LIGHTS AND SHADOWS SCENE ILLUMINATION RADIOSITY HDRI

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI

3.1 LIGHTS AND SHADOWS - SVĚTLA A STÍNY Použití správných světel a osvětlení je ve scéně stejně důležité jako kvalitní nastavení materiálů. Vhodný model osvětlení dodá scéně patřičný efekt a hloubku. Každá nová scéna v CINEMĚ 4D má automaticky použito výchozí světlo. Pokud se má změnit výchozí automatické světlo pro každou novou scénu, tak stačí vytvořit prázdnou scénu a do ní se umístí požadované světlo a soubor se uloží do souboru „New.c4d“ do hlavního adresáře programu. Tento se pak použije jako default file. • Do souboru new.c4d je také možné uložit ostatní atributy prostředí (oblohu, podlahu, prostředí atd). • CINEMA 4D automaticky zapne výchozí světlo v okamžiku, kdy ve scéně žádné světlo není, či když ostatní světla zcela pohasnou. Toto světlo se dá vypnout v položce Render / Render settings / Options / Autolight. Vytvoření světla

Object > Scene > Light či vybráním ikony světelného zdroje z vrchní palety nástrojů.

V okně Attribute manageru můžeme nastavit veškeré potřebné parametry. Nejdůležitější nastavení se nachází v záložce Genral.

General Color

Barva světelného zdroje skrze jeho elementy (RGB, či třeba HSV). Systém barev se volí pomocí menu pod černou šipkou u náhledu barvy. Je také možno zadat do vstupních polí hodnoty mimo rozsah posuvníků, tedy hodnoty vyšší než 100% a nižší než 0%, čimž se může docílit i negativního působení světla.

Brightness - Jas

Definuje jas světelného zdroje. Hodnoty se do vstupního pole mohou nastavovat až do 1000%, kdežto pomocí posuvníku pouze do 100%.

42

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI Type - Typ

Definuje typ zdroje světla, jako kuželové, paralelní, zářivka a podobně. Popíšeme si některé základní typy. Na obrázcích vpravo jsou tyto: OMNI - všesměrové Světlo se chová jako žárovka v reálném světě - vyzařuje paprsky do všech směrů. Umístění všesměrového světla do středu scény osvětlí rovnoměrně celou scénu.

Spotlight -(Round/Square)- Kuželové (kulaté/hranaté) Paprsky vychází ze zdroje pouze jedním směrem a to tak, že směřují ve směru osy Z. Po vytvoření světla jej lze jednoduše natáčet a osvětlovat jednotlivé části scény. Hranaté světlo simuluje hranatý studiový reflektor s klapkami. Je také použitelné pro projekci obrázku do scény. Příkladem kulatého kuželového světla může být standardní reflektor. Distant - vzdálené Neumožňuje svou podstatou vytvoření viditelnosti. Napodobuje zdroj světla působící z nekonečna. Příkladem použití vzdáleného světla může být rovnoměrné osvětlení objektu podlaha. Díky tomu, že je toto světlo umístěné nekonečně daleko, tak nemá skutečný zdroj. Z toho důvodu se tedy nijak na osvětlení scény neprojeví, zda je objekt světla daleko či blízko. Jediným skutečným parametrem polohy, který je pro tento světelný zdroj důležitý, je jeho směr. Vzdálené světlo je velmi vhodné pro simulaci slunce, avšak díky své podstatě nemůže být tento typ viditelným typem světla.

Area - Plošné světlo Světelné paprsky vychází s plochy všemi směry. Dobrým příkladem takového osvětlení je plocha obrazovky monitoru nebo okno v interiéru. Výsledné osvětlení a odlesky jsou jiné než v případě všesměrového světla - ozáření povrchů je bohatší. Tento typ světla se dá použit pro simulaci efektu radiozity. Pokud ale bude mít ploché světlo velmi malý poloměr, pak bude ve výsledku velmi podobné světlo všesměrovému.

