Geometry — он содержит информацию об объекте, к которому присоединен материал, включая координаты текстур и другие настройки. Чтобы сделать это:

1. Выберите Add | Input | Geometry в окне компоновщика.

151

2. Соедините выход UV нода Geometry ко входам Vector нодов обоих текстур

Теперь после рендеринга наша этикетка будет выглядель значительно лучше.

Последнее, что мы сделаем — это смягчим блики на этикетке, чтоб больше от-делить ее от материала бутылки:

1. Выберите нод материала label

2. Установите значение Hardness в 20.

152

3. Установите Specular Intensity в 0.2.

Вот наша окончательная сеть нодов:

Вот и всё! Наша бутылка из-под вина наконец готова. Теперь давайте перейдем к тому, что осталось в сцене и закончим с добавлением материалов.

153

Дорабатываем материалыПоздравляем! Мы удачно сделали наш первый материал с UV! Теперь мы вернемся на шаг назад и завершим остаток сцены. С этого момента мы будем пользоваться готовыми UV картами.

КАЧАЕМ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Перед тем как продолжить, давайте убедимся, что у нас есть все файлы, не-обходимые для сцены. Перейдите на сайт (http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering) и скачайте следуюшие изображения:

• booth_color.png

• wallpaper_color.png

• table_color.png

• metal_bump.png

Скачайте их в директорию images, которую мы создали ранее.

Создание материала дереваНачнем с добавления материала дерева к креслам. Выделите боковушку оригинального кресла.

154

Чтоб добавить материал дерева:

1. В меню Material добавьте новый материал.

2. Назовите его booth_wood.

3. Оставьте настройки материала по умолчанию и перейдите в меню Textures.

4. Добавьте новую текстуру и назовите её booth_color.

Заметьте, что название картинки и текстуры совпадают — это хорошая привычка, особенно при работе с большими проектами.

Чем лучше организована и упорядочена наша сцена и всё, что с ней связано, тем проще будет вернуться к работе позже, если вдруг это вам понадобится. Переименуйте текстуру в booth_color_file.

По умолчанию превью показывает текстуру на сфере. Так как наша текстура будет на меше, который имеет скорее прямоугольные формы, имеет смысл установить тип предпросмотра на куб.

Следующий шаг — изменить тип проекции для текстуры. В настройках наложе-ния (Mapping) смените тип проекции (Projection) на Cube. Так наше изображение текстуры наложится на прямоугольный объект корректнее; использование про-екции Flat приведет к искажениям на рендере.

155

До того,как мы проверим наш рендер, мы применим материал и к другим креслам. Чтоб это сделать, выберие оставшиеся части кресла и и добавьте материал, нажав на иконку слева от кнопки New в меню материала. Выберите booth_wood.

Давайте проверим наш рендер!

Выглядит неплохо! Следуюшими будут обои.

156

ДОБАВЛЕНИЕ ОБОЕВ

Выберите куб, окружающий нашу сцену — это наши стены.

1. В меню материалов создайте новый материал и назовите его wallpaper.

2. В меню Textures создайте новую текстуру.

3. Назовите её wallpaper_color.

4. Смените ее тип на Image or Movie.

5. Загрузите изображение wallpaper_color.png, которое мы скачали ранее.

6. В настройках наложения (Mapping) установите Coordinates в UV.

7. Выберите слой с названием UVTex.

Теперь наши UV-текстуры установлены — осталось изменить пару настро-ек в меню Material. По умолчанию, Blender рендерит материалы со средним значением блеска. Только вот стены нашей комнаты так не блестят, поэтому мы изменим настройки, чтоб они больше соответствовали нашей комнате.

8. В меню Material измените Specularity Intensity на 0.05

9. Измените Hardness на 10.

157

Мы также знаем достаточно о теории цвета чтоб знать, что материал с красным рассеивающим цветом не может иметь блеск чисто белого цвета, тем более материал с таким низким значением отблеска. Скорее всего, наши стены будут иметь цвет отблеска чуть светлее, чем их цвет. Выберите как цвет бликов розово-красный — подсмотрите на картинке, если необходимо.

Вот и всё! Давайте отрендерим картинку, чтоб увидеть как мы движемся к цели.

Выходит неплохо! Дальше займемся лампами.

158

ПРИДАДИМ НАШИМ ПЛАФОНАМ НЕМНОГО ЦВЕТА.

Это должен быть довольно простой материал. Для начала, дадим им цвет. Пока давайте придадим им песочный цвет, чтобы он сочетался с цветом стен.

1. Добавьте новый материал и назовите его lampshade.

2. Измените цвет на цвет песка, как на картинке ниже.

Теперь настроим отблески.

3. Смените цвет отблеска на светлый, неяркий желтый.

