Учимся пользоваться съемочными камерами

До сих пор мы визуализировали сцену в окне проекции Perspective (Перспектива), и это давало совсем неплохие результаты. И все-таки управлять изображением в этом окне не так-то просто. Попробуйте-ка с помощью трекбола, устанавливаемого в окне проекции по щелчку на кнопке Arc Rotate (Повернуть), повернуть изображение так, чтобы наблюдать сцену ровно с противоположной стороны. Думаю, далеко не у каждого из вас это получится гладко с первого раза. Чуть ниже вам предстоит убедиться, насколько легко выполнить такую операцию, используя модель съемочной камеры max 7.5. Кроме того, для манипулирования изображением, наблюдаемым «через объектив» съемочной камеры, имеется много дополнительных инструментов.

Помните, в первой главе мы говорили о том, что моделирование трехмерной графики напоминает имитацию процесса фотографирования или видеосъемки? Вот мы и подошли к тому моменту, когда геометрия сцены готова, осветители расставлены и настроены. Чтобы теперь найти выигрышные ракурсы и приступить к съемке, дело за съемочными камерами.

Как и в реальной жизни, съемка трехмерной сцены редко ведется одной камерой. Дело в том, что «поймав» с помощью модели камеры удачную точку съемки, лучше не трогать эту камеру. Воспроизвести заново однажды подобранные условия съемки бывает иногда очень непросто. К счастью, ничто не мешает для съемки с других точек ввести в сцену еще одну или несколько камер.

Если выполнить анимацию перемещения камеры по сцене в процессе съемки, то результат будет напоминать видеоэкскурсию по виртуальному трехмерному миру.

В max 7.5 имеется два типа камер:

нацеленная (Target) камера характеризуется точкой съемки (eye position), в которой помещается сама камера, и точкой нацеливания, или мишенью (target point), то есть точкой в трехмерном пространстве, на которую направлена линия взгляда камеры; свободная (Free) камера отличается от нацеленной только тем, что не имеет точки нацеливания.

Вид нацеленной камеры в окне проекции (рис. 11.57) похож на вид нацеленного прожектора с прямоугольным сечением луча света, а действия, которые нужно произвести в окне проекции для создания нацеленной камеры, совершенно аналогичны действиям по созданию нацеленного прожектора. То же самое можно сказать и о свободных камерах. Однако значок камеры не спутаешь со значком прожектора. В главе 2 мы уже упоминали о том, что в max 7.5 значки виртуальных камер выглядят почти как настоящие кинокамеры с контейнерами для катушек с пленкой и раструбом бленды на конце объектива.

Создаем Всенаправленный осветител

Упражнение 1. Создаем Всенаправленный осветител

Свет проявляет себя только тогда, когда есть что освещать: как говорится, сначала надо создать небо и землю, а уж потом свет, чтобы увидеть, что это хорошо. Иными словами, для настройки параметров осветителей необходимо иметь определенную сцену с набором предметов, при визуализации которой можно будет видеть распределение освещения, теней, ярких бликов и т. п. Чтобы не заниматься созданием специального «испытательного полигона» для отработки навыков размещения и настройки осветителей, воспользуемся готовой геометрической моделью сцены «МАХ-кафе». Поэкспериментировав со светом, мы заодно снабдим нашу сцену нужным числом осветителей и настроим освещение требуемого качества. В окнах проекций даже при тонированном режиме показа изображение сцены формируется упрощенно, тонкие перепады света передаются грубо, а тени от объектов не показываются совсем. Поэтому для наблюдения за результатами настройки освещения нам потребуется освоить простейший вариант визуализации сцены, не требующий никаких настроек. Итак, приступаем: 1. Откройте файл MAX-kafe08.max, содержащий полную геометрическую модель сцены «МАХ-кафе». При необходимости вы можете найти нужную сцену в файле под именем MAX-kafe08.max, хранящемся в папке Scenes\Glava_10 компакт-диска, прилагающегося к книге. Используя инструменты свитка Hide (Скрыть) командной панели Display (Дисплей), скройте от просмотра объекты Osnovanie sceni, Fasad, Viveska, Okno, Dveri, Valik01-Valik03, а также все предметы внутреннего убранства интерьера кафе, кроме двух светильников и кресел. Сохраните сцену под инкрементированным именем.

Включаем и выключаем осветители,

Упражнение 2. Включаем и выключаем осветители,

Рассматриваемые в этом упражнении параметры и приемы их настройки являются общими для семи типов стандартных осветителей, за исключением источника света неба — Skylight. Продолжите работу над предыдущим упражнением.

1. Проследите за тем, чтобы значок источника света был выделен, и переключитесь на командную панель Modify (Изменить). В свитке General Parameters (Общие параметры), показанном ранее на рис. 11.6, вы увидите установленный по умолчанию флажок On (Вкл.). Этот флажок играет роль обычного выключателя, какие висят на стене каждой комнаты: с его помощью можно включать и выключать выделенные осветители любого типа. Сбросьте флажок, и в окне проекции Perspective (Перспектива) наступит полный мрак: при выключении имеющегося в сцене осветителя встроенное освещение не активизируется. Вот так, друзья, выглядит виртуальная вселенная, пока вы в роли Создателя не сотворите Свет! Установите флажок, и освещение сцены мгновенно восстановится.

Исключаем объекты из освещения

Упражнение 3. Исключаем объекты из освещения

Очень интересной является возможность выборочно освещать отдельные объекты сцены светом текущего настраиваемого источника. Она позволяет ярко высветить отдельный объект, оставив все остальные в тени, чего в реальности добиться не так-то просто. Продолжите предыдущее упражнение, чтобы освоить эту возможность.

1. Щелкните на кнопке Exclude (Исключение), расположенной в самом низу свитка General Parameters (Общие параметры). Появится окно диалога Exclude/Include (Включение/Исключение), показанное на рис. 11.11.

Заставляем свет отбрасывать тени

Упражнение 4. Заставляем свет отбрасывать тени

Отсутствие теней от освещенных объектов является фактором, резко снижающим достоверность изображения. Наши глаза с детства привыкли к тому, что освещенные объекты должны давать тень, поэтому отсутствие теней сразу замечается. Продолжите предыдущее упражнение, чтобы освоить настройку теней.

1. Чтобы объекты, освещаемые настраиваемым осветителем, начали отбрасывать тени, в простейшем случае требуется лишь установить флажок On (Вкл.) в разделе Shadows (Тени) свитка General Parameters (Общие параметры). Установите флажок и выполните визуализацию сцены в окне проекции Perspective (Перспектива). Результат должен быть примерно таким, как на рис. 11.13. Казалось бы, ну что такое тень в реальной жизни: просто место, куда не попадают лучи света от данного осветителя. Однако в реальности теневые участки могут дополнительно подсвечиваться лучами этого же источника света, переотраженными от других предметов окружающей обстановки. Тень от этого может становиться прозрачнее или приобретать цветовой оттенок. Так как при обычной простейшей визуализации, которую мы сейчас рассматриваем, эффект переотражения лучей в max 7.5 не воспроизводится, для улучшения качества теней они снабжены массой различных параметров, таких как тип тени, ее цвет, плотность и т. п. Тип тени выбирается в раскрывающемся списке раздела Shadows (Тени) в свитке General Parameters (Общие параметры), а остальные параметры располагаются в отдельном свитке Shadow Parameters (Параметры тени), показанном на рис. 11.14. Кроме того, дополнительные параметры появляются в свитках, названия и состав элементов управления которых меняются в зависимости от выбранного типа тени.

