Применение алгоритма Radiosity
Чтобы активизировать алгоритм переноса излучения и настроить его параметры, выполните следующие действия:
Создайте трехмерную сцену, обращая особое внимание на строение сеток геометрических моделей объектов. Следует избегать наличия в составе сеток удлиненных узких треугольных граней. Пересекающиеся поверхности следует моделировать в виде единой сетки, а не, скажем, в виде двух перекрывающихся отдельных объектов. Разместите в сцене стандартные или фотометрические осветители. Если планируется использовать фотометрические источники света, позаботьтесь о том, чтобы объекты сцены имели реальные размеры. Скажем, модель комнаты должна иметь размеры порядка 3-4 м по длине и ширине. Это позволит заранее определить мощность (силу света) источника, пригодного для освещения такого объекта. Скажем, для нормальной освещенности комнаты площадью порядка 15 м2 нужно иметь светильник с 5-6 лампочками но 60 Вт каждая.
Включите режим логарифмического управления экспозицией, как это было описано в предыдущем разделе применительно к алгоритму трассировщика света. Произведите пробную визуализацию до включения режима расчета глобальной освещенности методом переноса излучения, чтобы убедиться в правильном расположении источников прямых световых лучей. На рис. 11.69 для примера показано, как может выглядеть без учета глобальной освещенности сцена, изображающая кольцевую картинную галерею и освещаемая наружным светом от направленного источника через окна и тремя светильниками-прожекторами над картинами.
Рис. 11.69. Вид тестовой сцены в окнах лроекций (а) и после визуализации без учета глобальной освещенности (б)
Выполните команду меню Rendering > Advanced Lighting > Radiosity (Визуализация > Улучшенное освещение > Перенос излучения), чтобы вызвать появление окна диалога Render Scene: Default Scanline Renderer (Визуализация сцены: исходный сканирующий визуализатор), раскрытого на вкладке Advanced Lighting (Улучшенное освещение). В раскрывающемся списке свитка Select Advanced Lighting (Выберите алгоритм улучшенного освещения) этой вкладки, предназначенной для выбора одного из двух алгоритмов расчета глобальной освещенности и настройки его параметров, будет автоматически выбрана строка Radiosity (Перенос излучения). Проверьте, чтобы справа от списка был установлен флажок Active (Активен), включающий действие алгоритма переноса излучения. В нижней части окна появятся свитки Radiosity Processing Parameters (Параметры обработки переноса излучения), Radiosity Meshing Parameters (Параметры разбиения сеток для переноса излучения), показанные на рис. 11.70, а также свитки Light Painting (Раскраска светом), Rendering Parameters (Параметры визуализации) и Statistics (Статистика).
Рис. 11.70. Вид вкладки Advanced Lighting ( Улучшенное освещение) окна диалога Render Scene:... (Визуализация сцены:...) после выбора алгоритма расчета глобальной освещенности Radiosity (Перенос излучения)
Раскройте свиток Radiosity Meshing Parameters (Параметры разбиения сеток для переноса излучения) и установите флажок Enabled (Разрешено), чтобы разрешить алгоритму переноса излучения произвести дополнительное разбиение всех граней сеток объектов на треугольные элементы, размер которых задается в счетчике Meshing size (Размер элемента) и зависит от общего размера сцены. В рассматриваемом нами примере ширина галереи около 7,5 м, высота - около 6 м, так что подходящим будет значение Meshing size (Размер элемента) = 0,3 м. Щелкните на кнопке Start (Начать), чтобы запустить расчет глобальной освещенности методом переноса излучения при исходных значениях всех остальных параметров. Ход расчета, продолжающегося, пока не будет достигнуто качество результата, заданное в счетчике Initial Quality (Начальное качество) свитка Radiosity Processing Parameters (Параметры обработки переноса излучения), отображается прогресс-индикатором. Спустя какое-то время расчет завершится, и его результаты будут видны в окнах проекций (рис. 11.71).
Рис. 11.71. В окнах проекций видны результаты разбиения сеток на треугольные элементы, произведенного алгоритмом расчета глобальной освещенности Radiosity (Перенос излучения)
После завершения расчета освещенности объектов методом переноса излучения освещенность каждого треугольного элемента сетки запоминается как одно из свойств таких элементов. Теперь можно выполнить тестовую визуализацию сцены одним из нескольких способов, которые выбираются с помощью элементов управления свитка Rendering Parameters (Параметры визуализации), показанного на рис. 11.72.