4. Измените Intensity на 0.436

5. Hardness — в 10.

Так как плафон получает много света от близкого источника света, нам нужно настроить Translucency, чтоб имитировать этот эффект.

6. Установите Translucency в 0.435 — это должно идеально подойти нашим лампам.

Для плафонов мы используем одну из процедурных текстур Blender, чтоб дать поверхности немного объема.

7. В меню Textures создайте новую текстуру, назовите её lampshade_bump.

159

Мы будем использовать текстуру Cloud, которую нам предоставляет Blender и лишьнемного подправим её настройки

8. Измените размер (Size) на 0.05 и глубину (Depth) на 6.

Изменение параметра Size уплотнит нашу текутуру, а Depth — детализирует.

И напоследок, мы должны сказать блендеру, чтоб он использовал эту текстуру как карту бампа, а не цвета.

9. В настройках влияния (Influence) уберите птичку с Color и поставьте рядом с Normal.

10. Измените знаение Normal на 0.05 — так как мы не хотим, чтоб тестура сильно влияла на меш, нам нужно поставить значение поменьше.

Далее, включим прозрачность материала нашего плафона:

1. Активируйте настройки прозрачности (Transparency)

2. Выберите Raytrace

3. Установите IOR на 1.55

4. Fresnel — 1.0

5. Gloss — 0.9.

160

Отрендерим картинку.

Она не идеальна, но довольно неплоха — мы вернемся потом и продолжим. А пока давайте закончим добавление материала лампам.

Теперь, выберите объект lamp_cover и затем:

1. Добавьте новый материал с именем metal

2. Добавьте текстуру, назовите ее metal_bump

3. Загрузите изображение metal_bump.png. Помните где оно, да?

4. Снимите отметку напротив Color в Influence

5. Выберите Normal и установите значение в 0.3

6. Цвет материала установите в светло-коричневый, как на картинке ниже:

161

Смените цвет блеска на белый. Также, установите интенсивность в 0.697 и твердость в 250. Так как это текстура метала, мы хотим чтобы блеск был посильнее.

Далее, мы сменим настройки зеркальности. Поставьте птичку напротив свитка Mirror, активируя тем самым настройки отражений. Установите отражаемость (Reflectivity) в 0.2 — мы не хотим слишком много отражения, но нам нужно, чтобы его было достаточно, чтобы заметить на рендере. Подтяните значение Fresnel до 2.0. И, наконец, установите глубину (Depth) в 6, чтоб добавить отраже-ниям детальности.

Добавьте наш материал следущим объектам:

• lamp_cover

• lamp_arm

• lamp_base

162

Давайте отрендерим всё это еще разок.

Супер! Давайте завершим лампы, добавив материал лампочкам.

ВКЛЮЧАЕМ СВЕТ

Этот материал во многом будет похож на последний. Начните, выделив одну из лампочек и добавив ей новый материал. Назовите его light_bulb и смените цвет на светло-желтый.

163

Далее, смените цвет блеска в еще более светлый белый и установите интенсив-ность в 0.780. Твердость — 250. Это поможет создать «светящийся» эффект у лампочки. Включите отражения и установите его в 0.2. Fresnel — 1.0, глубину в 6. Наконец, нам нужно, чтоб наша лампочка выглядела, будто она испускает свет. В установках Shading установите Emit в 2.0. Вот и всё!В очередной раз, проверим что мы натворили, отрендерив картинку.

Выглядит хорошо! Осталось добавить только одно — материал оставшихся столов.

ДОБАВЛЕНИЕ ПОСЛЕДНЕГО МАТЕРИАЛА ДЕРЕВА

Так как мы уже ранее создали материал для кресел, мы можем использовать его и для столов. Добавьте материал booth_wood следующим объектам:

• table_top

• table_leg

• table_top.001

• table_leg.001

Также, заметьте что боковой отблеск на нашей бутылке выглядит ненатурально. Это происходит потому что он белый, а у нас в сцене нет белых источников

164

света. Так как подвесные лампы у нас светят желтым, измените цвет боковой лампы, которую мы создали, на светло-желтый.

Теперь можем еще раз отрендерить картинку!

165

ДЛЯ ДРАМАТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

Наша сцена почти готова! Для драматического эффекта, мы добавим эффект глубины резкости (depth of field), чтобы отделить бутылку от фона. Чтобы сде-лать это, мы должны выбрать камеру и задать ей кое-какие настройки.

Выделим камеру, зайдем в е настройки и найдем текстовое поле Depth of Field. Так как мы хотим чтобы фокус в сцене был на винной бутылке, введите ее имя в поле: wine_botle. Так мы укажем блендеру, на каком объекте фокусироваться во время рендера.

Мы еще не закончили. Чтоб закончить, нам нужно использовать Компоновщик нодов Блендера. Помните как мы меняли интерфейс для работы с UV картой? Мы сделаем это снова, но в этот раз выберем раскладку окон Compositing.