Учимся управлять тенями отдельных

Упражнение 5. Учимся управлять тенями отдельных

В предыдущем упражнении мы заставили конкретный осветитель отбрасывать тени различных типов от объектов трехмерной сцены. Мах 7.5 позволяет, однако, указать для каждого отдельного объекта, должен ли он давать тень при освещении любым источником света. Отменить присваиваемое объекту при создании свойство отбрасывать тень бывает нужно для достижения художественной выразительности или для имитации полной прозрачности объектов', когда у источника света используются тени, основанные на картах теней. Продолжите предыдущее упражнение, чтобы отработать прием отмены отбрасывания тени для отдельных объектов.

1. По задуманному сценарию плафоны настенных светильников «МАХ-кафе» предполагается сделать полупрозрачными, применив к ним соответствующий материал. Чтобы такие объекты отбрасывали полупрозрачные тени, пришлось бы для всех осветителей сцены включать режим использования трассируемых теней, что привело бы к непроизводительным затратам времени. Но поскольку плафоны располагаются не на переднем плане сцены, проще вообще отменить для них свойство отбрасывать тени. Чтобы добиться этого, выделите объект-группу Lampa01 и выберите команду главного меню Group > Open (Группа > Открыть). После этого выделите объект Plafon, входящий в состав группы Lampa01. Щелкните на выделенном плафоне правой кнопкой мыши и выберите в появившемся четвертном меню команду Properties (Свойства). Появится окно диалога Object Properties (Свойства объекта), раскрытое по умолчанию на вкладке General (Общие). Сбросьте в этом окне флажок Cast Shadows (Отбрасывать тени) в разделе Rendering Control (Управление визуализацией) и щелкните на кнопке ОК. Закройте группу, выбрав команду главного меню Group > Close (Группа > Закрыть).

2. Повторите описанные действия применительно к дальнему настенному светильнику, представленному объектом-группой Lampa02. Завершив настройку, выполните визуализацию изображения в окне проекции Perspective (Перспектива), чтобы убедиться, что плафоны обоих светильников более не отбрасывают теней, как показано на рис. 11.19, — они как бы стали полностью прозрачными для лучей света любых осветителей сцены.

Создаем, размещаем и настраиваем

Упражнение 6. Создаем, размещаем и настраиваем

Теперь вы знаете все, что нужно для начала знать о настройке параметров осветителей любого типа. Чтобы закончить со всенаправленными источниками света, продолжите предыдущее упражнение, создав нужное число осветителей для кафе «МАХ» и настроив их параметры.

1. Удалите наш «экспериментальный» Всенаправленный осветитель и создайте вместо него пять новых. Разместите два из них внутри плафонов настенных светильников, третий — симметрично тому, который помещен в дальний от зрителя светильник, но у противоположной, правой стены кафе. Четвертый осветитель разместите на той же высоте, что и первые три, но у фасадной стены, справа от входной двери. Наконец, пятый Всенаправленный осветитель поместите внутрь камина, расположив его непосредственно над дровами, как показано на рис. 11.20. Возможно, для этого вам придется временно восстановить видимость объектов Kamin, Poleno01 и Poleno02, а затем вновь скрыть их. Выключите пока что этот источник света — огонь в камине еще не горит.

Создание и простейшая настройка п

Упражнение 7. Создание и простейшая настройка п

Приступим к освоению практических навыков создания осветителей-прожекторов, воспользовавшись для их отработки моделью трехмерной сцены интерьера «МАХ-кафе».

Выполните следующие действия:

1. Если вы закрыли файл сцены МАХ-кафе09.тах после предыдущего упражнения, то загрузите его заново (такой файл есть и на компакт-диске, сопровождающем книгу, в папке Scenes\Glava_11), если же нет — просто продолжите работу. Сохраните файл под инкрементированным именем.

2. Скройте от просмотра «лишние предметы», как описано в первом пункте упражнения 1, добавив к числу скрытых объектов еще и все кресла, кроме одного — того, которое стоит у задней стены кафе. Установите в окнах проекций такой масштаб, чтобы здание кафе было видно целиком.

3. Щелкните на кнопке Lights (Источники света) командной панели Create (Создать), а затем — на кнопке Target Spot (Нацеленный прожектор) в свитке Object Туре (Тип объекта). Переместите курсор в окно проекции Тор (Вид сверху), щелкните чуть ниже и левее центра помещения и перетащите курсор вверх и чуть вправо по экрану, поместив мишень у задней стены, над единственным видимым креслом, как показано на рис. 11.24.

Регулировка ширины, «резкости» и

Упражнение 8. Регулировка ширины, «резкости» и

Края пятна света с принятыми по умолчанию угловыми размерами выглядят чуть-чуть размытыми. Чтобы научиться управлять размерами пятна света и резкостью его кромки, выполните следующие действия в продолжение предыдущего упражнения.

1. Разверните свиток Spotlight Parameters (Параметры прожектора), показанный на рис. 11.27. По умолчанию параметр Hotspot/Beam (Яркое пятно/Луч), задающий размер области, в пределах которой интенсивность падающего света остается постоянной и равной значению, заданному для источника в счетчике Multiplier (Усилитель), равен 43°, а параметр Falloff/Field (Край пятна/Поле), задающий внешний размер пятна света, равен 45°. Кромка пятна света в связи с этим выглядит немного размытой, что повышает естественность картины: в реальной жизни редко встречаются источники света с абсолютной фокусировкой пучка.

Прожектор в роли проектора

Упражнение 9. Прожектор в роли проектора

Имеет смысл разобраться еще в одной интересной возможности, реализуемой с помощью осветителей max 7.5: все типы источников света могут играть роль кинопроекторов или проекторов для слайдов. Это означает, что можно заставить осветитель отбрасывать на предметы сцены пучок лучей света, несущих выбранное изображение. Чтобы проделать это, выполните следующие действия в продолжение предыдущего упражнения:

1. Разверните свиток Advanced Effects (Дополнительные эффекты), установите в разделе Projector Map (Карта проектора) флажок Map (Карта) и щелкните на расположенной справа от него кнопке с надписью None (Отсутствует). Появится окно диалога Material/Map Browser (Просмотр материалов/карт текстур), с которым вы познакомитесь подробнее в последующих главах. В этом окне будет представлен список доступных для использования карт текстур, все элементы которого снабжены значками в виде параллелограммов зеленого цвета. Дважды щелкните в списке окна на второй сверху строке Bitmap (Растровая карта). Выберите подходящее изображение в появившемся окне диалога Select Bitmap Image File (Выбор изображения растровой карты).

2. Визуализируйте изображение в окне проекции Perspective (Перспектива). В примере, показанном на рис. 11.31, в качестве слайда было использовано изображение из файла Ptiab_22.jpg, входящего в комплект поставки max 7.5. Обратите внимание на то, как изображение проецируется на стоящее на переднем плане кресло с учетом его формы.

