Визуализация граничащих поверхностей.

Основы.
Начальная визуализация.
Визуализация жидкости.
Финальная визуализация.

Основы.

В этом уроке мы обсудим визуализацию граничащих преломляющих поверхностей при помощи VRay. Типичный пример - визуализация жидкости в стеклянном контейнере. Проблема в том, что в данном случае есть два отдельных объекта, которые разделяют одну поверхность границы.

С точки зрения моделирования очень трудно гарантировать что два объекта имеют точно ту же границу геометрии. Это может быть решено (хотя и не без проблем) для статичной сцены, для анимации это станет весьма проблематичным.

С точки зрения визуализации, если две поверхности точно совпадают визуализатор не может различить их, что может приводить к ошибкам визуализации.

В соответствии с этими двумя проблемами, очевидно что нужно разделить поверхности или моделировать границу поверхностей отдельно. Т.е. мы имеем три возможности:

• Жидкость и контейнер не прикасаются и имеют зазор между ними. Это приближение просто для реализации и не требует специальной поддержки визуализатора. Однако это не производит реалистичного результата. Это из-за того, что зазор между двумя поверхностями изменяет визуализацию радикально и делает жидкость похожей на твердый блок.

• Жидкость перекрывает контейнер. Это приближение потенциально производит более реалистичный результат, но требует специальной поддержки визуализатора. Это из-за того что визуализатор должен запоминать какая поверхность была пересечена лучом, чтобы можно было рассчитать правильный индекс преломления. Без встроенной поддержки этот метод не может быть использован. К счастью VRay поддерживает необходимые структуры, что делает это приближение предпочтительным.

• Третье приближение это отдельная модель поверхности. В основном это трудно для реализации - особенно в анимации. В этой возможности добавляется третий объект с отдельным материалом, что усложняет сцену. Также это не будет работать с дымкой в стекле - т.к. в этом случае VRay не может связать материал стекло/жидкость и материал границы поверхности и не может применить верное значение дымки.

Ниже мы будем обсуждать первые два метода; третий более труден и не рекомендуется с VRay.

Начальная визуализация.

1.1. Откройте стартовую сцену, которая может быть найдена здесь.

1.2. Назначте VRay текущим визуализатором.

1.3. Чтобы сделать превью сцены быстрее, перейдите в свиток Image sampler и установите тип Image sampler в Fixed.

Далее мы хотим получить быстрый GI:

1.4. В свитке Indirect illumination, включите GI и установите Первичный и Вторичный GI движки в Light cache.

1.5. Выключите Refractive GI caustics. Мы добавим каустику карты фотонов позднее для финального изображения.

1.6. В свитке Light cache, установите параметр Sample size в 0.04 для уменьшения шума выборок кэша света.

1.7. Установите параметр Filter mode кэша света в Fixed а Filter size в 0.08 т.к. мы будем отображать напрямую кэш света.

1.8. Выключите опцию Store direct light для кэша света, т.к. мы хотим прямое освещение отдельно.

1.9. Установите Subdivs для кэша света в 500.

1.10. Опционально можно включить ярлык кадра в свитке System.

1.11. Визуализируем:

Это контейнер, который мы наполним жидкостью в следующей секции.

Визуализация жидкости.

Теперь, когда мы имеем контейнер, надо добавить туда жидкость.

2.1. Отобразите (Unhide) объект the "liquid inside". Если Вы посмотрите на него в окне Front (Спереди), Вы заметите объект внутри стеклянного контейнера не прикасаясь к нему:

2.2. Визуализируем:

Хотя дистанция между контейнером и жидкостью довольно мала, визуализация не выглядит реалистично - похоже, что стекло с твердым блоком внутри него. Чтобы решить эту проблему сделаем жидкость немного перекрывающей контейнер.

2.3. Скроем объект "liquid inside" и отобразим (unhide) объект "liquid overlapped". В окне Front Вы можете заметить что этот объект немного перекрывает контейнер:

2.4. Визуализируем:

Теперь это выглядит немного лучше; жидкость действительно кажется касающейся стекла.

Финальная визуализация.

Для финальной визуализации мы захотим включить фильтрацию и каустику.

3.1. Включите Caustics в свитке Caustics.

3.2. Установите Max. density в 0.2 - мы хотим ограничить плотность фотонов каустики, т.к. это позволит нам просчитать больше фотонов для гладкого эффекта каустики.

3.3. Установите Search distance в 2.0. Типичное значение в 5-10 раз больше значения Max. density.

3.4. Установите параметр Max. photons в 0 - это заставит VRay учитывать все фотоны на дистанции поиска от рассматриваемой точки.

3.5. Визуализируем:

Визуализация теперь занимает немного больше времени, т.к. VRay нужно рассчитать каустику.

Мы теперь имеем каустику, но оан зашумлена. Можно уменьшить шум, увеличив Caustics subdivs для светильника.

3.6. Выберем VRayLight объект.

3.7. Нажмите правую кнопку в окне просмотра и выберите "VRay properties..." для вывода диалога VRay Light settings (Установки светильника).

3.8. Установите Caustics subdivs в 4000.

3.9. Визуализируем:

Каустика выглядит лучше и эти установки будут использоваться для финальной визуализации. Если Вы хотите более гладкую каустику, увеличивайте далее Caustics subdivs светильника и/или увеличьте параметр Search distance.

3.10. Чтобы каустика не пересчитывалась каждый раз при следующих визуализациях, сохраните карты фотонов в файл, установив Caustics mode в From file, и выбрав файл для сохранения кнопкой Browse.

Теперь нужно настроить фильтрацию и уменьшить шум от протяженных светильников.

3.11. В свитке Image sampler, установите тип Image sampler в Adaptive QMC.

3.12. В свитке QMC Sampler, установите Noise threshold в 0.002.

3.13. Установите Global subdivs multiplier в 8.0 - это уменьшит шум от протяженных светильников.

3.14. Визуализируем:

Это финальная визуализация.