43

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI Shadow - stín

Parametr definující typ stínu použitý u světelného zdroje. Soft - Měkké V reálném světě, je většina předmětů kolem osvětlena několika světelnými zdroji zároveň. Výsledkem tohoto osvětlení je měkká hrana světla a stínu. Hlavní výhoda této metody je ve vysoké rychlosti výpočtu a v přirozeném vzhledu měkkého stínu. Nicméně jednou z nevýhod měkkých stínů jsou nároky na paměť RAM. Hard - Ostrý Raytracované scény obsahují ostré stíny. Tato metoda dramaticky zvyšuje časovou náročnost. Ostře ohraničené stíny jsou však v reálném světě málokdy k vidění, proto je toto zobrazení ne příliš realistické. Poměrně často se hodí do technických scén. Area - Plošné Ačkoliv je měkký stín přirozenější než tvrdý stín, přesto není perfektní - měkká hrana má po celém obvodu stínu stejnou šířku. Ve skutečnosti je šířka stínu se vzdáleností od objektu, který vrhá stín od světelného zdroje, tím širší, čím větší je vzdálenost stínu od objektu. Tuto skutečnost umožňuje dokonale napodobit právě plošný stín. V C4D je možno kombinovat jakékoliv typy světel s jakýmkoliv typem stínu. Příkladem může být použití plošného světla, které nemusí mít pouze plochý stín (oblast), ale stejně tak dobře i ostrý tvrdý stín. Stejně tak paralelní světlo může vrhat měkký stín. Volba stínu None - žádný se zvolí v případě, že světelný zdroj nemá vrhat žádný stín. Tato volba může být velmi nápomocna v případech, kdy je ve scéně velké množství světel a kdy umožňuje vrhat stíny jen světlům hlavním, ne však pomocným. CINEMA 4D vypočítává stín vycházející z místa působení světelného zdroje (to platí pro všechny typy světel, ať již jde o světlo všesměrové, kuželové či plošné). Z tohoto místa je vypočítáván pouze tvrdý stín. Měkčí plochý oblý stín je výsledkem virtuálního plošného světelného zdroje, který simuluje překryv několika světelných zdrojů. Tato možnost poskytuje zcela přirozený rozptyl světla. Nicméně vše má svou cenu. Cenou za tyto zcela reálné stíny je vysoký výpočtový čas. Výsledek, ať je sebedokonalejší, se často právě kvůli vysokému výpočtovému času nevyplatí a tak často postačí méně reálné, avšak rychlejší měkké stíny.

44

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI Visible light - Viditelnost světla

V reálném světě je světlo viditelné pouze v případě, že prochází nějakými malými částicemi, například prachem, kouřem, párou. např. reflektor automobilu, prosvěcující mlhu, přičemž bude dobře viditelný ostře ohraničený kužel světla. V Cinemě můžeme nastavit několik voleb. Visible -Viditelné Světelný zdroj produkuje viditelné světlo, které prochází skrze všechny objekty. Příklad využití je umístění světla ve středu planety, kolem které bude viditelné světlo vytvářet efekt atmosféry. Volumetric - Volumetrické Pokud se mají využít stíny od objektů ve viditelném světle, je nutné použít volumetrický typ. Inverzně volumetrické Inverse Volumetric - Inverzně volumetrické Použití inverzně volumetrického světla umožňuje vytvořit zajímavé efekty - světlo je totiž viditelné tam, kde v běžném volumetrickém světle vrhají objekty stín. Tento typ působí dojmem, jako by světlo vycházelo z objektu na nějž volumetrické světlo svítí. Použití najde například při nasvícení firemní značky atd..

Noise - Šum , umožňuje zobrazit nepravidelnost ve viditelném světle nebo na osvětleném povrchu.

Další volby v záložce GENERAL No light Radiation - Bez vyzařování V případě, že je potřeba ve scéně pouze viditelné světlo a nebo efekt odrazu čočky bez toho, aniž by toto světlo osvětlovalo scénu, pak se aktivuje tato volba. Mimo jiné se tím také urychlí výpočet. Show Illumination - Zobrazit dosah světla Tato volba zapne drátěné zobrazování přibližného dosahu světla v okně editoru. Tento dosah lze nastavit v editoru pomocí řídících bodů. Show Visible light - Zobrazit viditelnost světla Tato volba zapne drátěné zobrazování přibližného dosahu viditelného světla v okně editoru (nezaměňovat s dosahem světla). Tento dosah lze nastavit v editoru pomocí řídících úchopek. Show clipping - Zobrazit omezení Tato volba zapne drátěné zobrazování omezení světla (viz dále) v okně editoru. Toto omezení lze nastavit v editoru pomocí řídících úchopek.

