Непрямое освещение в природе

Оптимальные настройки V-Ray - Indirect illumination

Всем привет! Мы рады снова поделиться с Вами новой порцией 3d полезностей. В продолжение темы верной настройки V-Ray рендерера, в этом и следующих трех уроках мы рассмотрим вторую важную часть настроек V-Ray – Indirect illumination.

Содержание:

· Введение

· Непрямое освещение в природе

· Глобальное освещение в компьютерной графике

· Практическая настройка GI

Этот урок ответит на следующие вопросы:

- Что такое непрямое освещение Indirect illumination?

- Как непрямое освещение выглядит в природе?

- Чем отличается глобальное освещение от вторичного?

- Что такое отраженные диффузные лучи?

- Как алгоритм GI реализован в компьютерной графике?

- Что такое первичные отскоки и чем они отличаются от вторичных?

- Как схематично в CG выглядят полусферические hemispheric лучи?

- Как практически настроить GI в Vray?

- Как вторичное освещение преображает сцену?

- Что такое color bleeding и как с ним бороться?

- Что такое GI каустики?

- Какие верные значения для "первички и вторички"?

Введение

Для понимания настроек непрямого освещения Indirect illumination V-Ray и любого другого рендер-движка стоит разобраться, что же такое непрямое освещение в принципе и почему оно оказывается важным в фотореалистичной визуализации.

Глобальное освещение является одним из алгоритмов современных рендер движков, добавляя в финальное изображение дополнительный рендер элемент. Для простоты понимания работы рендер движка, проще всего условно представить формирование рендерером финального изображения путем наложения отдельно полученных рендер-элементов, таких как тени, цветовая, световая информация, информация о прозрачности, и т.п. друг на друга по определённым правилам. То есть представить финальное изображение как совокупность отдельных изображений с разной информацией. Те, кто знаком Photoshop, могут сравнить этот процесс с накладыванием друг на друга разных слоев с определенным blending режимом. Indirect illumination это один из рендер-элементов, добавляющий в общий результат информацию о вторичном освещении сцены. Чтобы понять, что именно добавляет в финальное изображение этот элемент, давайте рассмотрим, что такое глобальное, вторичное или непрямое освещение в принципе.

Непрямое освещение в природе

Непрямое освещение – это освещение объектов лишь диффузно отраженным светом от других объектов, без участия прямого света от непосредственного источника света.

Если поставить какой-либо объект напротив направленного источника света, например окна, и поднести к неосвещенной стороне этого объекта белый лист бумаги, то можно заметить, что эта неосвещенная сторона станет значительно светлее.

Поднесите и уберите белый лист от неосвещенной стороны объекта несколько раз – и Вы увидите разницу в итоговой освещенности поверхности со светлым листком и без него. Эффект освещения листом бумаги будет еще более очевиден, если рядом нет столь же светлых поверхностей, как сам лист.

Почему так происходит? Почему один объект становится светлее, если рядом с ним появляется другой, светлый объект?

Так происходит из-за явления диффузного отражения. Светлый объект попросту отражает падающие на него, от источника света, лучи. А они, в свою очередь, отражаясь, попадают и освещают неосвещенную сторону другого объекта. Из-за своего происхождения, то есть из-за того, что эти лучи – отраженные от других объектов, а не летящие непосредственно от источника света, их называют вторичными или непрямыми. Соответственно освещение, которое создается этими лучами, называется непрямым, т.е. Indirect illumination.

Несложно догадаться, что отраженные первый раз от одних объектов лучи непрямого освещения, тоже отражаются огромное количество раз от других соседних предметов. Этот процесс лавинообразный и происходит со всеми освещенными объектами, в итоге создавая множество отраженных и переотраженных во все стороны лучей. Каждое последующее отражение светового луча несет в себе меньше энергии, чем предыдущее, так как она частично поглощается объектами, от которых луч отражается. В итоге световой луч полностью затухает. Из-за того, что такой отраженный свет существенно освещает даже те участки, которые не освещаются напрямую источником света, то есть глобально освещает всю среду, эта часть освещения называется глобальной, т.е. – Global illumination или сокращенно GI.