МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра САПР
Налаштування освітлення
Створення матеріалів та їх застосування до об’єктів
Методичні вказівки
до лабораторної роботи № 6 з курсу:
“Системи автоматизації конструкторського проектування”
для студентів спеціальності 7.080402
“Інформаційні технології проектування””
1. Мета роботи
Навчитись працювати з освітленням та засобами редагування матеріалів у 3DS MAX 4.
2. Короткі теоретичні відомості
Освітлення й атмосфера
Гарне освітлення і мінлива атмосфера -це саме те, що відрізняє чудову роботу від середньої. Можна створити сцену з чудово розробленими моделями, дивною анімацією й текстурами фотографічної точності, але розмите чи неадекватне висвітлення перетворить твір мистецтва в купу пікселів. Це відомо режисерам, продюсерам фільмів, театральним освітлювачам, тільки багато хто з 3D-аніматорів цього не знають. Варто тільки зневажити гарним висвітленням і почуттям атмосфери і ваша робота стане стерильною й безжиттєвою.
Освітлення природне сприймається як щось, що саме собою розуміється. Куди б ми не подивились, все вже належним образом освітлене. Сонце насичує світлом наш світ дуже просто, але ефективно. Чи то в реальному житті, чи в кіно, не слід турбуватися про світло - вже усе зроблено. Однак у тривимірному середовищі зовсім по-іншому. Тут рідко щось вже підготовлене. Подібно до моделювання, текстурування й анімації, висвітлення сцени вимагає великої й осмисленої роботи.
Освітлення за замовчуванням 3DS МАХ
Коли немає нічого іншого, 3DS МАХ для ефективного перегляду сцени забезпечує установку висвітлення за замовчуванням. Цю установку можна представляти у виді „домашнього світла”, достатнього для роботи, але не призначеного для результату остаточної візуалізації. Висвітлення за замовчуванням являє собою просто два всеспрямованих (omni) джерела світла, розташованих у діагональних кутах сцени.
При першому додаванні до сцени джерела світла 3DS МАХ вимикає висвітлення за замовчуванням, так що можна бачити, що відбувається. Сцена стане темнішою, оскільки два джерела світла заміняються одним. Після цього при необхідності можна вводити додаткові джерела світла. Висвітлення за замовчуванням залишається відключеним доти, поки на сцені є користувальницькі джерела світла, незалежно від того, включені вони чи виключені. Коли зі сцени віддаляються всі джерела світла, висвітлення за замовчуванням включається автоматично. Однак ілюмінацію сцени можна перекривати джерелами світла за замовчуванням через клавіатурне скорочення (Ctrl+L). Дане перекриття ґрунтується на видовому вікні і зберігається разом із сценою. На практиці це корисно тоді, коли висвітлення під визначеним кутом відсутнє, але необхідно моделювати темну сторону.
Базові стилі ілюмінації: трикутне й зонне висвітлення
Висвітлення завжди є питанням стилістики, однак два базових стилі ілюмінації застосовуються найбільше часто. До них відносяться трикутне й зонне висвітлення.
Трикутне висвітлення (називане також трьохточковим) використовує три джерела світла для забезпечення ілюмінації.
Основне джерело світла, називане ключовим (key), звичайно, є найяскравішим і висвітлює велику частину сцени. Ключове - це звичайно, джерело світла, що відкидає тінь на сцену.
Друге, контрове світло (backlight) застосовується для поділу об'єкта і тла й виявлення глибини. Таке джерело світла звичайно, знаходиться за і вище об'єктом і в порівнянні з ключем має меншу чи рівну інтенсивність.
Третє джерело світла, що заповнює (fill), звичайно, залишається за камерою і заповнює темні області, пропущені ключовим. Світло, що заповнює, застосовується для керування контрастом між найбільш яскравими і найбільш темними областями сцени. Яскравий заповнювач створює рівне висвітлення, тоді як приглушений заповнювач збільшує контраст і робить сцену більш „важкою”. Вибір інтенсивностей висвітлення допомагає створювати загальний настрій. Як веселі мультфільми яскраві і добре ілюміновані, так зачаровані замки замріяні і повні контрастів.
Іноді велика сцена не може ефективно використовувати базове трикутне висвітлення, тому потрібно трохи інший підхід. Зонне висвітлення має місце тоді, коли область розбивається на зони і кожну зону ілюмінується індивідуально. Вибір зон ґрунтується на важливості чи подібності. Після виділення зони до неї можна примірити базове або трикутне висвітлення. Однак у ряді випадків зонне висвітлення не створює необхідного настрою і тоді застосовується вільна схема. Джерела світла, що акцентують, (accent lights) використовуються для висвітлення ключових об'єктів або областей і часто застосовуються для привертання уваги.
