3ds Max и VRay. VRayLight — основа освещения VRay

Одной из главных причин, по которым множество людей выбирает для своей работы, является способность реалистично отображать материалы и свет. В этой статье пойдет речь о втором – об источниках света в . На нескольких примерах будут рассмотрены основные параметры VRayLights. Будут описаны такие вещи, как влияние размера источника света на освещение и тени, интенсивность источника света, реалистичное затухание света (опция «No decay»), небесный свет, освещение, основанное на изображении (IBL), влияние IBL на каустические эффекты и т.д.

Пример 1. Односторонний свет и двусторонний свет.

В этом примере вы можете увидеть разницу между односторонним и двусторонним источником света.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight — основа освещения VRay

Пример 2. Размер света, тени и интенсивности.

На этих изображениях показано то, как влияет размер света на тени. Чем больше будет источник света, тем размытее будет тени. Меньший свет = четкие тени.

VRayLight - основа освещения VRay

В верхнем изображении свет обладает постоянной интенсивностью излучения. Причиной этого является включенная опция «Normalize». Внизу находится три изображения без нормализации интенсивности источника света (то есть без Normalize, она выключена по умолчанию). Чем больше будет размер источника сета, тем больше он будет излучать света. Обратите внимание на то, что мультипликатор света (параметр «Multiplier») должен быть отрегулирован в соответствии с тремя предыдущим изображениями, чтобы получить похожую интенсивность излучения света; не смотря на это, для всех трех изображений использовалось одно и то же значение для Multiplier.

VRayLight - основа освещения VRay

Пример 3. Свет в реальном мире обладает затуханием, которое обратно пропорционально квадрату (в математическом смысле).

Следующие изображения показывают эффект от опции «No decay». В реальном мире источники света затухают обратно пропорционально квадрату от дистанции между светом и освещаемой поверхностью. Но вы можете отключить затухание света, так вы получите освещение, которое будет схоже со стандартными источниками света . Все настройки для источников света, которые представлены на изображениях, одинаковые; исключение составляет активированная опция «No Decay».

VRayLight - основа освещения VRay

Пример 4. Небесный свет, самоизлучающиеся панели и VRayLights.

Вот пример, состоящий из простой комнаты со светом, идущим от окружения сцены. Эта сцена была визуализирована в нескольких вариантах:

  • с небесным светом и Irradiance map в качестве основного движка GI.
  • со самоизлучающеюся панелью у окна и Irradiance map (в том же качестве, что и раньше).
  • с VRayLight у окна и Irradiance map.
  • с небесным светом и Brute Force GI.

Во всех случаях Light cache использовался как вторичный движок GI. Окружение, самоизлучающаяся панель и VRayLight имеют один и тот же цвет и значение мультипликатора интенсивности.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Как вы видите, все варианты обладают одним и тем же способом распределение света, но с разницей между качеством и временем на визуализацию.

В первых двух вариантах, мы полагались на движок глобального освещения «Irradiance Map», чтобы получить свет, проникающий в помещение сквозь окно. Результат был схожий, как и длительность визуализации. Так как Irradiance Map создает размытое освещение, то и тени будут немного размытыми. Всё же мы можем уменьшить размытие деталей, использовав более высокие настройки качества для Irradiance Map, что выразится в большей длительности визуализации.

В третьем варианте, из-за того что мы имеем в сцене VRayLight, то тени будут четкими и качественными. Также понадобится меньше времени на визуализацию. Всё это потому, что Irradiance Map просчитывался более быстро – длительность визуализации в предыдущих двух вариантах была обусловлена тем, что нужно было просчитать огромное количество лучей, проходящих через окно.

В четвертом варианте, мы использовали движок глобального освещения «Brute Force GI» вместо Irradiance Map.Так мы может получить четкие тени, потому как Brute Force GI не размывает освещение. Но время на визуализацию подскочит в разы.

Как видно из этого примера с VRayLight можно получить самый лучший результат за кротчайшее время. Запомните, если вам потребуется много источников света, то такой подход может оказаться очень медленным, потому как дополнительные источники света потребует большей нагрузки на процессор компьютера.

Пример 5. Image-Based Lighting (или IBL – освещение, основанное на изображении).