166

Укажем блендеру, что мы будем использовать ноды, поставив птичку рядом с опцией Use Nodes.

Добавим новый слой рендеринга, выбрав Add | Input | Render Layers. Чтоб размыть картинку, мы будем использовать канал Z нашего изображения (основанный на расстоянии фокуса, выставленном нами ранее) и нодом Defocus. Добавим его: Add | Filter | Defocus. Подсоединим выходы Image и Z нода Render Layers к входам Image и Z нода Defocus соответственно.

Убедитесь, что мы сняли птичку с опции Preview и вместо нее выбрали Use Z-Buffer. Это активирует опцию fStop, которая указывает, насколько размытым будет наше изображение. Измените его на 10 (чем ниже значение, тем размытее будет картинка).

167

Затем нам нужно сказать блендеру послать эту информацию рендеру. Для этого нам нужна нода компоновки: Add | Output | Composite.

Наконец, в меню World выберите Full Sample под установками Antialiasing. Это создаст приятный размытый переход между частями сцены, которые в фокусе и остальными. Вот и всё! Рендерим!

Отлично! Это было долгое путешествие, но мы наконец закончили сцену!

168

Подведем итогПоздравляем! Мы успешно завершили наш второй проект! Мы обсудили здесь много тем:

• Добавление текстур к материаам

• Пометка швов Uv

• Развертка и экспортирование координат Uv

• Использование GIMP для создания UV карт

• Применение UV карт к мешам

• Использование возможности дисплейсмента в Blender

• Основы использования компоновщика нодов и его помощь в улучшении сцены

Мы взглянули на аспекты освещения интерьерных и экстерьерных сцен. Далее, мы обратим внимание на сцену, совмещающую и то и другое, и на то, что следу-ет делать в таких ситуациях. Идем дальше!

169

Комбинация техник внутреннего и наружного освещения

Знание того, как настроить освещение для использования в полностью инте-рьерной и полностью наружной сценах — это основная база для освещения всех типов окружения. Многие ситуации, однако, не в полной мере подходят под определённый тип светового окружения. А значит нам нужно знать как вне-дрить внутреннее освещение вместе с наружным в одной сцене, а также какие особенности должен и не должен иметь каждый способ, когда мы освещаем нашу сцену.

Мы также рассмотрели различные способы осмысления этих сцен. Для методов комбинированного освещения нам следует забыть всё, что мы говорили о рас-становке света и том, как точно следовать тем правилам освещения и освеще-нии, более согласованном с нашими окружениями.

170

Мы собираемся осветить крытую веранду, похожую на веранду в приведённом выше изображении, обсуждая в то же время:

• какого рода окружения требуют сложных способов освещения;

• как мы должны осмыслить наши сценарии;

• какие аспекты каждого способа важны, а какие могут быть отброшены.

Прежде чем начать, как обычно, нужно убедиться, что у нас есть соответству-ющие файлы, необходимые для освещения нашей сцены. На данный момент нам нужен только blend-файл porch.blend, который можно скачать со страницы ресурсов этой книги: http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering/.

Смешанное освещение в реальном миреНе смотря на то, что существуют реальные ситуации, при которых можно при-менить лишь один способ освещения (внутреннее или наружное освещение), гораздо больше распространены сцены, освещенные с обеих сторон под разны-ми углами. Это может быть гараж с открытыми воротами, нижняя часть моста или выступ на фасаде здания.

Ниже пример окружения, освещённого с помощью искусственного и естествен-ного источников света. Смешанное освещение в реальном мире

171

НАХОДИМ ПРАВИЛЬНОЕ СОЧЕТАНИЕ.

Первое, что мы замечаем в сценах наподобие гаража на изображении выше, окружающее освещение играет бóльшую роль в освещении окружения, чем су-ществующие источники света. Так как мы приучены к освещению направлен-ными источниками (наподобие подвесных светильников), придётся менять наш подход к сценам.

МЕНЯЕМ НАШ ОБРАЗ МЫШЛЕНИЯ

Ранее мы сосредоточились на том, как можно использовать расстановки осве-щения по отдельности или в комбинации друг с другом, чтобы подсветить наши сцены. При «смешанном» освещении нет необходимости строго следовать этим правилам, как мы делали ранее. Раз мы собираемся положиться на окружающее освещение в деле заполнения нашей сцены светом и цветом, мы можем больше сконцентрироваться в сцене на том, откуда физически исходит свет, а не на том, как использовать расстановку света чтобы симулировать то, откуда он исходит. Это значит, что для каждого физического источника света, от которого зависит как выглядит наша сцена, нам нужно разместить 3D-лампу, которая близко имитирует физические свойства света. В конце у нас получится сцена, в которой ровно столько 3D-ламп, сколько источников света за парой исключений, кото-рые мы обсудим позже.

