Světla, co nám rozsvítí - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

1. září 2005, 00.00 | Mezi oblasti, které se zásadně v nové CINEMĚ 4D změnily, jsou také světla. Již jsme tuto skutečnost několikráte zmínili, ale pravdou je, že podrobný popis novinek tu zatím nebyl. Dnes si podrobně posvítíme právě na světla a probereme vše podstatné, na co bychom při prvním kontaktu s C4D R 9.5 neměli zapomenout.

První změnou jsou ikony. Jedná se o záležitost vlastně okrajovou, ale po pravdě překvapivě užitečnou pro okamžitý přehled ve scéně. Světla jsou nyní podle svého typu rozdělená do čtyř, respektive 8 typů ikon. Samozřejmě že se jedná jen a pouze o ikony, které charakterizují typ světla, neznamená to, že nejde klasicky typ světla změnit. Při jeho změně se samozřejmě změní i příslušná ikona.

K obrázku jen tolik, že vpravo jsou ikony světel, které mají aktivní stíny, vlevo jsou stíny vypnuté. A nyní k tomu, co která ikona prezentuje. První ikona prezentuje světlo kuželové, avšak nejen to. Tedy abychom byli přesní, tak světlo kuželové kulaté, hranaté, rovnoběžné kulaté a rovnoběžné hranaté. Druhé v pořadí je světlo všesměrové, to má ikonu samo pro sebe. Třetí je světlo vzdálené a také světlo paralelní, které je mu jak známo docela podobné. Čtvrtá ikona prezentuje velkou skupinu světel plošných, kterých je opravdu kopec, ale která mají jednu „hlavní“ volbu, a tvar se definuje až následně. K tomu se ale dostaneme.

Drobnou změnou je nastavení jasu světla. Jistě si všichni asi pamatujeme (a zvláště ti, které jsem měl na školení, protože tam jsem na to vždy upozorňoval), na vlastně duplicitní nastavení jasu na stránce Hlavní a Detaily. To je nyní odstraněné a vše se soustředí jen do parametru Jas na stránce Hlavní.

Předpokládejme, že jsme si vytvořili Vzdálené světlo a chtěli bychom mu definovat plošný stín. To se sice dalo i ve starších verzích, ale fakt je, že to nebylo k ničemu, že stín byl stejně ostrý. To je minulostí a mimo podstatně rychlejší výpočet plošných stínů tu je možnost definovat tento typ stínu i u světla vzdáleného, které se tak často používá pro simulaci Slunce. Na stránce Detaily tedy lze definovat ono „rozostření“ stínu se vzdáleností a to pomocí parametru „Nekonečný úhel“. Jistě trochu divný název, ale spojitost má vlastně se nekonečně vzdáleným světlem a tak asi smysluplný. Tento parametr dělá to, že jeho zvýšením se zvyšuje rozptyl, nebo chceme-li úroveň rozostření stínu se vzdáleností. Ostatně to dokládá obrázek, vlevo je tuším výchozí hodnota 0.5.

Další zajímavou volbou na stránce Detaily je volba „Vrhá stíny“. Tato volba dělá to, že světlo je použité jen a pouze na vrhání stínu do scény a přitom vůbec neovlivňuje osvětlení. Myslím, že to je poměrně zajímavá záležitost hlavně při úpravách tříbodového osvětlení.

Již jsme se několikráte zmínili o tom, že je nyní možné řídit několik parametrů světel pomocí přechodů. První z těchto parametrů je právě na stránce detaily, kde můžeme přechodem definovat změnu barvy světla v případě kuželového hranatého od středu ke kraji.   

Pokud máme aktivní také úbytek svítivosti se vzdáleností, pak lze aktivovat volbu Pouze směr Z, která aktivuje přechod i pro změnu barvy světla se vzdáleností. V případě, že je aktivní úbytek a není aktivní volba Barevný pokles na okraji, pak volba Pouze směr Z aktivuje přechod jen pro směr Z, jinak je-li Barevný pokles na okraji aktivní, a také je aktivní volba Pouze směr Z, je přechod aktivovaný v obou příslušných dimenzích. Ostatně obrázek to dokládá. Mohlo by se zdát, že je tato volba trochu divně pojmenovaná, mohlo, ale není tomu tak, ona má velký vliv u plošných světel, a tak se k ní ještě jednou vrátíme.  

Asi nemá smyslu popisovat práci s přechody v C4D, to má asi každý v malíčku, jen dodám, že stejně se s nimi pracuje také v nastavení viditelnosti. Tedy i viditelnost lze definovat pomocí přechodů a to je dobře, protože efekt viditelných světel je tak podstatně využitelnější. Myslím, že to obrázek dokládá.

Vrátíme se k tomu, co je opravdu podstatné. A to jsou samozřejmě plochá světla a vše, co s tím souvisí. V prvé řadě si musíme ještě před začátkem říci, že plochá světla do sebe pojmula i světlo „Zářivka“. Vím, že jsem to zmiňoval, ale raději vícekrát, než dotazy typu kde že je zářivka. Toto světlo je také jediné z plochých světel, které lze v renderu zobrazit jako klasické viditelné světlo. Tedy zobrazit jdou i ostatní, ale trochu jinak. Předbíhám…

Tedy na stránce Hlavní se nastavuje typ světla, pokud se tam nastaví typ Ploché, pak na stránce Detaily můžeme definovat tvar tohoto světla. K dispozici máme tvary: Kruh, Obdélník, Čára (to je vlastně Zářivka), Koule, Válec, Krychle, Polokoule a Objekt/Křivka. Poslední tvar je evidentně závislý na objektu, který mu přiřadíme, a tím pádem může mít světlo jakýkoliv tvar. Obecně můžeme tato světla rozdělit do dvou skupin. Na dvojrozměrná a třírozměrná. Třírozměrná se přitom počítají déle jak dvourozměrná. Abychom měli lepší představu, jak které světlo vypadá a svítí, připravil jsem následující přehled, který je obdobou toho, co jinak lze nalézt v manuálu. Uvést bychom ještě měli, že lze tato světla svým způsobem učinit viditelnými (už jsme to ostatně nakousli) a to aktivací voleb Zobrazit při renderu a Zobrazit v odrazech, které jsou na stránce Detaily.