Кожне візуальне мистецтво має кілька стилів висвітлення й усі вони можуть застосовуватися в тривимірному просторі. Фактично 3D-освітлення не обмежене потужністю і яскравістю наявних лампочок. Не обмежене воно і тим, куди можна помістити джерела світла, тим, що вони чи висвітлюють тим, куди відкидають тіні. Тривимірні джерела світла можуть виконувати анімацію яскравості й кольору і зовсім вільно переміщатися.
Типи джерел світла
3DS МАХ включає чотири різних об'єкти джерел світла: усеспрямоване (omni) і спрямоване (directional) джерела світла, цільове (targeted) і вільне (free) крапкові джерела світла. Фонове (ambient) світло, не представляться ніяким фізичним джерелом світла, але відіграє важливу роль у загальній світловій конструкції.
Усе висвітлення в 3DS МАХ враховує закони кольору аддитивної RGB ілюмінації. Вибір і присвоювання кольору світла погодиться з усіма формами світла. Кольори можна змішувати, використовуючи будь-яку комбінацію значень Red, Green, Blue (RGB) і каналів Hue, Luminance, Saturation (HLS).
Матеріали й текстури
Матеріали в 3D Studio MAX обмежені тільки вашою уявою. Можна взяти будь-як матеріал і одержати з нього бажану поверхню чи ефект. Знання того, що можливо і як, вимагає розуміння способу, по якому Material Editor надає можливість розгалуження й ухвалення рішення дуже загальним, шляхом, що не має обмежень.
Визначення матеріалу - це практично завжди дослідження з великим числом експериментів. Розповсюджена техніка полягає в копіюванні станів матеріалу в суміжні комірки зразків для того, щоб згодом можна було порівняти альтернативні підходи. Збереження матеріалів у приватних бібліотеках експериментів також дуже поширено.
Матеріали важливі самі по собі і можна витратити багато годин на поліпшення палітри текстур сцени. Крім того, майже завжди буде потрібно координувати свої зусилля з традиційними пакетами малювання (такими як Photoshop, Animator Studio, Fractal Design Painter, Ron Scott QFX і т.п.) і можливо з пакетами тривимірного малювання.
Інтерфейс Material Editor
Material Editor являє собою ту алхимічну лабораторію, у якій можна одержати практично будь-який вид поверхні, що тільки можна уявити. Як і інші складові 3DS МАХ, Material Editor є розширеним середовищем, у якій усі типи бітових карт, карт і матеріалів є компонентами, що насправді підключаються. Знайомі кнопки сувою для доступу до областей є вказівкою на те, що даний каркас містить компоненти, що підключаються, а раз так, то їхні можливості й інтерфейс змінюються при використанні різних матеріалів і карт.
Перегляд матеріалів і карт
Material/Map Browser застосовується в чотирьох ситуаціях:
коли отриманий матеріал для заміни поточного осередку зразка,
коли вперше отриманий доступ до каналу карти для виділення карти,
коли вперше отриманий доступ до каналу матеріалу для виділення підматеріала,
коли використовується кнопка Type для заміни поточного підматеріала чи карти.
Знаходячись у Browser, можна вибрати матеріал, що зберігається в бібліотеці матеріалів, є присутнім на сцені, є поточним у Material Editor чи визначити власний матеріал. Опції Brose From керують тим, звідки надається список варіантів.
Бібліотека за замовчуванням для перегляду зберігається у файлі 3dsmax.mat, що поширюється разом із продуктом і розміщений у підкаталозі \3dsmax\maps. Звичайно, для перегляду можна вибрати будь-як бібліотеку.
Фільтр опцій Show указує, чи будуть відображатися матеріали, карти або і те, і інше. За замовчуванням активна опція Both (і те, і інше) - можливо, оманна ситуація для вибору матеріалів, оскільки вибір карти представить галузь без батька. Для перегляду матеріалів краще вибрати Show Materials, a для перегляду карт - скористатися Show Maps чи Show Both.
Кнопки у верхній частині Browser надають можливість змінювати відображення з Track View-подібних рядків на маленькі чи великі зразки сфер. Приваблива в принципі, дана опція є повільною для складних матеріалів і використовує оперативну пам'ять для всіх оброблюваних бітових карт. Причина полягає в тім, що елементи генеруються на якусь мить і ніщо не кешуєтся для майбутніх сеансів. Таким чином, якщо сфери зразків корисні для маленьких бібліотек, то для великих вони непрактичні.
3. Контрольні запитання
Для чого призначена тривимірна графіка?
Алгоритм створення тривимірної сцени?
Області використання тривимірної графіки?
Основні елементи інтерфейсу редактора?
4. Лабораторне завдання
Ознайомитись з основними елементами інтерфейсу 3ds max 4, роботи з вікнами та застосування довідкової системи.
Отримати індивідуальне завдання.
Виконати завдання.
5. Зміст звіту
Мета роботи.
Основні теоретичні відомості.
Результат виконання індивідуального завдання.
Висновок.
6. Список літератури
Маров М. Эффективная работа: 3dsmax 4. – СПб.: Питер, 2002. – 864 с.