Всенаправленный осветитель в рол

Упражнение 10. Всенаправленный осветитель в рол

Теперь попробуем с пользой применить полученные сведения о проекторах для нашего основного проекта «МАХ-кафе». Настроим ранее выключенный Всенаправленный осветитель, призванный имитировать свет от огня горящих поленьев, чтобы он отбрасывал на стены кафе случайные пятна света, подобно настоящему пламени.

Выполните следующие действия:

1. Включите осветитель, который будет изображать огонь камина, установив флажок On (Вкл.) в верхней части свитка General Parameters (Общие параметры). Настройте параметры осветителя следующим образом. Включите режим отбрасывания теней, установив флажок On (Вкл.) в разделе Shadows (Тени) этого же свитка, и убедитесь в том, что тени имеют тип Shadow Maps (Карты теней). Задайте значение параметра Multiplier (Усилитель) в свитке Intensity/ Color/Attenuation (Интенсивность/цвет/затухание) равным 2,0. Придайте цвету освещения красновато-оранжевый оттенок. С этой целью щелкните на образце цвета освещения и установите следующие значения компонентов цвета осветителя: R - 255, G - 143, В = 87.

2. Установите в свитке Advanced Effects (Дополнительные эффекты) флажок Map (Карта) и щелкните на расположенной справа от него кнопке с' надписью None (Отсутствует). Появится окно диалога Material/Map Browser (Просмотр материалов/карт текстур). Дважды щелкните в списке окна на строке с именем карты текстуры Noise (Случайные пятна). Основное предназначение этой текстурной карты — «портить» чересчур однородную картину материала или светового пятна, делая ее пятнистой, а значит — более реалистичной. В данном случае эта карта позволит нам смоделировать случайные пятна световых бликов, отбрасываемых огнем камина на стены комнаты.

Создание и настройка свободных п

Упражнение 11. Создание и настройка свободных п

Как не может практически ни одна сцена обойтись без всенаправленных осветителей, так не может она обойтись и без прожекторов. Добавим в состав сцены два свободных прожектора и настроим их параметры, выполнив следующие действия в продолжение предыдущего упражнения:

1. Продолжая работу над той же сценой, восстановите видимость всех кресел, воспользовавшись кнопкой Unhide by Name (Сделать видимыми по имени) командной панели Display (Дисплей).

Применяем алгоритм Light Tracer

Упражнение 12. Применяем алгоритм Light Tracer

Цель данного упражнения состоит не только в том, чтобы познакомить вас с первым из двух алгоритмов расчета глобальной освещенности, но и в том, чтобы научиться включать режим логарифмического управления экспозицией визуализированного изображения, а также освоить применение нового стандартного осветителя Skylight (Свет неба). Этот осветитель замечательно подходит для имитации освещения, создаваемого небосводом, когда свет исходит как бы из каждой точки неба. В силу своей особенности осветитель Skylight (Свет неба) не может формировать зеркальных бликов на поверхностях объектов, однако способен имитировать мягкие полутени. Для этого перед визуализацией должно быть активизировано еще одно новшество max 7.5 — режим расчета глобальной освещенности Light Tracer (Трассировщик света).

Если наружное освещение сцены создается единственным осветителем Skylight (Свет неба), возникает атмосфера пасмурного дня. Если дополнить наружное освещение направленным источником, имитирующим солнце, будет создаваться достоверная атмосфера ясного солнечного дня.

Итак, выполняйте следующие действия:

1. Для экспериментов с глобальной освещенностью можно загрузить сцену МАХ-kafe10.max, сохраненную в конце предыдущего упражнения. Эта сцена содержит все объекты геометрической модели и систему освещения, полностью настроенную нами на традиционный случай отсутствия расчета глобальной освещенности. Для тестирования наружного освещения из всего набора объектов нам понадобятся только основание сцены и элементы конструкции здания кафе, за исключением окна, а для выполнения проб глобального освещения внутри здания — только столы, кресла и два свободных прожектора, размещенных под потолком кафе. Так что скройте лишние объекты и выключите пока все осветители. При необходимости можете загрузить «облегченный» файл сцены, который содержит только нужные для этого упражнения объекты и хранится под именем MAX-kafe+Gl.max в папке Scenes\Glava_11 компакт-диска, прилагающегося к книге. Так как в этой сцене прожекторы пока выключены, то, чтобы изображение в окнах проекций с тонированным режимом просмотра не тонуло во мраке, включено встроенное освещение max 7.5. Как это сделать, подробно объяснялось в главе 3.

2. Создайте осветитель-имитатор света неба. Кнопка для создания этого осветителя появляется в правом нижнем углу свитка Object Type (Тип объекта), показанного ранее на рис. 11.5, если на командной панели Create (Создать) нажать кнопку Lights (Источники света) и в раскрывающемся списке разновидностей источников света выбрать вариант Standard (Стандартные). Щелкните на кнопке Skylight (Свет неба), а затем щелкните в окне вида сверху перед входом в здание кафе, где-нибудь в районе точки с координатами (100; -500; 0). На командной панели появится свиток параметров осветителя, назначение и порядок настройки которых мы рассмотрим позднее. Значок осветителя Skylight (Свет неба) имеет вид маленькой каркасной полусферы желтого цвета, как показано на рис. 11.40. Вообще говоря, местоположение в сцене, ориентация и размеры значка этого источника освещения не имеют никакого значения. Значок осветителя Skylight (Свет неба) — всего лишь вспомогательный объект, показывающий, что данный осветитель включен в состав сцены. Как уже говорилось в начале главы, при размещении осветителя Skylight (Свет неба) в составе сцены она как бы накрывается сверху (со стороны положительной полуоси Z глобальных координат) воображаемым куполом в виде бесконечно большой полусферы, все точки которой являются источниками световых лучей.

Простейшая настройка алгоритма L

Упражнение 13. Простейшая настройка алгоритма L

Теперь, когда вы умеете включать режим расчета глобальной освещенности от источника Skylight (Свет неба) по методу трассировщика света, попробуем выполнить настройку некоторых параметров алгоритма Light Tracer (Трассировщик света). Для этого рассмотрим освещение, создаваемое тем же источником-имитатором света неба во внутреннем пространстве кафе, куда свет проникает через дверь и оконный проем. Это упражнение, помимо прочего, поможет выявить некоторые принципиальные сложности, возникающие при использовании алгоритма трассировки света, а также даст возможность познакомиться с особыми требованиями со стороны методов расчета глобальной освещенности к геометрическим моделям сцены.

Выполняйте вместе со мной следующие действия:

1. Продолжите работу над сценой, которая использовалась в предыдущем упражнении. Укрупните масштаб изображения в окне перспективной проекции таким образом, чтобы через дверной проем видеть часть внутреннего помещения кафе со столами и креслами.

2. Не изменяя принятых по умолчанию настроек параметров трассировщика света, выполните пробную визуализацию сцены. Вы должны получить изображение, подобное показанному на рис. 11.46. Оно имеет ряд явно выраженных недостатков. Во-первых, хотя во внутреннее помещение кафе и проникает свет небосвода, его явно недостаточно. Во-вторых, даже на этом темном изображении отчетливо видны пятна. Причина их появления состоит в случайной ориентации лучей, испускаемых из центра каждого видимого участка сцены при обратной трассировке. В итоге, в какую-то точку одной и той же стены попадает больше света, в какую-то меньше. Наконец, на стыке двух элементов геометрической модели кафе, изображающих левую и заднюю стены, видна вертикальная щель, через которую просачивается свет. Эта щель возникает несмотря на то, что стены пригнаны нами друг к другу достаточно плотно. Все эти недостатки характерны для результатов расчета глобальной освещенности и с ними нужно уметь бороться.