45

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI Memory Requirement - Nároky na RAM Tento indikátor ukazuje přibližnou paměťovou náročnost výpočtu při současném nastavení daného světla ve scéně. - Tvrdé stíny a stíny plošné (oblastní) vyžadují pro výpočet raytracingu více paměti. - Čím více je objektů ve scéně které se odrážejí a které lomí světlo, tak tím více rostou nároky na paměť. - Viditelné světlo s měkkým stínem bude potřebovat pro mapu stínů minimálně 250KB x 250KB rozlišení v Y. - Omni light potřebuje obecně 6x delší čas využití RAM pro výpočet svých stínů. - Kombinaci s texturou průhlednosti (světelnou mapou) je vyžadováno 20x více RAM Rendering time - Doba renderingu Tento indikátor zobrazuje přibližně časovou náročnost výpočtu při současném nastavení světla. Měkké stíny jsou renderovány rychleji než tvrdé stíny a tvrdé stíny jsou renderovány o mnoho rychleji než plošné stíny. -

Viditelné světlo prodlužuje čas výpočtu Noise prodlužuje renderovací čas. Turbulence je naročnější na render než Noise Použití vyššího poloměru vzorku zvyšuje výpočtový čas měkkých stínů. Typ světla zářivka a typ plošného světla zvyšuje výpočtový čas, ale ne tak extensivně jako jej zvyšují volumetrická, viditelná světla.

DETAILS Pomocí stránky detailů se zpřístupňují individuální vlastnosti každého světelného zdroje.

USE INNER / INNER ANGLE - Vnitřní úhel

Když je volba vypnuta, úhel je nulový. Typ světla definuje, zda se bude upravovat Vnitřní úhel (jako u klasického kuželového světla), či vnitřní poloměr (u rovnoběžného světla). Uvnitř oblasti vnitřního úhlu je intenzita světelného zdroje maximální. Od hranice této oblasti zadané úhlem či poloměrem, tato intenzita klesá z maximální hodnoty až k 0. Pokud je parametr vypnutý, tak je v celém kuželu světelného zdroje intenzita osvětlení maximální, čehož výsledkem je ostré ohraničení okrajů osvětlení. Při nastavení úhlu na 0°, tak se od středu ke kraji kužele bude intenzita světla plynule snižovat.

46

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI OUTTER ANGLE - Vnější poloměr/úhel

Úpravou této hodnoty se definuje, jak veliký bude kužel, respektive válec světla. Vnější hodnota indikuje maximální limity osvětlení světelným zdrojem.

ASPECT RATIO - Poměr

Tato hodnota určuje poměr stran kuželového a rovnoběžného světla (hranaté/kulaté). Pokud bude hodnota 2, bude výška světelného zdroje dvakrát vyšší než šířka.

BRIGHTNESS - Jas

Parametr určuje celkový jas světelného zdroje. Pomocí tohoto parametru se může zjasňovat, respektive ztmavovat světelný zdroj. Pomocí tohoto parametru je také možno dosáhnout zajímavých efektů. Například negativní hodnota dává velmi zajímavé výsledky - negativní osvětlení. Je však nutné nastavit všechny barevné kanály (R, G, B) na nulu. Touto technikou lze získat specifické místní ztmavení oblasti scény.