Kruh

Obdélník

Čára

Koule

Krychle

Válec

Polokoule

Objekt/Křivka

Tvar je zřejmý z obrázků, jen u režimu Čára je viditelnost provedená starým známým způsobem. Co ještě dodat, každý tvar je vhodný k něčemu jinému. Kruhové světlo třeba k matnému kruhovému stínítku lampy, na jiný typ lampy se hodí válcový typ, obdélník na okno, polokoule na simulování radiozity, tedy difusního osvětlení, ostatně tento typ je interně využívaný efektem Sky shader, koule by se hodila opět na stínítko nějakého světla a tak dále. Prostě představivosti se meze nekladou a nová plošná světla jsou opravdu extrémně flexibilní. Ve spojitosti s efektem Ambient Occlusion není co řešit.

Plošná světla, tedy ta která jsou předdefinovaná, se musí definovat podle velikosti, to je samozřejmé, ale rovinná plošná světla mají ještě jeden zajímavý parametr. A tím je Úhel úbytku. Jedná se o hodnotu, která definuje jakoby úhel šíření světla například od okna. Nejlépe si vše vysvětlíme obrázkem. Musím podotknout, že hodnoty od 0 do 90 nemají moc smyslu a opravdu je vhodné začít až od těch 90 stupňů.

Když jsme u plochých světel, tak bychom se mohli opět trochu vrátit k volbě Pouze směr Z. Tato volba definuje, že světlo se bude šířit pouze ve směru kladné osy Z.

Plošná světla se musí v jistém ohledu vzorkovat a jejich vzorky se mohou čas od času projevit v odlesku objektu. To přesně zobrazuje níže uvedený obrázek. Stane-li se tak, musíme počet vzorků zvednout. Jinak vzorky mají samozřejmě trochu vliv i na délku výpočtu, prostě obehraná písnička.

Pokud nechceme zvyšovat počet vzorků a chceme rámcově dosáhnout požadovaného efektu, můžeme aktivovat volbu Přidat zrno, která přidá do výsledného renderu zrnění, ale odstraní artefakty špatných odlesků, které jsou následkem malého počtu vzorků. Tato volba, oproti tomu, když je vypnutá, poněkud prodlužuje render a mimo to generuje trochu vzhled a´la stochastický režim radiozity. Ale to nemusí být samozřejmě na škodu…

K novým plošným světlům patří také přepracované plošné stíny. Ale nejdříve stíny obecně. Musíme v prvé řadě konstatovat, že byla poněkud přepracovaná struktura jejich definování a to tak, aby se práce poněkud zrychlila. Jedná se o to, že stíny můžeme včetně typu definovat jen v záložce Stín a ne nejdříve v záložce Hlavní a pak teprve Stín. Opět jde o drobnost, ale při práci potěší každá ušetřená vteřina.

Hlavní změna je samozřejmě u plošných stínů. Asi to již mohu říci, když jsme kdysi dělali workshop rozbitého hangáru, tak jsem dělal také testy v jedné rané verzi R 9.5. A v té době bylo zrychlení výpočtu celého obrázku cca 30 %. A to je opravdu hodně. Při tom jsem na plošné stíny vlastně přepnul všechny typy stínů, které jsem ve scéně měl, a tím pádem bylo nastavení „tvrdší“ jak v 9.1.

V reálu a běžné praxi mám pocit, že je zrychlení ještě markantnější. No ostatně to lze vyzkoušet. Mimo to se plošné stíny vzorkují, tedy definujeme přesnost, počet minimálních a  maximálních vzorků. Ve výsledku je jasném, že vyšší počet vzorků a vyšší přesnost délku výpočtu prodlužují, ale zkvalitňují efekt. Vyšší hodnoty se hodí tam, kde je světel málo, nebo kde má to které světlo opravdu markantní vliv. Pokud ale je světlo třeba jen „kulisové“, například u onoho hangáru světla v místech chybějících plechů, tak stačí nastavit hodnoty velmi nízké a efekt šumu ve stínu, tedy klasický jev vzorkování je díky malé intenzitě nezřetelný a ve scéně se neprojeví. Co se mi jeví jako opravdu dobré, je chování stínů. Již se nezadává poloměr, který byl, ruku na srdce, trochu neexaktním parametrem, ale stín je přímo závislý na světelném zdroji. U světla vzdáleného tomu je trochu jinak, ale to jsme si již řekli…

Tak to jsou novinky ve světlech. Není toho málo a je asi dobře, že jsme si je probrali předtím, než se podíváme na efekt Ambient Occlusion (Okolní prostředí, ať si zvykáme na české termíny). Mimo toho co jsme popsali jsou tu ještě drobné změny toho druhu, že se trochu přeorganizovala různá pojmenování voleb a názvy světel (hlavně v Angličtině), ale to nemá přímý vliv na práci a jisto jistě se v tom pozorný uživatel neztratí.