Применение алгоритма Radiosity к

Упражнение 14. Применение алгоритма Radiosity к

Целью данного упражнения будет научиться включать и настраивать алгоритм Radiosity (Перенос излучения) расчета глобальной освещенности, а также освоить некоторые элементы настройки режима логарифмического управления экспозицией формируемого изображения.

1. Продолжите работу над сценой, которая использовалась в предыдущем упражнении. При желании можете выполнить повторную загрузку сцены из файла MAX-kafe+Gl.max, имеющегося в папке Scenes\Glava_11 компакт-диска, прилагающегося к книге. В этом случае включите два имеющихся в сцене осветителя-прожектора.

2. Активизируйте режим логарифмического управления экспозицией, как это было описано в упражнении 12 предыдущего раздела применительно к алгоритму трассировщика света. Обычно перед выполнением расчетов глобальной освещенности методом переноса излучения рекомендуется производить пробную визуализацию, чтобы убедиться в правильном расположении источников прямых световых лучей. Мы это уже проделывали в предыдущем упражнении, так что просто еще раз взгляните на рис. 11.51.

Создаем модели камер

Упражнение 15. Создаем модели камер

На мой взгляд, нацеленными камерами управлять легче и удобнее, поэтому предлагаю использовать именно их. Создадим в сцене нашего основного проекта «МАХ-кафе» четыре нацеленные камеры: одну — «на улице», для получения обзорного изображения фасада кафе, вторую — в дверях, она будет давать общий план левой части интерьера, третью — вблизи от окна, нацелив ее в правую часть помещения, и четвертую — над столом, чтобы получить вид сервировки с точки зрения посетителя, сидящего в кресле. Однако для начала освоим общий порядок создания и настройки параметров камер.

Выполните следующие действия:

Регулируем глубину резкости сним

Упражнение 16. Регулируем глубину резкости сним

Попробуем применить эффект конечной глубины резкости к изображению сцены нашего основного проекта, с которой мы работали в предыдущем упражнении. Для освоения эффекта выполните следующие действия:

1. Работайте с той же сценой МАХ-кафе11 .max, какая использовалась в предыдущем упражнении. Для простоты и наглядности скройте от просмотра все объекты внутреннего убранства кафе, кроме кресел, зеркала и настенных ламп.

2. Выделите нужную камеру. Пусть для определенности это будет камера Camera02. Для этого проще и надежнее всего активизировать окно проекции, демонстрирующее изображение сцены через объектив выбранной камеры, щелкнуть на имени окна правой кнопкой мыши и выбрать в меню команду Select Camera (Выделить камеру).

3. Перейдите на командную панель Modify (Изменить) и установите флажок Enable (Включить) в разделе Multipass Effect (Эффект многолучевости). В раскрывающемся списке этого раздела по умолчанию как раз выбран вариант эффекта Depth of Field (Глубина резкости). Прокрутите область свитков вверх, чтобы стал виден свиток Depth of Field Parameters (Параметры глубины резкости), показанный на рис. 11.66.

Управление экспозицией

При использовании алгоритмов расчета глобальной освещенности, особенно при наличии в составе сцены всего лишь одного осветителя, на изображении могут возникать слишком темные участки, куда попадает мало переотраженных лучей. Да и в целом изображение обычно оказывается недостаточно светлым, темно-серым. Чтобы исправить эту ситуацию, рекомендуется применять режим логарифмического управления экспозицией.

Те, кто занимался фотографией, знают, что под термином «экспозиция» понимается совокупность условий фотосъемки (длительность времени открытия затвора, называемая выдержкой, а также диаметр отверстия на входе объектива, характеризуемый понятием диафрагма), от которых зависит, будет снимок светлым или темным, контрастным или сереньким. В программе max 7.5 реализована возможность имитации средств управления экспозицией воображаемой съемочной камеры. С этой целью весь диапазон рассчитанных значений яркости визуализированного изображения, от самого темного до самого светлого, разбивается на интервалы, равномерные или неравномерные, которые затем отображаются на равномерные интервалы черно-белой или цветной шкалы оттенков, демонстрируемых на экране дисплея. Не вдаваясь в математические подробности, скажу только, что логарифмическое управление экспозицией не только делает изображение в целом существенно более светлым, но и обеспечивает «осветление» наиболее темных участков изображения, позволяя разглядеть детали картинки, которые иначе были бы скрыты в темноте.

В max 7.5 для имитации средств управления экспозицией воображаемой съемочной камеры служит свиток Exposure Control (Управление экспозицией) окна диалога Environment (Внешняя среда). Приобрести навыки работы с этим свитком вам предстоит чуть позже в ходе выполнения упражнений, а подробное знакомство с данным окном состоится в главе 15, «Осваиваем тонкости визуализации сцены и внешней среды».

Рассмотрим особенности алгоритмов Light Tracer (Трассировщик света) и Radiosity (Перенос излучения), а затем познакомимся с ними на практике в ходе выполнения упражнений.

Встроенное освещение

В главе 3 вы уже узнали о том, что пока не создан хотя бы один осветитель, max 7.5 освещает сцену в окнах проекций невидимыми встроенными источниками света, которых может быть один, как принято по умолчанию, или два. Порядок включения одного или двух встроенных источников света в окнах проекций описан в разделе «Выбор освещения, используемого по умолчанию» главы 3. Одиночный встроенный источник освещает сцену как бы из-за спины наблюдателя. При таком освещении некоторые поверхности сцены выглядят слишком контрастно и не очень естественно, как видно на рис. 11.2, слева. Однако считается, что при этом обеспечивается более высокая скорость перерисовки окна проекции.