Итак, по крайней мере для первой части этого проекта мы можем полностью забыть всё, что мы узнали о расстановке света, и полностью сконцентрироваться на нашей сцене. Зададимся следующими вопросами:

• Откуда исходит свет физически?

• Сколько осветителей нам потребуется чтобы эффективно симулировать это окружение?

• Какие части сцены будут освещены окружающим светом?

172

Отвлекитесь на минутку и откройте наш файл porch.blend. Если Вы скачали правильную версию, Вы должны увидеть что-то вроде этого:

В этой сцене на самом деле только 2 источника света: солнце, светящее в окно, и лампа, висящая на потолке. Остальной части сцены мы позволим быть зали-той окружающим светом, так что нет необходимости симулировать это расста-новкой света. Так как лампочка смоделирована и видна с нашей точки съёмки, нам нужно настроить небольшую «мини-расстановку», чтобы лампочка выгля-дела нормально функционирующей, можно использовать настройки похожие на те, что мы делали для светильников в интерьерной сцене. Так что,с учётом осветителей, необходимых для светильника, нам в сцене нужно всего 3 лампы. Похоже, довольно просто, да?

ОСВЕЩАЕМ СЦЕНУ

У нас есть чёткое представление откуда исходит свет и как он должен дей-ствовать в нашей сцене, так что следующий шаг — «впрыгнуть» туда и зажечь. Можно начать с игры светом, исходящим от солнца и неба через окно. Ранее мы использовали лампу Sun для симуляции солнечного света. Однако в этот раз мы сделаем кое-что другое. Основная причина для этого — отражения света.

Например, представьте, что мы в хорошо освещённом коридоре и открываем дверь в неосвещённую комнату. Хотя в комнате есть углы и ниши, в которые свет из коридора напрямую не попадает, мы всё же сможем увидеть большин-ство из находящегося в комнате, просто стоя в проёме двери.

173

На следующем изображении приведён пример непрямого освещения.

ДОБАВЛЯЕМ СОЛНЕЧНЫЙ СВЕТ

Давайте вернёмся к нашей сцене. Причина, по которой мы не используем лампу Sun — то, что нам нужно сделать в нашем рендере красивые, мягкие тени, ха-рактерные для теней, отбрасываемых непрямым освещением, идущим от неба. Чтобы это сделать:

1. Добавим лампу Area.

2. Поместим её с помощью хоткея G или виджета трансформации за пределы окна, направив в сторону комнаты.

3. Изменим форму лампы на прямоугольную (Rectangle).

174

4. Установим размер по оси X=1 и Y=3

5. По умолчанию значение дальности (Distance) у лампы Area =25. Для наших целей мы можем установить значение 3,84.

6. Тип теней устанавливаем Ray Shadow.

7. Устанавливаем значение Samples=16 для X и Y.

175

Это повысит качество тени.

176

Следующий шаг — установить цвет лампы. Поскольку большая часть света, проходящего сквозь окно, будет исходить от неба, мы придадим лампе слегка голубоватый оттенок, чтобы создать иллюзию, что свет исходит от неба.

Давайте сделаем быстрый тестовый рендер и посмотрим что этот свет делает с нашей сценой.

Выглядит весьма хорошо, через мгновение мы примемся за те тёмные пятна. Чисто для сравнения, следующее изображение — это тот же самый рендер,

177

но Area была заменена на Sun. Обратите внимание, что свет действует очень прямым, линейным образом, который, однако, выглядит круто, но не даёт искомого эффекта.

ИГРАЕМ С ОКРУЖАЮЩИМ СВЕТОМ

Помните, как мы использовали настройки Environment Lighting для нашей интерьерной сцены чтобы подсветить некоторые тёмные участки комнаты? Мы сделаем то же самое здесь, чтобы истребить эти нереалистичные тёмные тени в нашей текущей сцене.

178

1. В настройках World измените Horizon Color на светло-голубой. Мы используем это в связке с нашими настройками Environment Lighting для освещения нашей комнаты.

Почему голубой цвет? Мы задаём нашему миру голубой цвет горизонта потому что небо в основном испускает голубой свет.

2. Ниже в меню активируйте настройки Environment Lighting, поставив галочку рядом с заголовком настроек.

3. Увеличьте значение Energy до 0,3.

По умолчанию в качестве цвета для Environment Lighting Blender использует белый. Нам нужно сказать Blender использовать наши настройки World, так что делаем следующий шаг.

4. Ниже настроек Environment Lighting выберите Sky Color в списке источников цвета.

5. Ниже в меню под настройками Gather выберите алгоритм Approximate и увеличьте число Passes до 5. Это даст нам лучший расчёт окружающего освещения, чем мы бы получили при настройках по умолчанию.