CONTRAST - Kontrast

Intenzita světla nezávisí pouze na jeho vzdálenosti od objektu, ale také na úhlu pod kterým na objekt paprsky dopadají. Pokud paprsky dopadají pod úhlem 90°, je povrch osvětlen maximální intenzitou. Pokud se tento úhel snižuje (nazývá se úhel dopadu), snižuje se i síla osvětlení. V běžné scéně jsou vidět měkké přechody mezi světlem a stínem na každém povrchu - parametr kontrast řídí strmost těchto přechodů

FALLOFF - Úbytek

Standardní virtuální zdroj světla osvětluje celé okolí se stejnou intenzitou, jasem. Avšak tak světla v reálné světě nepracují, síla jejich osvětlení, tedy světelné paprsky, jsou v reálném světě absorbovány prostředím. Stejně jako v reálném světě, je možno u světelných zdrojů v programu CINEMA 4D nastavit úbytek světla skrze natavení vzdálenosti.

Vlevo je světlo bez úbytku, vpravo s lineárním úbytkem.

47

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI INNER RADIUS Do této nastavené vzdálenosti od zdroje nedochází k úbytku jasu. Zde naposledy intenzita dosahuje 100 % a dále klesá na 0% ve vzdálenosti nastavené následujícím parametrem. OUTTER - Vnější vzdálenost V oblasti vymezené touto a předešlou hodnotou dochází k úbytku jasu světelného zdroje z maximální hodnoty na 0%. Tento parametr indikuje maximální vzdálenost od zdroje, která bude osvětlena. Další volby v záložce DETAILS No SPECULAR - Bez odrazivosti Pokud je aktivována tato volba, světelný zdroj nevytváří na povrchu objektů odlesky. Využití najde tam, kde je na scéně více světelných zdrojů a odlesků je na povrchu příliš. Pak stačí u některých světel odrazivost vypnout. NO DIFFUSE - Bez rozpuštění Při aktivaci této volby světelný zdroj ignoruje barevné nastavení materiálu objektu. V potaz je brána pouze odrazivost povrchu. To může být užitečné pro některé objekty např. zlatý nápis, kde požadována odrazivost na hranách, avšak žádné osvětlení barvou.

SHADOW Pomocí parametrů na této stránce se upravují mapy stínů ve scéně.

DENSITY - Hustota

Intenzitu stínu, 100% znamená plný stín. 50% určuje že stín bude zpola průhledný a 0% znamená, že stín bude neviditelný.

COLOR - Barva

Zde je možné změnit barvu stínu, přičemž výchozí barva je černá. Jelikož je ale ve skutečnosti stín zcela černý jen zřídka, tak toto nastavení nám umožňují měnit jeho barvu. Stín lehce zbarvený do hněda vytváří teplejší vzhled scény.

TRANSPARENCY - Průhlednost

Jestliže mají být mapy stínů průhledné a mají být zahrnuty do alfa kanálu, tak se musí zapnout tato volba.

48

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI • Výpočet průhledných měkkých stínů silně zatěžuje paměť. Všesměrový zdroj světla potřebuje až šestkrát více paměti jak kuželové světlo a stejně tak musí vypočítat šest map stínů místo jediné u jednoho kuželového světla.

SHADOW MAP - Mapa stínu

Nastavení mapy stínů jsou k dispozici jen v pro soft shadows. Pokud se tedy měkké stíny používají, tak zpočátku CINEMA 4D pohlíží na scénu z bodu působení zdroje světla a scénu vypočítává z tohoto pohledu. Všechny objekty viděné v takto vymezené oblasti zdroje světla jsou interpretovány jako stíny do scény. Toho výsledkem je mapa stínů. Parametr Mapa stínu zadává velikost paměti pro každou mapu stínu. Přidělení menší paměti se projeví pixelizací mapy stínu, čehož výsledkem bude stín s roztřeseným, schodovitým okrajem. Více paměti použité na mapu stínu vede k hladšímu okraji stínu, ale také ke zvýšení paměťových nároků, které zvyšují čas výpočtu. Výchozí velikost mapy stínů je 250x250.

RESOLUTION X,Y - Rozlišení v X,Y

Jestliže zadaná hodnota mapy stínů neodpovídá požadovanému rozlišení, je možné tuto hodnotu upravit manuálně. Obecně jsou ve výchozím stavu oba rozměry (X, Y) nastaveny shodně.

SCENE Pomocí stránky Scene je možno zapínat, respektive vypínat účinek konkrétního světla jen na určité objekty. Objekt na který má či nemá světlo dopadat se uchopí ve Správci objektů a přetáhne se do OBJECT pole stránky Scéna.