В физике принято характеризовать световое

ЗАМЕЧАНИЕ

В физике принято характеризовать световое излучение понятиями светового потока, силы света и освещенности. Световой поток задает энергию света, излученную за единицу времени, и измеряется в люменах. Световой поток, испускаемый в пределах заданной области пространства, называется силой света. Сила света позволяет сравнивать источники с различным пространственным распределением света и измеряется в канделах. Наконец, отношение светового потока к площади освещаемой поверхности называется освещенностью и измеряется в люксах. Помимо физической точности свойств моделируемого светового излучения, фотометрические осветители обладают и рядом других особенностей по сравнению со стандартными осветителями. Например, излучатели таких источников могут представлять собой не только точку, но и линию или плоскую площадку, что обеспечивает дополнительные возможности при настройке освещения. Как правило, фотометрические осветители применяют в специальных случаях, например, когда требуется точно спрогнозировать освещенность углов конкретного помещения светильником того или иного типа, подвешенным под потолком или установленным в углу комнаты. Причем если просто поместить один или два таких осветителя в сцену шах 7.5, света от них, как правило, будет явно не хватать. Реальные достоинства использования фотометрических осветителей проявляются только в случае привлечения алгоритмов расчета так называемой глобальной освещенности, с которой вы познакомитесь чуть позже в разделе «Глобальная освещенность: первое знакомство».
В число стандартных входят следующие восемь осветителей:
Всенаправленный (Omni) и все направленный площадной для mental ray (mr AreaOmni); нацеленный и свободный направленные источники (Target Directional и Free Directional); нацеленный и свободный прожекторы (Target Spot и Free Spot), а также площадной прожектор для mental ray (mr AreaSpot); имитатор света неба (Skylight). Всенаправленный осветитель — это источник света, который испускает световые лучи из одной точки равномерно во всех направлениях, подобно лампочке без абажура или солнцу по отношению к окружающим его планетам. Всенаправленный источник может отбрасывать тени и служить проектором изображений на поверхность объектов сцены, подобно обычному проектору слайдов.
Направленный источник испускает пучок параллельных лучей света, подобно Всенаправленному источнику на бесконечно большом удалении от него. Такой пучок может иметь круглое или квадратное сечение регулируемых размеров. Направленный источник света часто используется для имитации солнечного освещения при моделировании уличных сцен.
Прожектор отличается от направленного источника тем, что его лучи не параллельны, а расходятся коническим или пирамидальным пучком из единой точки, в которой располагается источник, подобно свету настоящих прожекторов, театральных софитов, автомобильных фар или карманных фонариков. Угол расхождения пучка лучей легко регулируется.
Направление лучей свободных источников света определяется ориентацией оси пучка, для изменения которой к источнику нужно применять преобразование поворота.
Нацеленные источники света отличаются от свободных наличием мишени {target) — объекта-пустышки, на который нацелена ось пучка лучей источника света. При перемещении мишени источник света автоматически меняет свою ориентацию, постоянно оставаясь нацеленным на нее. Это позволяет выполнять анимацию объектов, не выпуская их из освещенной зоны.
У площадных (Area) стандартных источников свет испускается совокупностью точечных осветителей, расположенных в пределах некоторой площадки. Такие осветители позволяют моделировать протяженные в двух измерениях светильники, наподобие матового экрана или окна.
Осветитель-имитатор света неба отличается от остальных стандартных источников света тем, что его воображаемые лучи не исходят из какой-то одной точки или совокупности небольшого числа точек. При размещении осветителя Skylight (Свет неба) в составе сцены она как бы накрывается сверху воображаемым куполом в виде бесконечно большой полусферы, все точки которой являются источниками световых лучей. Чтобы получить нужный эффект от включения в состав сцены осветителя Skylight (Свет неба), требуется применять специальный алгоритм расчета, именуемый Light Tracer (Трассировщик света).
В max 7.5 реализованы следующие три типа фотометрических осветителей, каждый из которых может быть нацеленным или свободным:
точечный нацеленный (Target Point) и свободный (Free Point); линейный нацеленный (Target Linear) и свободный (Free Linear); площадной нацеленный (Target Area) и свободный (Free Area). Кроме того, имеются еще два типа фотометрических источнтков-имитатороа света солнца (IES Sun) и света неба (IES Sky).
В исходном состоянии точечный фотометрический осветитель испускает свет с одинаковой силой во всех направлениях. Внимательные читатели, вероятно, уже задумались над вопросом, зачем же такому осветителю мишень? Дело в том, что для точечного фотометрического источника света можно задавать различные варианты пространственного распределения силы излучения, превращая его в подобие прожектора. В этом случае наличие мишени становится уже вполне оправданным: она располагается на оси максимума силы излучения света и позволяет управлять направлением этой оси.
Линейный свободный и нацеленный фотометрические осветители позволяют моделировать линейно-протяженные светильники, наподобие ламп дневного света или галогенных ламп.
Площадной свободный и нацеленный фотометрические осветители позволяют моделировать светильники, протяженные в двух измерениях, подобно площадным стандартным источникам света.
Фотометрические имитаторы света неба и света солнца служат для воспроизведения физически точного по цвету, интенсивности и направленности света, испускаемого реальными солнцем и небом, как открытым, так и полностью или частично затянутым облаками. Эти источники могут использоваться как самостоятельно, так и в составе системы объектов Daylight (Дневной свет). Сокращение IES в названиях этих осветителей происходит от названия организации, разрабатывающей стандарты описания параметров светильников и создаваемого ими освещения — Illuminating Engineering Society.
Пока в состав сцены не введен хотя бы один осветитель, для ее освещения по умолчанию применяются встроенные источники света с фиксированными параметрами, не подлежащими настройке.
Освещение сцены зависит также от подсветки, не имеющей источника и проявляющейся в равномерном изменении начального уровня освещенности всех объектов. Настройка подсветки производится в окне диалога Environment (Внешняя среда).

Обратите внимание на то, что

ЗАМЕЧАНИЕ

Обратите внимание на то, что после добавления в состав сцены «МАХ-кафе» всех необходимых элементов геометрической модели файл сцены стал «весить» около 16 Мбайт, что, естественно, не могло не сказаться на времени загрузки сцены, прорисовки изображений в окнах проекций и, особенно, времени визуализации. 2. Щелкните на кнопке Lights (Источники света) командной панели Create (Создать), а затем — на кнопке Omni (Всенаправленный) в свитке Object Type (Тип объекта). Переместите курсор в окно проекции Front (Вид спереди), где он примет вид перекрестья, и щелкните в районе точки (-45; 0; 170), чтобы создать Всенаправленный осветитель над группой кресел. Значок Всенаправленного осветителя имеет вид маленького восьмигранника. Переместите осветитель в окне проекции Тор (Вид сверху), чтобы он расположился примерно над центром ближней к зрителю группы кресел, в районе точки, где координата Y составляет -135 см, как показано на рис. 11.7. Обратите внимание, как изменился характер освещения в окне проекции Perspective (Перспектива), где по умолчанию используется тонированный режим отображения. Щелкните правой кнопкой мыши, чтобы выключить режим создания всенаправленных источников света.

По умолчанию значок источника света,

ЗАМЕЧАНИЕ

По умолчанию значок источника света, если он не выделен, изображается в окнах проекций желтым цветом, однако его можно «перекрасить» в любой другой цвет, используя свиток Name and Color (Имя и цвет). 3.