Давайте сделаем ещё один быстрый рендер и посмотрим что получилось! Теперь у нас должна появиться возможность увидеть комнату целиком.

179

Это выглядит намного лучше! Верьте — не верьте, мы почти закончили освеще-ние этой сцены. Следующий шаг — создание той «мини» — расстановки для све-тильника и тогда мы сможем продвигаться к добавлению материалов и текстур!

ОРГАНИЗАЦИЯ — КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ

Точно так же, как мы делали светильники в нашем интерьерном проекте, нам будет нужно разместить разные части светильника на разных слоях чтобы мож-но было осветить их правильно.

Давайте на минутку задумаемся об этом концептуально. Нам нужна одна лам-па чтобы осветить комнату в целом. Но в силу способа, которым Blender ренде-рит свет, взаимодействующий с мешами, нам будет нужно поместить абажур, лампочку и внутренние части абажура на другой слой. К тому же, нам нужно осветить внутреннюю часть абажура.

Это значит, что нам нужно создать другую лампу и поместить на тот же слой, что и только что перемещённые меши. Опять-таки, мы не хотим, чтобы меш лампочки препятствовал какой-либо лампе, так что, чтобы разобраться с этим, нужно переместить меш лампочки на другой слой.

Выглядит запутанным? Давайте сделаем это вместе и посмотрим как это за-работает на практике.

ДЕЛАЕМ НАШУ «МИНИ» РАССТАНОВКУ

Во-первых, нам нужно переместить наши меши на отведённые слои. Чтобы сде-лать это, выберите меши с названиями:

• lamp_shade• lamp_support01• lamp_support02• lamp_screw01• lamp_screw02• lamp_screw03• lamp_screw04• lamp_lightbulb

Переместите эти меши на слой 2, нажав клавишу М и выбрав кнопку второго слоя. Теперь мы можем установить первую лампу на первом слое там, где был абажур.

180

1. Убедитесь, что выбран первый слой и добавьте лампу Point, выбрав в меню Add | Lamp | Point.

2. Разместите её, используя горячую клавишу G либо виджет перемещения, в место где находится абажур (и другие перемещённые детали). В настройках лампы смените цвет на жёлтый чтобы имитировать свет лампы накаливания и понизьте значение Energy до 0.8.

3. Убедитесь, что выбрана опция This layer only. Это важный ключ к правильной работе нашей световой конструкции.

Ниже приведён скриншот настроек цвета для лампы Point.

Следующим шагом дублируем эту лампу чтобы мы могли осветить остальные части лампы на втором слое. Чтобы сделать это:

1. Скопируйте лампу, нажав Shift+D. Подтвердите копирование нажатием левой кнопки мыши.

2. Переместите только что дублированную лампу на второй слой, используя горячую клавишу М. Нам понадобится изменить некоторые настройки новой лампы, так что ступайте на второй слой и убедитесь, что новая лампа всё ещё выбрана.

3. Увеличьте значение Energy лампы до 1,5. Также убедитесь, что всё ещё выбрана опция This layer only.

181

Наконец, нам нужно переместить нашу лампочку таким образом, чтобы она не загораживала свет от нашей свежескопированной лампы. Выберите меш lamp_lightbulb и переместите на третий слой с помощью клавиши М.

Вот и всё! Мы сделали это! Давайте сделаем один финальный рендер, чтобы увидеть, как выглядит наша сцена.

182

ЗаключениеОкружающее освещение с искусственными и естественными источниками света непросты, но, как мы выяснили, могут быть достигнуты подразделением и не-которым изменением подхода. Теперь мы знаем, что хотя и важно знать как ис-пользовать общие расстановки света, иногда лучшим решением будет просто подумать как устроена наша сцена и попытаться имитировать освещение нашей сцены таким образом. Также мы обсудили:

• Различные окружения реального мира, которые освещены естественными и искусственными источниками света

• Как имитировать отклонение света с помощью приёмов 3D

• Как использовать окружающий свет чтобы осветить тёмные углы и щели в нашей сцене

• Как сделать маленькую установку, чтобы создать иллюзию, что наш светильник функционирует и включен

• Как имитировать влияние цвета на нашу сцену, изменяя значения цвета мира и лампы

Эта настройка освещения была довольно-таки проста, раз уж мы разобрались с ней, не так ли? Теперь мы можем двигаться дальше к добавлению материалов и текстур!

183

Смешанное освещение: Материалы и Текстуры

Мы уже рассмотрели множество разных техник, которые сможем использовать для более правдоподобной картинки, такие как:

• Настройка рассеивания и блеска

• Добавление отражений и прозрачности

• Использование текстур как UV-карт.

Теперь мы сфокусируемся на том, чтобы вывести наши материалы на новый уровень реалистичности.

