Rendering 4 Raytracing, Glows

Raytracing

Raytracing is een bepaalde manier van renderen waarbij er lichtstralen (de rays) door de scene worden gestuurd. De lichtberekening is op deze manier accurater dan de methode zonder raytracing en dus realistischer. Waarom dan niet altijd raytracen? Omdat het meer tijd kost, hoewel het weer meevalt als je afzet tegen bijvoorbeeld.Global Illumination. Bij Maya Renderer moet je raytracing aanzetten, bij Mental Ray staat raytracing standaard aan.

In de Render Settings, vink bij Raytracing Quality Raytracing aan.

Reflection

Links: verschillende reflectieve materialen. Rechts: detail van eerste plaatje waarbij reflections in reflections te zien zijn.

Het eerste voordeel van raytracing is reflection. Wanneer je een reflectief materiaal gebruikt, zie je de (echte) reflectie pas wanneer raytracing aanstaat. Zonder raytracing kun je reflecties alleen zichtbaar maken met een reflection-map (fake). Bij de hoeveelheid relections in de Render Settings stel je twee spiegels tegenover elkaar voor. In principe wordt het beeld oneindig heen en weer gekaatst. Voor een renderer zou dat ook oneindig veel tijd kosten. Dus stel niet meer in dan nodig. Default is slechts 1.

Refraction

Verschillende refractions en raytrace shadows

Lichtstralen die  door een transparant object vallen, worden gebroken. Dat wil zeggen dat ze onder een bepaalde hoek binnenkomen en onder een gewijzigde hoek het materiaal verlaten. Op welke manier het licht gebroken wordt hangt van het materiaal af. Dit is een natuurkundig fenomeen en staat bekend als de Refraction Index. Een vacuüm heeft een index van 1.000, water 1.333 en diamant heeft 2.417 als refraction index. Voor meer materialen kijk hier.

In de maya materialen vind je onder Raytrace Options de checkbox Refractions en de Refractive Index.

De Refraction Limit is ook heel belangrijk. Aangezien een te hoge waarde de rendertijd onnodig verlengt, is het zaak de juiste hoeveelheid te vinden. Te laag resulteert in een zwart gedeelte van de render. Elke keer wanneer een lichtstraal een transparant surface passeert met een refractief materiaal telt voor één refractie. Bij een plaatje waarbij de camera door 2 gevulde glazen achter elkaar kijkt heeft minimaal nodig:

  1. het voorste glas, de voorkant.
  2. de vloeistof.
  3. het voorste glas, de achterkant
  4. het achterste glas, de voorkant
  5. de vloeistof.
  6. het achterste glas, de achterkant.

Dus minimaal 6 refractions. Wanneer je glazen dubbelwandig zijn zelfs 10. Hoewel je de binnenkant misschien geen refractief materiaal geeft en de buitenkant bij de Raytrace Options een waarde bij de Surface Thickness.

Vergeet niet dat wanneer je een Refraction Limit van 10 in je materiaal zet, je in de Render Settings de hoeveelheid Refractions eveneens op 10 moet zetten.

Raytrace Shadows

We hebben al kennis gemaakt met raytrace shadows. Ook al weer een voordeel van raytracing, de mogelijkheid om soft shadows te maken. Maar ook accurate schaduwen van gedeeltelijk transparante objecten doet raytracing beter dan depth map shadows. De laatste geeft geen verschillen, terwijl raytracing precies de hoeveelheid transparantie laat zien.

Lichtgevende materialen

Voor een visuele lichtbron is het nodig om ook het materiaal aan te pakken. Allereerst is er de Incandescence. Dat laat het materiaal oplichten. Vaak is dat niet genoeg en zal het gecombineerd worden met een glow. Beiden vind je terug in de attributes van elk standaard materiaal, incandescence bij de Common Material Attributes, glow vind je terug bij Special Effects.

Een glow en incandescence map op de gloeidraad.

Glows in Animatie

Een glow is een mooi effect, vaak ook noodzakelijk maar ook gevaarlijk. Allereerst is het een post-effect. Dat wil zeggen dat het na het renderen toegepast wordt als een soort van After Effects 2D filter. En dat heeft zo zijn beperkingen. Een glow gaat niet door een transparante surface heen zoals het glas van de gloeilamp. Om dit plaatje te maken, moet het glas apart gerenderd worden en later over de gloeidraad worden gecompositeerd.
Alleen een volumetrisch effect zoals lightfog kan door een transparant object heenschijnen wanneer shadows uit staan.
Een ander issue bij glows is animatie. Bij elk nieuw frame wordt de glow intensity opnieuw berekend. Dit resulteert in een flikkerende animatie.
Om dit op te lossen gaan we gebruik maken van de shaderGlow-node. Deze is te vinden wanneer je de Hypershade opent zijn er 3 standaardshaders: Lambert1, ParticleCloud1 en shaderGlow1.

Maak eerst een testrender, waarbij de glow representatief is voor de hele animatie. Nu hebben we informatie nodig uit het Output Window van Maya.

Tussen alle render stats staan de waardes van de Glow intensity normalization factor en de Halo intensity normalisation factor. Deze 2 getallen hebben we nodig.

  • Selecteer de shaderGlow.
  • Open de Attribute Editor.
  • Vink Auto Exposure uit.
  • Vul bij Glow Attributes->Glow Intensity het 1e getal in.
  • Vul bij Halo Attributes->Halo Intensity het 2e getal in.

Light Glow

Wanneer je bij een licht op het map-icon van Light Glow drukt, wordt er een OpticalFX-node gecreëerd. Daarmee kan je het visuele licht van de lamp kneden tot glows met halos tot explosie-achtige effecten. Ook lensflares kun je hiermee maken.

De OpticalFX node: lensflares en halos

Translucency

In het geval dat er een lichtbron achter een surface staat, waarbij het licht door wel door de surface valt, maar de surface NIET transparant is. In dat geval is de surface translucent. Denk aan een gloeilamp met melkwit glas, of licht dat door boombladeren valt. Het translucency effect wordt pas zichtbaar wanneer er van achteren belicht wordt.

Elk standaard materiaal heeft Translucency attributes, dat zijn Translucency (hoeveelheid), Translucency Depth (hoever dringt het licht door) en Translucence Focus ( Hoe wordt het licht verstrooid). De resultaten zijn soms twijfelachtig, het schijnt alleen goed te werken op dunne objecten. Moderner is Sub Surface Scattering (SSS), waarbij licht verstrooid wordt onder de oppervlakte van een object met een SSS-materiaal. De Maya Renderer ondersteunt geen SSS, in tegenstelling tot Mental Ray.

Combinatie van backlight, translucency en glow. Het donkere materiaal is hetzelfde zonder translucency en glow.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s