Обратите внимание на то, что

ЗАМЕЧАНИЕ

Обратите внимание на то, что на визуализированном изображении не видно самого источника света. Во-первых, сам значок не визуализируется, поскольку он является всего лишь вспомогательным объектом. Во-вторых, никакой «светящейся субстанции», похожей на привычную электрическую лампочку, на месте значка тоже не появляется. Так что, если вы хотите, чтобы на визуализированном изображении был виден какой-то светящийся предмет, изображающий источник света, для этого нужно принять специальные меры. В частности, можно создать объект в форме светильника и применить к нему соответствующий материал. Иногда для усиления правдоподобия к источнику света или материалу применяют еще оптический эффект сияния, воспроизводить который вы научитесь в главе 15, «Осваиваем тонкости визуализации сцены и внешней среды». Внимательно рассмотрите визуализированное изображение и убедитесь в том, что Всенаправленный источник действительно испускает свет во все стороны: пятна света видны и в центре потолка, и посередине пола, и на стенах. У кресел освещены только те части, на которые падают лучи света этого источника.
Задумайтесь о том, почему имеются затемнения в углах комнаты. Дело здесь не в удаленности этих углов от осветителя: ведь я уже говорил, что свет стандартных осветителей max 7.5 по умолчанию не ослабевает с расстоянием. Причина в другом: яркость освещения поверхности зависит от угла, под которым падают на нее световые лучи. Максимум яркости достигается, когда лучи падают на поверхность перпендикулярно к ней, то есть направлены параллельно нормали этой поверхности. По мере отклонения лучей от нормали они освещают поверхность все слабее, а когда лучи оказываются перпендикулярны к нормали, они начинают скользить вдоль поверхности, совершенно не освещая ее. Именно поэтому те участки пола и потолка, которые находятся точно под или над всенаправленным источником, освещены сильнее, чем удаленные края этих объектов: просто на края свет падает под меньшими углами. То же самое относится и к стенам комнаты, а также ко всем остальным объектам сцены. Обратите также внимание на отсутствие теней от объектов — так принято по умолчанию для всех вновь создаваемых осветителей.
Не выходите из программы: в следующем упражнении мы будем продолжать начатую работу и попробуем изменить некоторые параметры Всенаправленного осветителя.

Значки выключенных источников света окрашены

ЗАМЕЧАНИЕ

Значки выключенных источников света окрашены не в желтый цвет или в те цвета, которые были присвоены значкам осветителей после их создания, а в черный. 2. При необходимости настройки цвета освещения разверните свиток Intensity/Color/Attenuation (Интенсивность/ цвет/затухание), показанный на рис. 11.9, и щелкните па образце цвета справа от счетчика Multiplier (Усилитель). По умолчанию применяется цвет с RGB-компонентами (255; 255; 255), то есть чисто-белый. Щелкните на образце, чтобы вызвать окно диалога Color Selector: Light Color (Выбор цвета: цвет освещения). Настройте цвет источника, наблюдая в процессе настройки за изменениями освещения в окнах проекций с тонированным режимом, и щелкните на кнопке ОК. Эта возможность позволяет имитировать ситуации, когда сцена должна освещаться цветными фонарями, например красными аварийными лампами. Закончив эксперименты с цветом, восстановите чисто белый-цвет осветителя.

Обратите внимание на то, что

ЗАМЕЧАНИЕ

Обратите внимание на то, что в списке окна диалога Exclude/Include (Включение/Исключение) демонстрируются имена всех объектов, даже тех, которые в данный момент скрыты от просмотра в окнах проекций. Дело в том, что видимость объектов в окнах проекций и их видимость на визуализированном изображении сцены — не одно и то же. В главе 15, «Осваиваем тонкости визуализации сцены и внешней среды», вы узнаете, как можно обеспечить визуализацию объектов, скрытых от просмотра в окнах проекций. Следовательно, мы должны иметь возможность управлять освещенностью таких временно невидимых объектов, в частности, иметь возможность исключать их из числа освещаемых. Кстати, обратите внимание также на то, что эффект исключения объектов из освещения совершенно не проявляется в окнах проекций — там все объекты выглядят освещенными, как и прежде. 4. Для восстановления условий освещения объектов снова щелкните на кнопке Exclude (Исключить) и очистите правый список в окне диалога Exclude/Include (Включение/Исключение), щелкнув на кнопке Clear (Очистить). Не выходите из программы: следующее упражнение будет продолжением данного.

Препятствием для воображаемых лучей света

ЗАМЕЧАНИЕ

Препятствием для воображаемых лучей света являются только грани объектов, обращенные к источнику света лицевой стороной. С изнанки свет по умолчанию проходит сквозь грани оболочки беспрепятственно. Так что если, к примеру, поместить Всенаправленный источник света внутрь стандартной сферы или куба, это не явится препятствием для освещения окружающих объектов сцены, так что в подобных случаях нет никакого смысла выключать режим отбрасывания теней этими объектами. Не закрывайте программу — нам еще предстоит продолжить работу со всенаправленными осветителями.

к фотометрическим. Смысловое значение понятий

ЗАМЕЧАНИЕ

В названиях параметров Hotspot/Beam (Яркое пятно/Луч) и Falloff/Field (Край пятна/ Поле) слова «Hotspot» и «Falloff» относятся к стандартным осветителям, а слова «Beam» и «Field» — к фотометрическим. Смысловое значение понятий «яркое пятно» и «край пятна» объяснено ранее в этой главе. Для фотометрических осветителей счетчик Hotspot/ Beam (Яркое пятно/Луч) задает угловой размер зоны, на границе которой сила излучения фотометрического прожектора спадает до 50 % от максимума. Счетчик Falloff/Field (Край пятна/Поле) задает угловую ширину зоны, за пределами которой сила света равна нулю. 2. Для увеличения размеров пятна света достаточно увеличить параметр Hotspot/ Beam (Яркое пятно/Луч), при этом параметр Falloff/Field (Край пятна/Поле) будет автоматически возрастать, оставаясь по умолчанию всегда на 2° больше углового размера яркого пятна. Уменьшение размеров яркого пятна не влияет на величину параметра Falloff/Field (Край пятна/Поле). Попробуйте увеличить значение параметра Falloff/Field (Край пятна/Поле), скажем, до 60°. Как видите (рис. 11.28), в результате этого ширина каймы по краю пятна, в пределах которой яркость света спадает до нуля, существенно выросла. Восстановите исходное значение параметра Falloff/Field (Край пятна/Поле).

и изменили исходные значения параметров

ЗАМЕЧАНИЕ

Свитки параметров max 7.5 обладают «памятью». Пусть, например, вы создали прожектор и изменили исходные значения параметров Hotspot/Beam (Яркое пятно/Луч), Falloff/Field (Край пятна/Поле), Multiplier (Усилитель) и т. п. Теперь, когда вы захотите создать еще один прожектор, он будет создаваться с установленными вами в предыдущем случае значениями параметров. Это следует иметь в виду при воспроизведении результатов, описываемых в упражнениях. 3. Установите переключатель, расположенный под счетчиком Falloff/Field (Край пятна/Поле) и по умолчанию устанавливаемый в положение Circle (Круг), в положение Rectangle (Прямоугольник). Как видите, сечение пучка лучей стало прямоугольным. Это дает возможность, скажем, имитировать свет, падающий в темную комнату через открытую дверь, или луч кинопроектора, отбрасывающий свет на экран, как показано на рис. 11.29. Соотношение сторон прямоугольного сечения пучка лучей регулируется счетчиком Aspect (Отношение сторон). Не сохраняйте файл и не выходите из программы, в следующем упражнении мы продолжим работу над сценой.

Опять мы вынуждены забегать вперед

ЗАМЕЧАНИЕ

Опять мы вынуждены забегать вперед и говорить о картах текстур, с которыми нам предстоит познакомиться только в главе 14, «Учимся применять карты текстур и многокомпонентные материалы». Что поделать, в реальной жизни редко удается действовать по строгому плану. 3. Назначенная карта уже действует, используя установленные по умолчанию значения параметров случайных пятен. Убедитесь в этом, выключив все осветители, кроме настраиваемого Всенаправленного источника, и выполнив пробную визуализацию сцены. Вы должны получить картину, подобную показанной на рис. 11.32. Не будем пока настраивать параметры карты случайных пятен, этим мы займемся в главе 13. Сохраните файл сцены под заданным ранее именем MAX-kafe10.max, но не выходите из программы.

