Osvětlení 3D scény zní docela jednoduše, že? Osvětlení v „reálném světě“ má většinou tendenci se jen odehrávat. Slunce vychází, stiskneme vypínač, nebo otevřeme žaluzie a voilà: světlo. Mohli bychom se zamyslet nad tím, kam umístíme lampu, jak nakloníme žaluzie nebo kam namíříme baterku, ale devadesát procent času je naše zkušenost se světlem docela pasivní. Věci se liší v odvětví počítačové grafiky.
Osvětlení je všechno
Jak vám řekne každý skvělý fotograf, osvětlení je všechno. OK, všechno může být trochu hyperbolický, ale mít dobře implementované řešení osvětlení může velmi dobře vytvořit nebo rozbít vykreslení. Bez skvělého osvětlení může dokonce i fantastický 3D model v konečném obrazu vypadat plochý a nepřesvědčivý. Nebudeme trávit příliš mnoho času tím, že vás budeme chválit důvody, proč je osvětlení tak důležitým (a nedoceněným) aspektem CG potrubí. Ale udělejte stránku skokem a začneme naši diskusi o 3D osvětlovacích technikách s přehledem šesti typů světel nalezených v běžných 3D softwarových balíčcích.
Nalezení správného řešení osvětlení
I když je docela snadné kliknout na tlačítko „vytvořit světlo“ ve vašem 3D softwarovém balíčku a umístit světelný zdroj na scénu, realita řemesla je mnohem složitější. Existuje řada dobře zavedených paradigmat 3D osvětlení a typ scény obvykle určuje, který z nich je nejvhodnější. Například techniky, které fungují dobře v prostředí interiéru, mají obvykle pro vnější snímek velmi malý smysl. Podobně „studiové“ osvětlení pro vykreslení produktu nebo postavy vyžaduje velmi odlišný postup od osvětlení pro animaci a film. Nakonec je každá situace jiná, ale určité typy světla fungují dobře pro určité scény.
Standardní možnosti osvětlení
- Bodové / Omni světlo – Bodové světlo vrhá osvětlení v každém směru z jednoho, nekonečně malého bodu ve 3D prostoru. Bodová světla jsou užitečná pro simulaci jakéhokoli všesměrového zdroje světla: žárovky, svíčky, světla vánočních stromků atd.
- Směrové světlo – Na rozdíl od bodových světel, která zaujímají konkrétní místo ve 3D scéně, směrové světlo má představovat extrémně vzdálený světelný zdroj (například slunce nebo měsíc). Paprsky vyzařované ze směrových světel probíhají paralelně v jednom směru ze všech bodů na obloze a obvykle se používají k simulaci přímého slunečního světla. Protože směrové světlo představuje vzdálený zdroj světla, jeho souřadnice x, y, z nic neznamená – pouze jeho rotační atribut má jakýkoli vliv na to, jak bude scéna osvětlena.
- Reflektor – Bodová světla ve 3D aplikacích jsou docela vysvětlující vzhledem k tomu, že jsou spíše podobná jejich protějškům z reálného světa. Bodové světlo vyzařuje světelné pole ve tvaru kužele z jediného bodu ve vesmíru. Bodová světla se často používají pro tříbodové studiové osvětlení a také pro simulaci jakéhokoli svítidla, kde dochází k výraznému vizuálnímu poklesu světla od tmy – pouliční osvětlení, stolní lampy, osvětlení stropního kužele atd.
- Plošné světlo – Plošné světlo je fyzicky založené světlo, které vrhá směrové paprsky zevnitř stanovené hranice. Plošná světla mají specifický tvar (obdélníkový nebo kruhový) a velikost, takže jsou velmi užitečná pro simulaci zářivkových svítidel, panelů s podsvícením a dalších podobných světelných prvků. Plošná světla lze použít jako zářiče fotonů při použití globálního osvětlení v Mental Ray, což z nich dělá oblíbenou volbu v oblasti osvětlení produktů a architektonické vizualizace. Ačkoli plošná světla mají celkovou směrovost, nevyzařují rovnoběžné paprsky jako směrové světlo.
- Hlasitost světla – Volumetrické světlo je možná nejtěžší, jak si obtočit hlavu. Ve výchozím nastavení je téměř totožný s bodovým světlem, vyzařujícím všesměrové paprsky z centrálního bodu. Na rozdíl od bodového světla má však volumetrické světlo specifický tvar a velikost, které oba ovlivňují jeho vzor spadu. Volumetrické světlo lze nastavit ve tvaru libovolného geometrického primitiva (krychle, koule, válce atd.) A jeho světlo osvětlí pouze povrchy v tomto objemu.
- Okolní světlo – Okolní světlo vrhá paprsky měkkého světla do všech směrů a lze jej použít ke zvýšení celkové úrovně rozptýleného osvětlení ve scéně. Nemá žádnou konkrétní směrovost, a proto nevrhá žádný pozemní stín, není však skutečně všesměrový jako bodové světlo. Okolní světlo je relativně podobné světlu za soumraku, těsně po západu slunce.
Scény často obsahují více světel
Typy světel, které jsme zde diskutovali, lze použít pro cokoli, od jednoduchého tříbodového studiového osvětlení po složité animované scény, které vyžadují více než 40 světel. Jsou téměř vždy používány ve vzájemném spojení – je velmi vzácné, že scéna bude pouze zahrnout bodová světla nebo pouze zahrnovat oblastní světla atd. Přesto jsme teprve teprve začali škrábat povrch hlubokého a rozmanitého tématu 3D osvětlení.