Рис. 11.72. Свиток Rendering Parameters (Параметры визуализации) алгоритма Radiosity (Перенос излучения)
Предоставляются следующие варианты:
Re-use Direct Illumination from Radiosity Solution (Использовать прямое освещение из решения задачи переноса излучения) - быстрый вариант визуализации, при котором освещение прямыми лучами света не визуализируется, а берется из результатов решения задачи переноса излучения, сохраненных в элементах сеток геометрических моделей. Тени от прямых лучей света также строятся по этим результатам и оказываются искаженными. В примере, показанном на рис. 11.73, стали видны детали в тех областях изображения, которые при обычной визуализации (см. рис. 11.69) были полностью погружены во мрак, - в левой части снимка и в районе стены над окнами галереи. При этом на полу видны пятна прямого света, падающего через окна, но не видны пятна прямого света от прожекторов, размещенных над картинами;
Рис. 11.73. В результате визуализации в режиме Re- use Direct Illumination from Radiosity Solution (Использовать прямое освещение из решения задачи переноса излучения) стали видны детали в ранее затемненных областях изображения, но видны не все пятна прямого света
Render Direct Illumination (Визуализировать прямое освещение) - принятый по умолчанию более продолжительный вариант визуализации, при котором освещение сцены прямыми лучами визуализируется обычным порядком, а освещение отраженными лучами берется из результатов решения задачи переноса излучения. При этом тени также рассчитываются стандартным способом, за счет чего обеспечивается их более высокое качество (рис. 11.74)
Рис. 11.74. В результате визуализации в режиме Render Direct Illumination (Визуализировать прямое освещение) стали видны все пятна прямого света
Regather Indirect Illumination (Собирать отраженный свет) - самый качественный вариант визуализации, который становится доступным при установке переключателя Render Direct Illumination (Визуализировать прямое освещение). При выборе данного варианта освещенность сцены прямыми лучами света рассчитывается заново обычным порядком, а вклад в освещенность каждого пиксела изображения лучей света, отраженных от элементов геометрической модели сцены, пересчитывается заново с учетом освещенности элементов, рассчитанной в ходе решения задачи переноса излучения. Данный вариант позволяет избежать появления на изображении так называемых артефактов, то есть искусственно привнесенных деталей в виде, например, темных пятен на поверхности, освещаемой рассеянным светом (рис. 11.75). Продолжительность визуализации в этом варианте может очень сильно увеличиться.
Рис. 11.75. В результате визуализации в режиме Regather Indirect Illumination (Собирать отраженный свет) исчезли артефакты в виде темных пятен на верхней части стены галереи над окнами
При установке флажка Regather Indirect Illumination (Собирать отраженный свет) дополнительно можно настроить следующие параметры:
Rays per Sample (Лучей на отсчет) - число воображаемых лучей, используемых при расчете освещенности каждого пиксела изображения. Эти лучи испускаются случайным образом во всех направлениях, чтобы определить суммарную освещенность данного элемента за счет отражений от других элементов сцены;
Filter Radius (pixels) (Радиус фильтра (пикселов)) - задает размер области, в пределах которой производится усреднение изображения для сглаживания случайных неоднородностей;
Clamp Values (cd/m^2) (Ограничение яркости (кд/м^2)) - установка этого флажка позволяет задать в счетчике справа верхний предел яркости участков изображения (в канделах на квадратный метр), который может быть достигнут в ходе «собирания» отраженных лучей. Это позволяет избежать появления случайных ярких точек на изображении.
При установке флажка Adaptive Sampling (Адаптивное разбиение) становятся доступными элементы настройки свойств дополнительного адаптивного разбиения сеток в проблемных областях: на краях объектов, в местах резких перепадов цвета или светового контраста. Эти элементы управления по назначению и использованию не отличаются от аналогичных элементов, рассмотренных ранее применительно к алгоритму трассировщика света.
Качественный результат визуализации сцены, освещение которой рассчитывалось с использованием алгоритма Radiosity (Перенос излучения), далеко не всегда достигается с первого раза при использовании исходных значений параметров этого алгоритма. Как правило, требуется выполнить несколько тестовых вариантов с различными настройками, пока не будет получен нужный результат. Для улучшения качества изображения в этом случае можно использовать три способа:
настройка параметров собственно алгоритма Radiosity (Перенос излучения);
настройка свойств отдельных объектов применительно к расчетам глобальной освещенности (см. далее подраздел «Свойства объектов применительно к освещению»);
применение в составе сцены материала Advanced Lighting Override (Замена свойств улучшенного освещения). Если в составе сцены есть объекты, которые должны демонстрировать эффект самосвечения или обеспечивать сильное отражение падающего на них света, примените к ним этот материал, позволяющий усиливать или ослаблять способность объектов отражать и пропускать свет, а также вызывать окрашивание отраженных лучей. Свойства данного материала и порядок их настройки будут рассмотрены в главе 15 «Стандартные и усовершенствованные материалы».
Содержание раздела