и нацеленные направленные осветители по

ЗАМЕЧАНИЕ

Вы можете сравнить получившуюся у вас настройку освещения с готовым вариантом, имеющимся в файле MAX-kafe10 в папке Scenes\Glava_11 компакт-диска, прилагающегося к книге. Свободные и нацеленные направленные осветители по своим параметрам и методам создания практически не отличаются от прожекторов, за исключением того, что лучи света у направленных осветителей параллельны, то есть пучок лучей имеет не коническую, а цилиндрическую форму. Направленные осветители чаще всего применяются для имитации солнечных лучей, которые можно считать практически параллельными между собой. Поэкспериментируйте с этими осветителями самостоятельно, имея в виду только одну особенность: значения параметров Hotspot/Beam (Яркое пятно/Луч) и Falloff/Field (Край пятна/Поле) задаются в данном случае не в градусах, а в текущих единицах длины.

увеличение числа отражений существенно увеличивает

ЗАМЕЧАНИЕ

Очевидно, увеличение числа отражений существенно увеличивает время визуализации сцены. Что делать, — за всякое усовершенствование нужно платить! 4. Для борьбы с пятнистостью изображения в алгоритме трассировщика света предусмотрено два пути: увеличение числа воображаемых лучей, испускаемых из центра каждого участка проекции сцены, и фильтрация результирующего изображения. Первый способ реализуется за счет увеличения в свитке Parameters (Параметры) значения Rays/Sample (Лучей на отсчет), второй — за счет увеличения параметра Filter Size (Размер фильтра), задающего размер окна сглаживающего фильтра в пикселях. Ясно, что и то и другое ведет к росту времени визуализации сцены. Так что, выполняя первую черновую визуализацию, не увеличивайте размер окна фильтра, а число лучей на отсчет старайтесь задать поменьше. По умолчанию оно равно 250. На рис. 11.48 показан результат сглаживания пятнистости изображения при увеличении размера фильтра с принятого по умолчанию значения 0,5 до 10. Как можно видеть, мелкие пятна сгладились, однако крупные еще имеют место. Попробуйте побороться с ними самостоятельно. Следует, однако, учитывать, что всякая фильтрация в конечном счете ухудшает резкость изображения, так что не следует беспредельно увеличивать размер окна фильтра.

Как можно видеть, алгоритм расчета

ЗАМЕЧАНИЕ

Как можно видеть, алгоритм расчета глобальной освещенности Light Tracer (Трассировщик света) предъявляет некоторые дополнительные требования к конструкции геометрической модели сцены. Эти требования нужно учитывать при подготовке геометрической модели к визуализации. Кстати, с точки зрения особых требований к геометрии алгоритм Radiosity (Перенос излучения), с которым вам еще предстоит познакомиться, оказывается даже еще более капризным. 6. Последние настройки из тех, что имеются в свитке Parameters (Параметры) вкладки Advanced Lighting (Улучшенное освещение) окна диалога Render Scene (Визуализация сцены), с которыми нам предстоит познакомиться, позволяют влиять на освещенность сцены в целом. Это можно делать, изменяя значение в счетчике Global Multiplier (Общий усилитель), который задает общий уровень освещенности изображения сцены. Если в составе сцены есть осветитель-имитатор света неба, как в нашем случае, то можно регулировать значение коэффициента усиления света небосвода, используя счетчик Sky Lights (Осветители неба). На рис. 11.50 показано изображение той же сцены, что на рис. 11.49, сформированное при увеличении параметра Sky Lights (Осветители неба) с принятого по умолчанию значения 1 до 2. Картинка стала светлее в целом, причем это особенно заметно на переднем плане, куда попадает больше света от небосвода через проемы окна и двери.

создаваемое переотраженными лучами света, как

ЗАМЕЧАНИЕ

Освещение, создаваемое переотраженными лучами света, как вы понимаете, является довольно слабым. Поэтому включение режима логарифмического управления экспозицией является обязательным условием получения не просто качественных, а вообще каких-либо результатов при расчете глобальной освещенности методом переноса излучения. Если вы забудете включить этот режим, то рискуете получить что-то, напоминающее результаты традиционной визуализации, наподобие картинки, показанной ранее на рис. 11.51. 3. Выполните команду меню Rendering > Advanced Lighting > Radiosity... (Визуализация > Улучшенное освещение > Перенос излучения), чтобы вызвать появление уже знакомого вам окна диалога Render Scene (Визуализация сцены) с открытой вкладкой Advanced Lighting (Улучшенное освещение). На этот раз в списке свитка Select Advanced Lighting (Выберите алгоритм улучшенного освещения) будет автоматически выбрана строка Radiosity (Перенос излучения). Флажок активизации действия трассировщика Active (Активен) справа от списка опять-таки устанавливается автоматически. В нижней части окна вы увидите свитки Radiosity Processing Parameters (Параметры обработки переноса излучения), Radiosity Meshing Parameters (Параметры разбиения сеток для переноса излучения), Light Painting (Раскраска светом), Rendering Parameters (Параметры визуализации) и Statistics (Статистика), показанные на рис. 11.53.

Обратите внимание на то, что

ЗАМЕЧАНИЕ

Обратите внимание на то, что в окне перспективной проекции с тонированным режимом отображения тоже виден результат расчета глобальной освещенности, хотя и несколько упрощенно. 6. Изменение параметров яркости и контраста изображения в свитке Logarithmic Exposure Control Parameters (Параметры логарифмического управления экспозицией) не вызывает необходимости повторного расчета глобальной освещенности, так что с этими величинами можно экспериментировать, быстро получая тестовые результаты. Чтобы несколько повысить яркость изображения, увеличьте значение параметра Brightness (Яркость) с 65 до 70. Диапазон допустимых значений этого параметра — от 0 до 200, причем результат очень чувствителен даже к небольшим изменениям яркости. Для снижения контрастности картинки уменьшите значение параметра Contrast (Контраст), которое может изменяться от 0 до 100, с 50 до 40. Повторите визуализацию, результатом которой должно быть изображение, подобное показанному на рис. 11.56. Полученная картинка пока что далека от идеала. Она даже проигрывает с точки зрения передачи полутонов изображению, сформированному методом трассировщика света, хоть он считается упрощенным. Экспериментирование с настройками логарифмического режима управления экспозицией можно и нужно продолжить. Надеюсь, вы уже уловили общий подход.

Полученные нами результаты расчетов освещенности

ЗАМЕЧАНИЕ

Полученные нами результаты расчетов освещенности не совсем корректны, поскольку на них должны влиять свойства материалов, назначенных объектам. Пока же в сцене совсем нет никаких материалов. У алгоритма переноса излучения есть еще масса не рассмотренных нами параметров. Однако нам следует двигаться дальше, так что при желании или необходимости попробуйте познакомиться с ними самостоятельно, используя для этого электронную справочную систему шах 7.5. Справочное описание отдельных параметров этого алгоритма можно также найти в моей книге «3ds max. Материалы, освещение, визуализация», выпущенной издательством «Питер» в 2005 году.
Закончив упражнения с расчетом глобальной освещенности, можете сохранить результаты в учебных целях. Однако в дальнейшей работе над нашим проектом «МАХ-кафе» мы ограничимся традиционным набором стандартных осветителей, которые расставили и настроили в упражнениях 6 и 11. Это позволит нам избежать дополнительных сложностей с настройкой освещения в процессе предстоящего изучения таких важных разделов, как создание материалов и анимация сцены.