Загружаем файлыКак всегда, берем файлы, с которыми будем работать в этот раз. Чтобы загру-зить их, посещаем http://www.cgshark.com/lighting-and-rendering и скачиваем следующие файлы:

• porch.blend• room_diffuse.png• room_specular.png• room_mirror.png• room_bump.png• concrete.png• tabletop.png• wood_brown.png• wood_yellow.png• metal.png

Да, они пригодятся нам для материалов в нашей сцене ;-)

184

Использование фотографий как референсовЭта сцена потребует много UV-текстурирования, но эта работа уже сделана за нас, так что мы можем всерьёз заняться материалами. Мы будем рассматри-вать каждый материал индивидуально и сравнивать его с реальными объекта-ми на фотографии-референсе. Начнем!

НАШ РЕФЕРЕНС

Всегда важно иметь под рукой пример для сравнения, когда работаешь в 3D. Так как наша сцена — очень близкая копия референса, очень важно и дальше придерживаться его.

В данном случае, эта комната имеет достаточно уникальных объектов, кото-рые мы хотим симулировать в нашей сцене. Стены комнаты, глянцевый стол, отражение в зеркале — мы поработаем с каждым материалом для достижения правдоподобности.

МАТЕРИАЛ КОМНАТЫ

Самый большой и заметный аспект комнаты — это собственно её границы, включая стены, потолок и пол. Наша сцена довольно большая, и её границы занимают немалую её часть; поэтому нам понадобятся довольно большие изо-бражения, чтобы получить приемлемое качество финального рендера. Ведь нам не нужна картинка с размытыми пикселями, верно?

185

Так как работа с UV-текстурами уже сделана за нас, то нам остается только за-грузить их в Blender. Сначала мы должны добавить материал, который опреде-лит цвет и текстуру нашей комнаты. Давайте установим его. Для этого:

1. Выделите объект room.

2. Добавьте новый материал в меню Material.

3. Переименуйте его в room_MAT

4. В настройках Specular settings установите Hardness = 20

Теперь, когда базовый материал настроен, мы можем добавить нашу первую текстуру в Blender. Для этого:

1. Зайдите в меню Textures и создайте новую текстуру.

2. Переименуйте её в room_color.

3. Измените тип текстуры на Image or Movie и откройте текстуру под названием room_diffuse.png

4. В настройках Mapping измените координаты на UV и установите UV-слой на UVTex. Это заставит Blender смотреть на UV координаты нашей комнаты, вместо сгенерированных автоматически Blender’ом.

Сделаем быстрый рендер, посмотрим как выглядит сцена:

186

Для первого рендера неплохо. Есть несколько огрехов со значениями блеска, так давайте теперь ими и займемся! Мы можем использовать другую тексту-ру, которая определит, какие части комнаты будут иметь блеск, а какие — нет. Для примера, на нашем референсе есть блеск на полу, и немного на стенах и потолке. Давайте используем текстуру, которая определит, что будет блестеть, а что — не очень. Приступим:

1. Объект «комната» должен быть выбран; нам в меню Textures — создаем еще текстуру.

2. Переименуем её в room_spec.

3. Следуя советам, данным выше, меняем тип текстуры на Image or Movie и настраиваем значения Mapping для UV.

4. Загружаем файл room_specular.png.

5. В меню Influence снимаем выделение с опции Color и вместо этого выбираем значения Intensity and Color под опциями Specular.

6. В настройках материала, в Specular поставьте Intensity = 0.0. Это нужно, чтобы текстура определяла блеск, а не стандартные настройки.

Нам также нужно, чтобы эта текстура задавала отражения для пола, поэтому:

1. Идем в меню Material и включаем Mirror.

2. Устанавливаем Fresnel на 5.0

3. Depth на 6.

Возвращаемся в меню Textures и делаем следующее:

1. Под настройками Influence текстуры room_spec активируем настройки Mirror и Ray Mirror. Это заставит Blender использовать эту текстуру для зеркальных значений.

2. Устанавливаем значение Ray Mirror = 0.1

187

Давайте посмотрим, что изменили эти настройки. Рендерим:

Выглядит намного лучше! Теперь, когда главная часть комнаты закончена, по-смотрим на блок над окном. Нужно создать текстуру бетона, чтобы она сочета-лась с потолком. Итак:

1. Выбираем куб с именем overhang.

2. Создаем новый материал. Назовем его concrete_MAT.

3. В настройках Specular измените Intensity на 0.2 и Hardness на 10.

Хотя в реальности бетон очень жесткий материал, его блеск мягкий в сравнении с другими, такими как стекло или некоторые виды пластика. Так что не путайте значение жесткости блеска со значением жесткости самого материала!

4. Создадим еще текстуру и назовем её concrete_color.