Mode - EXCLUDE / INCLUDE

Pokud nastavíme EXCLUDE (vyloučit) světlo bude osvětlovat všechny objekty ve scéně mimo ty zahrnuté v poli Objects . Pokud naopak chceme tímto světlem osvětlit jen objekty v poli OBJECTS a žádné jiné tak nastavíme mod na INCLUDE - (zahrnout). • Kliknutím na ikony vedle samotného názvu a ikony objektu, je možno zapnout, respektive vypnout osvětlení objektu, odrazivost a stíny objektu. Pravá ikona zapíná, respektive vypíná zahrnutí podobjektů objektu. Objects box: Zleva doprava: Název a Ikona objektu, osvětlení, odlesk, stíny a zahrnutí podobjektů v hierarchii.

49

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI • Vypnutí osvětlení, odrazivosti a stínů (vlevo) bude mít stejný výsledek, jako kdyby byl zapnut režim vyloučit a všechny tyto parametry zůstali zapnuté.

TARGET LIGHT - Zaměřené světlo Objects > Scene > Target Light

Vytvoří se zdroj světla které má tag TARGET (terče) a Null Object. Světlo sleduje vždy pozici NULL OBJECT který můžeme přetáhnout do hierarchie jiného objektu a při přesunu objektu se nám světlo vždy zaměří směrem k Null object. Podstatně elegantnější metoda je kliknout na TARGET a do pole Target Object přetáhnout z Okna Object Manager požadovaný objekt. Toto zaměření probíhá za každých okolností. Typ světla může být jakýkoliv.

SUN - Slunce Sluneční zdroj světla je speciálním druhem světla. Toto světlo je v programu nastaveno jako světlo typu vzdálené a jeho stíny jsou nastaveny na tvrdé (oba tyto parametry jsou na stránce Hlavní ve správci Nastavení). Navíc toto světlo obsahuje nastavené chování, které mu definuje jaký je přesný denní čas a jaká tomuto času odpovídá poloha slunce, navíc upravená podle geografické pozice.

Mapování textury na světlo Mapa světla je vytvořena použitím materiálu s mapou průhlednosti na světelný zdroj. Světlo je barveno podle textury a dochází tak k promítání textury jako obrázku z projektoru. Tuto vlastnost lze použít pro simulaci stínu žaluzie bez nutnosti komplikovaně používat měkký stín. Každému světlu lze přiřadit tolik textur, kolik jen chceme. • Světla nepřebírají vlastnosti materiálu svých hierarchicky nadřazených objektů.

50

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI

3.2 SCENE ILLUMINATION - OSVĚTLENÍ SCÉNY Pokud nejsou ve scéně žádná světla, CINEMA 4D automaticky použije při renderingu AUTOLIGHT tzv. výchozí osvětlení. Toto osvětlení používá vnitřní všesměrové světlo, které je umístěné lehce vlevo od kamery. Toto světlo je zcela bílé a nevrhá žádné stíny. Jak můžeme vidět, tak při použití výchozího osvětlení se objekty zdají být ploché, nevýrazné a jejich obrysy nejsou vidět, protože zanikají v černém pozadí.

THREE POINT ILLUMINATION - Tříbodové osvětlení Tento způsob osvětlení scény je jedním (NE jediným či nejlepším) ze základních způsobů jak rozmístit světla ve scéně. Jak již vyplývá z názvu, jsou použity tři světla. KEY LIGHT - Klíčové světlo, FILL LIGHT - vyplňující světlo a BACK LIGHT - zadní světlo. Klíčové světlo je nejdůležitějším světlem ve scéně a definuje hlavní úhel osvětlení. Většinou se používá bíle světlo. Vyplňující světlo se používá pro zjasnění ploch, které nejsou ovlivněny klíčovým světlem nebo ty, které by zůstaly zcela černé , osvětlení. Díky své oranžové či žluté barvě dodává scéně teplý dojem. Zadní světlo zjasňuje okraje objektů pro zvýšení jejich viditelnosti a „vytahuje“ objekty z pozadí. Možnou barvou pro zadní světlo je modrá, kterou považuje lidské oko za chladnou a je v opozici k teplým barvám, což dodává scéně větší hloubku. Klíčové světlo je vlevo od kamery, vyplňující vpravo a zadní osvětluje scénu z větší vzdálenosti zezadu. • Tříbodový systém se používá pro osvětlení hlavních objektů ve scéně. Objekty v pozadí tedy potřebují své vlastní separátní osvětlení. Scéna na obrázcích je postupně osvětlena tímto stylem: 1-KEY LIGHT, 2- KEYLIGHT + FILL LIGHT, 3- KEY + FILL + BACK LIGHT