Для наглядности размер значков камер

ЗАМЕЧАНИЕ

Для наглядности размер значков камер на рис. 11.57 увеличен в три раза по сравнению с принятым по умолчанию за счет изменения значения в счетчике Non-scaling object size (Размер немасштабируемых объектов) на вкладке Viewports (Окна проекций) окна диалога Preference Settings (Настройка параметров), вызываемого по команде меню Customize > Preferences (Настройка > Параметры). Если в качестве единиц измерения в программе max 7.5 используются дюймы, то изменить значение в счетчике нужно с 1 на 3, а если, скажем, метры — то с 0,025 на 0,075 м. Вам наверняка приходилось прикладываться глазом к видоискателю фотоаппарата или видеокамеры, так что вы знаете, что в этот глазок виден далеко не весь окружающий мир. Попадет ли в кадр камеры только лицо персонажа съемки, или вся фигура целиком, или вместе с фигурой еще и изрядная часть окружающего пейзажа, — это зависит от величины поля зрения (Field Of View — FOV) камеры. Для камеры max 7.5 границы поля зрения изображаются в виде пирамиды, исходящей из «объектива» и называемой пирамидой видимости. Только те предметы сцены, которые попадают в границы пирамиды видимости, будут видны через воображаемый объектив камеры. Измеряется поле зрения величиной угла при вершине пирамиды видимости. По умолчанию вновь создаваемая камера имеет поле зрения в 45°.

Величина поля зрения нацеленной камеры

ЗАМЕЧАНИЕ

Величина поля зрения нацеленной камеры не зависит от расстояния между значком камеры и мишенью. При перемещении мишени или камеры угол при вершине пирамиды видимости остается постоянным. Так как размер кадра камеры остается постоянным (у реальных камер он определяется форматом пленки, а у камер max 7.5 — размером окна проекции), то при увеличении поля зрения предметы в кадре (в окне проекции) становятся меньше и как бы удаляются от зрителя, а при уменьшении поля зрения — укрупняются и кажутся ближе.
С полем зрения камеры однозначно связана другая характеристика — фокусное расстояние объектива {Lens Length). Чем больше фокусное расстояние, тем уже поле зрения, и наоборот. Вы можете произвольно задавать любую из этих двух величин, при этом вторая определяется программой автоматически.

и физики: тангенс половины угла

ЗАМЕЧАНИЕ

Для любителей математики и физики: тангенс половины угла поля зрения равен отношению диаметра выходного отверстия объектива к удвоенному фокусному расстоянию. В max 7.5 расчеты поля зрения и фокусного расстояния производятся в предположении, что диаметр выходного отверстия объектива камеры составляет 36 мм. Рассмотрим порядок создания и настройки параметров моделей съемочных камер, выполнив практическое упражнение.

в качестве драйвера дисплея используется

ЗАМЕЧАНИЕ

Если в качестве драйвера дисплея используется Direct3D, то вы можете не увидеть результат смаза изображения в окне проекции. Надеюсь, после этих объяснений вам не составит труда применить эффект конечной глубины резкости в случаях, когда по замыслу вашего проекта имеет смысл сосредоточить внимание зрителя на определенном элементе сцены.

Затухание света

Освоим еще один параметр осветителей — затухание света. Обычно при освещении комнаты огнем печи или камина в ее углах продолжает скрываться тьма — огонь не настолько ярок, чтобы осветить удаленные углы. Пока что этот эффект не проявляется, так как по умолчанию свет любого источника max 7.5 совершенно не ослабевает с расстоянием. Из школьного курса физики вы, вероятно, помните, что у реальных осветителей интенсивность света ослабевает с удалением от источника пропорционально квадрату расстояния. Однако осветители max 7.5 — это совсем не то же самое, что реальные источники света. Для виртуальных осветителей можно применять два варианта затухания: пропорционально первой или второй степени расстояния от источника. Как правило, использование обоих этих вариантов дает не вполне удовлетворительные результаты: создается впечатление, что свет затухает слишком быстро. В качестве решения max 7.5 предлагает еще один способ, который уж совсем не имеет ничего общего с реальной физикой, но, как ни странно, позволяет получить наиболее визуально правдоподобные результаты. Можно волевым решением назначать границы областей, в пределах которых интенсивность световых лучей будет нарастать, оставаться постоянной и убывать. Элементы управления этими границами сосредоточены в свитке Intensity/ Color/Attenuation (Интенсивность/цвет/затухание), показанном ранее на рис. 11.9. В свитке Intensity/Color/Attenuation (Интенсивность/цвет/затухание) имеются две группы однотипных элементов управления: Near Attenuation (Затухание вблизи) и Far Attenuation (Затухание вдали). Они позволяют установить и использовать начальную и конечную границы ближней зоны, где интенсивность света будет нарастать от нуля до постоянной величины, и дальней зоны, где она будет спадать до нуля. Для этого используются однотипные счетчики Start (Начало) и End (Конец). Таким образом, за счет использования четырех счетчиков интенсивность света можно заставить меняться таким образом:

от точки расположения источника до границы, заданной в счетчике Start (Начало) группы Near Attenuation (Затухание вблизи), интенсивность света нулевая; между границами Start (Начало) и End (Конец) ближней зоны интенсивность нарастает от нуля до значения, указанного в счетчике Multiplier (Усилитель); между границами End (Конец) ближней зоны и Start (Начало) группы Far Attenuation (Затухание вдали) интенсивность света не меняется с расстоянием; между границами Start (Начало) и End (Конец) дальней зоны интенсивность равномерно спадает от значения, указанного в счетчике Multiplier (Усилитель), до нуля.

Установка флажков Use (Применить) позволяет включить эффект затухания и сделать видимыми границы зон в окнах проекций, а флажков Show (Показать) — только обозначить границы зон затухания в окнах проекций. Для всенаправленных источников такие границы имеют вид сфер различного цвета, а для направленных и прожекторов изображаются в виде колец на конусе (цилиндре) светового пучка.

Попробуем применить эффект затухания света к осветителю, изображающему огонь камина, с которым мы работали в предыдущем упражнении. Выделите источник света Omni05 и перейдите на командную панель Modify (Изменить). Оставьте в счетчиках группы Near Attenuation (Затухание вблизи) принятые по умолчанию значения и не устанавливайте флажки Use (Применить) и Show (Показать). В счетчике Start (Начало) группы Far Attenuation (Затухание вдали) укажите величину 450 см — на таком удалении от источника начнется снижение интенсивности света. В счетчике End (Конец) этой группы установите значение 700 см. За пределами этой области света от данного источника не будет совсем. Установите флажок Use (Применить) этой группы параметров. На рис. 11.33 показано, как выглядят изображения границ затухания в дальней зоне, а рис. 11.34 демонстрирует результат действия затухания света.