5. Тут нам не нужно использовать UV координаты, так что просто изменим Project Type на Cube.

188

6. Под меню Influence включим опцию Normal (в добавку к уже включенной опции Color) и поставим Normal = 0.5.

Должно быть неплохо! Давайте убедимся, что всё идет по плану перед тем, как продолжить. Рендер:

Работает! Займемся зеркалом, что стоит у кирпичной стены.

МАТЕРИАЛ ЗЕРКАЛА

Зеркало — довольно простой в настройках материал. Давайте начнем с главной части зеркала — его отражающей части:

1. Выбираем объект mirror_glass.

2. Создаем новый материал с именем mirror_MAT.

3. Устанавливаем Specular Intensity на 0.719

4. Hardness на 100.

5. Включим опцию Mirror; Reflectivity установим на 1.0. Это и даст нам эффект зеркала.

189

Как мы говорили раньше, ни один материал не совершенен. Это значит, что даже самые гладкие поверхности имеют небольшие огрехи. Мы можем ис-пользовать текстуру, чтобы добавить немного выпуклости и избавиться от иде-ально гладкого отражения. Используем для этого карту выпуклостей (Bump map). Чтобы её добавить, делаем следующее:

6. Зеркало должно быть выбрано; добавляем еще текстуру, которую назовем mirror_bump.

7. Сменим Texture Type на Wood.

190

8. Под опцией Influence снимем выделение в Color и выберем Normal, значение которого установим на 0.01.

Раз мы работаем с зеркалом, добавим сразу материал деревянной рамы. Для этого:

9. Выбираем один край рамы и создаем новый материал.

10. Задаем для него имя — mirrorframe_MAT.

11. Ставим Specular Intencity на 0.15 и Hardness на 20. Это придаст дереву хороший мягкий вид.

12. Переключимся на меню Textures и добавим новую Image or Movie текстуру. Загрузим файл wood_brown.png, который скачали заранее.

191

13. Установим Project Type на Cube.

Это оно! Теперь добавим наш материал к остальным частям рамы, поочередно выбирая их и устанавливая материал дерева из открывающегося списка в меню Material. Этот же материал можно использовать и для оконных рам! Итак, при-меняем наш материал дерева к следующим объектам:

• window_topframe• window_bottomframe• windowL_leftframe• windowL_innerframe• windowL_rightframe• windowC_leftframe• windowC_innerframe• windowC_rightframe• windowR_leftframe• windowR_innerframe• windowR_rightframe

192

Сделаем еще рендер, чтобы посмотреть, что пока получилось:

Замечательно! Продолжаем. Далее по списку у нас идет стол.

МАТЕРИАЛ СТОЛА

…в общем-то, имеет в себе два материала: черная текстура металла — это осно-ва и ножки, а также UV текстура для столешницы. Начнем с ножек:

1. Выделяем table_legs, создаем новый материал под названием black_metal_MAT.

2. Сделайте цвет материала серым. Изображение вам в помощь:

193

3. Установим Hardness на 300. Помните, высокое значение Hardness означает маленький световой отблеск, который создает иллюзию твердой поверхности. Также следует помнить, что любой метал немного зеркален, так что нужно поиграть с настройками Mirror.

4. Активируем настройки Mirror.

5. Установим Reflectivity на 0.3

6. Fresnel на 2.0

7. Gloss Amount на 0.97. Это важно, чтобы отражения были нечеткими.

Вот так! Выбираем объект table_base и добавляем к нему этот материал метал-ла. Далее займемся столешницей. Материал столешницы состоит из UV тексту-ры, которую мы уже предварительно скачали. Приступим:

1. Столешница выбрана; добавляем материал, имя ему — tabletop_MAT.

2. Устанавливаем значение Specular Intensity на 0.644, а Hardness на 20. Нам также нужна небольшая зеркальность сверху стола, так что опять активируем настройку Mirror.

194

3. Устанавливаем Reflectivity на 0.02, Gloss Amount на 0.9. Это придаст сильную размытость отражениям мест, где отражения неразличимы.

Теперь нам нужно добавить UV карту, которая придаст столешнице немного цветности. В меню Textures делаем следующее:

1. Добавляем текстуру с именем tabletop_color.

2. Ставим Type на Image or Movie и загружаем UV карту с именем tabletop_color.png.

3. Под настройками Mapping изменим Coordinates на UV и выберем UVTex слой.

195

Должно сработать. Давайте сделаем еще рендер, посмотрим как изменится наша сцена.

Неплохо! Продолжим. Следующим шагом станет настройка двери.

МАТЕРИАЛ ДВЕРИ

Материал двери будет довольно похож на тот материал дерева, что мы делали, с единственным отличием — цветом дерева. Начнем с того что выберем дверь и добавим к ней уже существующий материал mirrorframe_MAT.