51

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI

3.3 RADIOSITY - RADIOSITA V C4D můžeme používat dva modely osvětlení scény: Základní rychlý Raytracing je nastaven automaticky. Dále můžeme zapnout velmi přesnou ale časově náročnější Radiositu Raytracing neboli Direct Illumination - je metoda kdy paprsky se šíří od světelných zdrojů do scény. Paprsky které zasáhnou objekty, se podle jejich vlastností lomí, odrážejí a rozptylují. Přitom ztratí část energie. Paprsek se může takto odrážet do nekonečna a tak se většinou stanoví počet odrazů nebo intenzita světla, kdy se výpočet ukončí. Tato metoda zahrnuje efekty vznikající vzájemnou interakcí objektů ve scéně (tj. například odrazy ostatních těles na povrchu lesklého objektu a lom světla při průchodu průhledným tělesem). Dokáže určit stíny vržené různými tělesy. Raytracing je vhodný na lesklé a průhledné materiály, na difúzním povrchu již tak dobrý není. Nevýhodou je že Raytracing ignoruje rozptyl světelného paprsku a sekundární odraz světla z plochy. Tudíž jsou plochy osvětlené jen přímo a světlo dále nepřebírá barevnou informaci z povrchu. Výsledný efekt působí často dosti uměle. Radiosita nebo Globální iluminace. Tyto termíny se používají pro označení simulace přirozeného osvětlování objektů, jak probíhá ve skutečném světě. Světlo dopadající na povrch objektů se od těchto povrchů odráží všemi směry, přičemž se podle jistých pravidel zabarví, přebere barevnou informaci, tedy ztratí část svého spektra, které je povrchem pohlceno. Při přirozeném osvětlení se odražené, nepřímé světlo od objektů šíří všemi směry, přičemž poté co proud odraženého světla zasáhne další povrch, tak se od toho povrchu opět odrazí (a změní své spektrum, čímž „obarví“ vzhled povrchu). Těchto odrazů je fakticky nekonečně mnoho a díky odrazům světla od ploch je osvětleno i místo na které světlo přímo nedopadá.

52

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI

Radiosita v programu Cinema4D Radiosita se definuje a nastavuje v menu

Render / Render settings / Radiosity. Radiosity - definuje typ radiosity. Základní

typy jsou dva. Stochastic a Standard, který využívá definovatelné optimalizace výpočtu. Popíšeme si v nastavení standardní režim a z stochastický již z něj automaticky vyplyne.

Strenght

Intenzita nepřímého osvětlení, tedy radiosity. Touto hodnotou se definuje, jak jasný bude výsledný efekt. Nutno totiž podotknout, že nepřímé světlo generované radiositou se sčítá se světlem přímým, které generují světlené zdroje a tak je výsledný jas obrázku vždy vyšší, než kdyby radiosita použita nebyla. Celkové snížení intenzita umožňuje tento parametr. Tento parametr fakticky nemá vliv na délku výpočtu.

Accuracy - Přesnost

Nastavuje přesnost celého efektu. Průběh ovlivnění tohoto parametru na délku výpočtu je exponenciální a tak hodnoty zvýšené jen o jeden procentický bod v oblasti okolo 95% přesnosti poměrně zásadně prodlužují délku výpočtu. Běžně jsou hodnoty okolo 80 - 85%.

