VIZ R4 - 3.lekce - RADIOSITA

Typy světelStandardZákladním a nejpoužívanějším typem světel ve VIZu jsou světla typu standard – reflektorové světlo s rozptylným kuželem (spot) a všesměrové světlo zářící do všech stran (omni). Oba tyto typy světel mají nastavitelný dosvit, útlum, zabarvení světla, vrhají stíny, mohou dokonce promítat obrazce nebo animace.DaylightZvláštní skupinou světel jsou světla typu Daylight. Jsou spojené především s využitím radiosity a exteriérových scén. Světla typu IES Sky a Texture Sky představují rozptýlenou oblohovou složku osvětlení, ta je simulována velkou světelnou deskou zavěšenou nad objekty ve scéně. Světelné podmínky je možné nastavit na jasnou či zataženou oblohu. Světlo IES Sun simuluje světelný objekt slunce s možností zadání intenzity v luxech. Dá se spojit se slunečním systémem, pomocí kterého je pak VIZ schopný zadáním světových stran, času a geografické polohy napodobit přesnou intenzitu a úhel osvětlení na jakémkoliv místě na planetě Zemi. PhotometricSvětla typu Photometric naleznou využití především při přesném osvětlování interiérů. Tato skupina světel obsahuje přesné možnosti nastavení fyzikálních parametrů, intenzity světla v luxech, candelách nebo lumenech, tvar světelného kuželu, typu zdroje, intenzita osvětlení se může řídit přesnou fotometrickou mřížkou dodanou výrobcem svítidla. Na stránkách výrobců světel je možné stáhnout buď fotometrické tabulky ke konkrétním svítidlům, případně modely celých světelných systémů, jako třeba ze stránek www.erco.com.Je možné také vytvořit zcela libovolné nové světlo včetně možnosti určení velikosti a tvaru světelného zdroje – bodový, lineární nebo plošný.Vržené stíny ve VIZuVšechna světla ve VIZu mohou vrhat stíny, existuje několik způsobů vykreslování stínů – Raytrace, Advanced Raytrace, Shadow Map a Area Shadows. Tři typy stínů - zeshora Area, Raytrace, Shadow MapNejjednodušší a nejméně výpočetně náročné jsou stíny typu Shadow-Map. Pracují na principu vytvoření jednotné stínové mapy v určitém rozlišení, tato mapa je pak promítána z každého světla směrem k objektům ve scéně. Výhodou Shadow-Map stínů je velká rychlost výpočtu vhodná hlavně pro animace, možnost umělého rozostření a dalších užitečných nerealistických nastavení. Jejich nevýhodou je nepřesnost při tvorbě stínů malých objektů a ostrých hran, též neschopnost rozeznat průhledné povrchy. Stíny typu Raytrace a Advanced Raytrace pracují metodou sledování paprsku ve scéně. Jsou nejpřesnější, respektují průhlednost a barevnost objektů, jejich nevýhodou je pomalost výpočtu a přílišná výpočetní přesnost, která mnohdy vypadá příliš ostře a nerealisticky. Asi nejrealističtější a nejnovější typ stínů jsou Area Shadows. Umí pracovat s velikostí světelného zdroje, je schopný tedy napodobit rozostření stínu se vzrůstající vzdáleností od hrany objektu. Počítá se pomocí svazků paprsků, jeho výpočet tedy zabere ze všech metod nejvíce času, závisí na požadované přesnosti výpočtu a stupni rozptylu (velikosti světelného objektu).RadiositaNové světelné funkce ve VIZ 4 nesou souhrnné označení Global Illumination Engine (GI). Pracují s distribucí světla od zdroje do okolního prostoru, podporují distribuci pomocí plošek (rychlejší, méně přesné) i pomocí svazku fotonů (pomalé, přesné) nazývanou též jako regathering.Pokud tedy ve Vizu proběhne výpočet radiosity (často může trvat desítky minut nebo i hodin), lze měnit interaktivně vzhled i barvu materiálů nebo přemisťovat objekty jejichž změna nebude působit příliš viditelné chyby v celkovém světelném kontextu scény. Není tedy nutné přepočítávat světelné řešení při každé drobné změně v modelu. Každý objekt si navíc pamatuje a uchová své hodnoty nasvícení až do doby kdy se nějak změní jeho geometrie.Radiosita ve VIZu 4 pracuje s prostupem světla průhlednými objekty, odrazivostí, barevností a hrubostí povrchu. Simuluje všechny obecné typy světel – bodové, kulové, lineární, plošné zdroje, většinu typů žárovek a zářivek, v případě potřeby simuluje svítivost jakéhokoliv materiálu či objektu, lze tedy používat zcela neomezenou škálu světelných zdrojů.TutoriálPožití radiosity ve scéně, simulace svítivého materiáluV následující scéně si předvedeme typickou interiérovou scénu počítanou pomocí radiosity a vytvoříme objekt s fyzikálními parametry odpovídajícími neonové trubici. Nejdříve je potřeba vymodelovat uzavřený prostor – odečtením menšího boxu od většího pomocí funkce boolean. Tím vznikne dutý prostor (v našem případě o rozměrech 7 x 5 x 3 metry), do kterého umístíme několik objektů, kameru a světelný zdroj typu photometric light. Intenzitu světla nastavíme na 500cd, takže výsledná světelná energie na podlaze bude přibližně 90 luxů. Otevřeme Radiosity panel a nastavíme velikost počítané plošky (meshing size) na 100 jednotek (jednotky scény máme nastaveny v milimetrech). Provedeme výpočet radiosity stiskem políčka start v radiosity panelu a počkáme na výsledek, který by měl připomínat slabě nasvícenou scénu na dalším obrázku. Zvolíme render a scéna bude vykreslena včetně materiálů a vržených stínů. Dalším krokem bude přisvícení scény neonovou trubicí červené barvy. Vytvoříme tedy ve scéně libovolný trubkovitý objekt a vytvoříme pro něj materiál, ten pojmenujeme neon. V material editoru nastavíme červenou barvu do složky diffuse a nastavíme parametry self illumination (samosvítivost) také na červenou barvu. Poté klikneme na označení standard a vybereme z nabídky materiál Radiosity Override. Necháme materiál neon jako submateriál a nastavíme parametry upraveného materiálu podle obrázku. V položce special effects nastavíme luminance scale na intenzitu 300 cd/m2. Tato hodnota zhruba odpovídá dnešní svítivosti plochých LCD panelů. Materiál přiřadíme objektu trubky a provedeme znovu výpočet radiosity, předtím musíme ješte provést reset původního světelného řešení v Radiosity panelu.Po novém výpočtu by měla celá scéna být světlejší a dostat červený nádech. Poslední obrázek ukazuje scénu poté co jsme vypnuli původní světlo typu photometric light a vypočítali interiér osvětlený pouze neonovou trubicí. zip archiv tutorialu ke stažení