1. Дверь выбрана; нажимаем на кнопку с числом справа от имени материала (под меню Material); это создаст копию материала, но с единственным пока носителем — дверью. Сверяемся с рисунком ниже:

2. Переименовываем этот материал в door_MAT.

196

3. В меню Textures сделаем такую же копию для текстуры. Blender просчитывает текстуры отдельно от материалов, так что, продублировав материал, мы не продублировали текстуру.

4. Перезагрузим источник изображения — теперь выберем картинку wood_yellow.png

Это просто! Убедимся, что материал door_MAT применен к двери и её косякам, и опять сделаем рендер:

Выглядит неплохо! Теперь займемся люстрой.

МАТЕРИАЛ ЛЮСТРЫ

…состоит из нескольких материалов, таких как: материал самой лампочки, материал абажура, и материал металлической основы нашей люстры. Начнем с лампочки. Итак:

1. Выбираем объект light_bulb и добавляем новый материал.

2. Назовем его lightbulb_MAT.

197

3. Сменим цвет рассеивания на желтый. Настройки подходящего цвета на рисунке ниже:

4. Установим значение emit на 1. Это заставит лампочку излучать свет. Теперь посмотрим на абажур. Помните, как мы играли с настройками материала в нашей прошлой сцене для получения эффекта света, пробивающегося сквозь материю? Тут мы займемся тем же самым и получим такой же эффект.

5. Выберем абажур.

6. Создадим для него материал с именем lampshade_MAT.

7. Сменим цвет рассеивания на бежевый, смотрим образец:

8. Под настройками Specular установим значение цвета отражений на светло-бежевый.

198

9. Поставим Hardness = 200.

10. Под настройками Shading есть опция Translucency. Установим её на 0.7.

11. Включим Transparency, алгоритм — Raytrace.

12. Сделаем Fresnel = 1.0 19.

13. Установим IOR = 1.55. Это нормальное значение для большинства коммерческих стеклянных изделий.

14. Также мы собираемся сделать прозрачность немного нечеткой, так что установим Gloss Amount = 0.95.

Теперь нужно обратить внимание на материал металла, который мы использу-ем для оставшихся объектов в сцене. Начнем с выбора объекта lamp_base, и:

199

1. Добавим новый материал brushed_metal_MAT.

2. Сделаем светло-серый цвет диффузии. Образец для подражания — ниже:

3. Установим Hardness на 300.

4. Включим Mirror.

5. Поднимем значение Reflectivity до 0.02

Теперь нужно добавить карту выпуклости, которая и придаст материалу шеро-ховатость. В меню Textures:

1. Добавим новую текстуру-изображение с именем brushed_metal_bump.

2. Загрузим картинку brushed_metal.png.

3. Под настройками Mapping изменим тип проекции с Flat на Cube.

4. В настройках Influence установим Normal на 1.0.

Теперь нужно добавить этот материал следующим объектам:

• lamp_arm• coatrack_top• coatrack_base• coatrack_support01• coatrack_support02• hanger01_hook• hanger02_hook• hanger03_hook

200

Мы немало изменили, так что давайте глянем что вышло:

Мы почти закончили, остался последний! Нужно создать материал пластика для плечиков и ножек вешалки.

МАТЕРИАЛ ПЛЕЧИКОВ

1. Выберем любые из них и добавим новый материал.

2. Переименуем материал в black_plastic_MAT.

3. Установим цвет на почти черный. Сверяемся с изображением ниже:

201

4. Под настройками Specular установим Color на средний серый цвет, прямо как на примере ниже:

5. Установим Intensity на 0.151.

6. Hardness приравняем к 20.

Теперь можно и текстурой заняться!

1. Создаем текстуру типа Clouds с именем plastic_bump.

2. Устанавливаем значения Size = 0.02 и Nabla = 0.03.

3. Под настройками Influence снимем выделение с опции Color и выделим опцию Normal.

4. Ее значение установим на 0.1.

Ну вот! Теперь нужно добавить этот материал к следующим объектам:

• hanger01_base• hanger02_base• hanger03_base• coatrack_legpad01• coatrack_legpad02• coatrack_legpad03• coatrack_legpad04

202

Та-дааамм! Итак, финальный рендер:

Подведем итогИтак, мы поговорили о технике освещения сцен, используемой в случаях, когда окружающий свет сочетается с направленным светом. Мы также рассмотрели множество материалов с различными настройками, таких как:

• Пластик

• Металл

• Стекло

• Дерево

• Кирпич

• Мрамор

• Бетон

Немало! Ключ к успеху каждой работы и состоит в том, чтобы заставить каж-дый материал вести себя так же, как в реальности. Это звучит просто, но многие пользователи забывают об этом, когда приходит время заняться материалами. Так что, удачного вам Блендинга!