Prepass Size (Předběžná velikost )

Definuje velikost předběžného výpočtu rozmístění pomocných vzorků. Tato velikost může být nastavena na menší než 1. Tento parametr má vliv na přesnost distribuce těchto vzorků a tak se používá zejména pro testování scény. Nižší poměr zrychluje výpočet efektu, ale ne tak dramaticky jak by se mohlo zdát.

Diffuse Depth

Parametr je velmi důležitý, jde fakticky o jeden ze dvou nejdůležitějších parametrů nastavení renderingu. Jde o Úroveň rozpuštění na povrchu, neboli. Číslo které tento parametr vyjadřuje je mocnitel, kterým se umocňuje počáteční počet vzorků a tedy definuje počet odrazů na površích objektů. Je-li počátečních vzorků (jmenují se Stochastické vzorky) 300 a hodnota úrovně rozpuštění na povrchu je 3, tak výsledných pomocných bodů ve scéně bude 300*300*300 v případě, že žádný z paprsků nebude moci ze scény uniknout (což je samozřejmě jen teoretická

53

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI myšlenka, protože jistě uniknou). Je tedy jasné, že zvýšení této hodnoty vede k dramatickému prodlužování výpočtového času, ale také k vyšší kvalitě výsledné scény a také vyšší pravděpodobnosti, že se zdaří, aby odražené paprsky dopadly třeba až za dva tmavé rohy.

Stochastic Sampless - Počet stochastických vzorků

Definuje počáteční množství pomocných paprsků, které jsou vysílány z místa kamery, aby vytvořili pomocné „osvětlovací“ body. To je tedy ona několikráte zmíněná hodnota 300. Je opět jasné, že čím vyšší hodnota, tím věrohodnější efekt bude, ale za cenu dramatického vzrůstu času. Na mnoha místech scény však často není potřeba vysoká koncentrace vzorků (rozuměj pomocných paprsků a výsledných bodů). To zejména na velkých spojitých plochách, na kterých nic není, kde se neobjevují stíny a také které neinteraktují s jinými objekty. Naopak v místech kde se objekty střetávají, na ostrých záhybech, kapsách a rýhách je velké množství vzorků potřeba. Pro definování hustoty vzorků na volných „nezáživných“ plochách je zde parametry

Min. Resolution -(Min. Rozlišení)

V tomto parametru se definuje optimalizace množství stochastických vzorků v těchto oblastech. Opakem k tomu je

Max. Resolution - Max. Rozlišení Minimální

rozlišení se nastaví podle vzorce Velikost scény/ největší mezera mezi pomocnými body (zadá uživatel). Maximální rozlišení se vypočítá podle vzorce Velikost scény/nejmenší mezera mezi pomocnými body (opět zadá uživatel). Volby které následují nemají přímo na výpočtu radiosity vliv, ale jistým způsobem scénu přece jen ovlivňují. Proto jen krátce.

Recompute- Přepočítat

Definuje zda se vypočítá radiosita při každém renderu, či jen při prvním (třeba i náhledovém), či nikdy.

Save Solution

Definuje, zda se vypočítaný efekt radiosity uloží Efekt radiosity se mimo nastavení renderingu definuje také u každého materiálu, kde se zadává na stránce Iluminace míra generování a přijímání efektu. To je však poměrně nativní záležitost a tak věřím, že to každý zvládne sám.