IBL – новая функция, которая стала доступна в визуализаторе «VRay».

Возможности куполообразного света в VRay были расширены для того, чтобы поддерживать произвольные текстуры, которые определяют количество света, идущего со всех сторон виртуальной куполообразной полусферы. VRay может автоматически определять самое важное место в сцене, – место скапливания большей части света, – чтобы просчитывать только его. Таким образом, можно получить большую скорость и качество, недоступное с другими движками глобального освещения.

Преимущества IBL:

  • легкая настройка такого освещения.
  • благодаря автоматической подстройке выборки можно получить качественное и быстрое освещение.
  • поддержка картирования фотонов, которая позволяет получить четкие каустические эффекты.

В следующем примере показано как работает IBL с HDR-изображением.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Изначальная позиция куполообразного света. Ось «Z» перпендикулярна полу сцены.

VRayLight - основа освещения VRay

Теперь источник света повернут на 90 градусов по оси «Z». Обратите внимание на то, как изменяется освещения, когда используется другая часть HDR-изображения.

VRayLight - основа освещения VRay

Теперь свет повернут на 90 градусов по оси «X». Соответственно меняется и положение HDR-изображения.

VRayLight - основа освещения VRay

Поворачиваем свет на -165 градусов по X. Посмотрите, как изменились тени из-за более мягкого света.

VRayLight - основа освещения VRay

Еще один поворот на 90 градусов по оси «X». Можно заметить, как появились более четкие тени.

Сейчас следует обратиться к параметрам HDR-изображения, которые влияют на визуализацию. Мы будем поворачивать HDR-изображение в редакторе материалов.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Поворачиваем HDR-изображение на -200 градусов. Теперь свет использует самую яркую часть HDR-изображения.

Нужно понизить значение параметра «Multiplier» и еще повернуть HDR-изображение.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Поворачиваем его на -300 градусов. Обратите внимание на то, как параметр «Multiplier» влияет на общее освещение сцены. Мы не изменяли положение куполообразного света.

Следуем дальше, добавим немного вертикально наклона к HDR-изображению.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Добавим 50 градусов к вертикальной ротации. Посмотрите, как сильно изменились свет и тени. Также изменилось положение бликов на поверхности объектов.

Сбросьте горизонтальный наклон до 0.0. Измените мультипликатор на 2.0, а потом на 5.0.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Пример 6. IBL и каустические эффекты в VRay.

Включите каустические эффекты под VRay::Caustics. Примените к объектам материал стекла.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Мы будем использовать настройки для IBL из пятого примера. Каустические эффекты практически не видимы.

Нам нужно поднять параметр «Multiplier» до 3.0 и параметр «Search dist» до 1.0. Все настройки находятся под VRay::Caustics.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Теперь требуемый эффект видим, но параметр «Search dist», кажется, слишком маленький.

Установите Multiplier на 5.0 (после тестовой визуализации поставьте на 10), Search dist на 5.0.

VRayLight - основа освещения VRay
VRayLight - основа освещения VRay

Другие примеры каустических эффектов в VRay.

VRayLight - основа освещения VRay

Пример 7. Скомбинированная выборка источников света, которые создают мягкую тень.

В этом примере представлена скомбинированная выборка источников света при использовании прямого и непрямого освещения в VRay. Для источника света установлена опция «Mesh» (формой света будет служить какой-нибудь полигональный объект), но этот метод подойдет ко всем остальным режимам VRayLight. Всё написанное выше также правильно по отношению к материалу «VRayLightMtl», в котором включена опция «Direct lighting».

VRayLight - основа освещения VRay

Первое изображение. Включено только прямое освещение (глобальное выключено). Области, которые находятся близко к свету, выглядят зашумлено, а области, которые находятся далеко от него, остаются гладкими.

Второе изображение. Включено только глобальное освещение (Brute Force GI). Теперь же области, находящие далеко от света, зашумлены, а находящиеся близко к нему – гладкие. Потребуется значительно увеличить количество выборок, чтобы понизить шумность освещения.

Третье изображение. Включено как прямое освещение, так и глобальное. При скомбинированной выборке все области выглядят гладко.