54

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI

3.4 HDRI - Osvětlení pomocí dynamických obrazů Reálný svět se skládá z mnoha elementů. Žádný objekt není vytržený z prostředí a umístěn do prázdného prostoru. Pro dosažení reálného vzhledu scény je potřeba aby objekt byl obklopen reálným prostředím, nebo aby jej alespoň odrážel. Je několik možností jak toho docílit. Jednou z nich je vymodelovat scénu kolem objektu a nechat ji odrážet v odlescích materiálů. Tato metoda je ovšem neobyčejně časově náročná a navíc pro nové prostředí musíme udělat i nový model. Druhou metodou je namapovat obrázek okolí do vlastnosti materiálu Environment. Je jednodušší a poměrně efektní. Její nevýhodou je potřeba měnit texturu pro každé prostředí. Třetí a nejdokonalejší metoda pro fotorealistické rendery je použití HDRI (High dynamic range images) . Je ovšem taky nejvíce náročná na Hardware a čas. Ovšem je velmi efektivní a velmi snadno můžeme simulovat různé prostředí. HDR technologie používá k osvětlení speciální bitmapu focenou většinou přes kulové zrcadlo za různých expozičních podmínek. Soubor je uložen v formátu HDR kdy místo obvyklých 8 bitů na barevný kanál používá 11-16 bitů. Tedy místo obvyklého rozsahu jasu, 0-255 na kanál dostáváme informace v plovoucí řádové čárce v rozsahů milionů jejichž obsahem jsou informace o dynamických světelných podmínkách celé vyfotografované scény. Metoda je vhodná pro vizualizaci scén s převahou lesklých a zrcadlových objektů a také pro kompozici reálného a počítačově generovaného modelu, protože osvětlení pomocí HDR mapy je velmi realistické Běžná bitmapa versus HDRI LDRI - low dynamic range image je v podstatě bežná bitmapa, která nedokáže zachytit rozsah jasu. Při ztmavení na 1/32 se ztrácí informace o světlých plochách.

HDRI - obrázek ve formátu HDR. Nese informaci s vysokým rozsahem jasu. Při zvýšení jasu 32 x i při ztmavení na 1/32 původního jasu je patrný dokonalý kontrast světlých a tmavých ploch.

55

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI

3.5 Rendering s pomocí HDRI v Cinemě C4D má přímou podporu pro rendrování scény pomocí HDRI. Můžeme proto velmi snadno vytvořit fotorealistické rendery Většina map HDRI je ve sférickém formátu Light Probe. Jedná se o soubor s příponou *.HDR

Cinema4D od verze 8.5 podporuje tyto mapy pomocí pluginu Advanced render.

Plugins - Advanced Render - Convert HDR Probe

Tento interní plugin nám umožní tuto kouli převést na 2d bitmapu který již pak snadno můžeme mapovat. Uložíme si jej třeba ve formátu TIFF a barevnou hloubku nastavíme 16 bit. Soubor se automaticky uloží s předchozím jménem zakončeným _con.hdr HDRI textura se používá v materiálu, ve kterém se nahraje do vlastnosti Luminance - Svítivost a vypnou se všechny ostatní kanály materiálu. Celý materiál se pak většinou aplikuje na objekt Sky v menu Objects / Scene / Sky . V Render settings se vypne volba Autolight (v Options) aby nedošlo k přepálení jasu. Zapne se volba Radiosity.

Pomocí Volby Brightness a Mix Strenght lze korigovat intenzita osvětlení scény. • V případě, že použijeme za tímto účelem HDRI mapu na objektu Obloha, můžeme tuto mapu nahrát do kanálu Svítivost, ale i Barva, je to jedno. V případě že bychom místo objektu Obloha použili nějaký obecný objekt, třeba kouli, pak je pro efekt využití kanálu Svítivost nezbytné.

56

CINEMA 4D LIGHTS AND SHADOWS • SCENE ILLUMINATION • RADIOSITY • HDRI • Detailnější kontroly nad scénou se dosáhne pokud s použijí dva objekty SKY a dva materiály HDRI. Oběma objektům sky se nastaví Compositing tag. Jednu oblohu a materiál si pojmenujeme například Světlo. Druhou oblohu a materiál odlesky. Podle jmen dáme materiál na objekt sky. Compositing tag u Sky Světlo nastavíme na Cast shadows (vrhat stíny) a Seen by GI (viděno osvětlením). U druhého objektu pouze Seen by rays (viděno paprsky pro odlesky). Sky Světlo nám scénu osvětlí a SKY Odlesk dodá ... jak jinak Odlesky. Nastavováním materiálů těchto objektů můžeme dosáhnout zajímavých efektů.

Pouhou záměnou HDRI jako textury ve vlastnosti materiálu Luminance můžeme dosáhnout simulace kompletně odlišného prostředí (například INTERIER VERSUS EXTERIER). Následující obrázky jsou rendery pokusné scény bez jediného světla. V materiálech není jediná textura.

57