Дизайн помещений и интерьеров в 3ds Max 2009 - Дмитрий Рябцев

Рис. 1.38. Материалы с разной степенью отражения и разным уровнем анизотропии на одной модели

3. Чтобы заставить зрителя поверить в реалистичность трехмерной сцены, необходимо правильно разместить объекты в сцене и выбрать расположение камеры, чтобы композиция визуализируемой сцены напоминала фотографию из жизни. Все объекты должны находиться на своих местах, определяющих их назначение. Например, рядом с домашним кинотеатром вполне могут лежать несколько дисков или их коробок, а вот местонахождение их на кухне рядом с варочной поверхностью может вызвать недоумение у зрителя. Помимо этого для придания характера, живости можно расположить объекты немного хаотично (рис. 1.39). Располагая камеру для визуализации в сцене, надо стараться избегать сильных перспективных искажений. При визуализации интерьера для показа всего помещения бывает нужно установить камеру так, что на финальном изображении будут присутствовать заметные перспективные искажения, тем не менее оправданные замыслом автора сцены.

Рис. 1.39. Совмещение симметричного расположения объектов сцены с асимметричным придает сцене живости

4. Освещение сцены также играет немаловажную роль для фотореалистичной подачи изображения трехмерного виртуального пространства. Освещение практически любого пространства, как в реальности, так и в виртуальной трехмерной среде, состоит из направленного (световые акценты) и окружающего (рассеянного) света. Одной из задач создателя трехмерных компьютерных сцен является подбор наиболее удачного соотношения этих двух составляющих в зависимости от вида сцены (помещение, экстерьер или отдельно расположенный объект). Например, при освещении сцены солнечным светом в качестве направленного служит прямой свет солнца, интенсивность которого может меняться в зависимости от времени суток, имитируемого в сцене, а в качестве рассеянного – свет неба (рис. 1.40). В помещении с искусственным освещением прямой свет будет сымитирован направленными точечными источниками, создающими световые акценты, а окружающим будет свет от источников рассеянного излучения (лампы дневного света, абажуры) и отраженный предметами свет. Далее, для фотореалистичной визуализации нужно помнить, что все источники имеют свой цвет испускаемого света, или, точнее, свою цветовую температуру, и обязательно это нужно иметь в виду при моделировании освещения трехмерной сцены. Исходя из этого, нужно учитывать, что при освещении сцены источником определенного цвета все объекты этой сцены окажутся подкрашены цветом источника, и как следствие, несколько изменят свой первоначальный цвет. Кроме того, освещаемые объекты, как правило, имеют неодинаковую форму и различающиеся свойства поверхности. Если с формой все понятно, то с материалом объекта все не так однозначно. Освещая сцену, необходимо учитывать реакцию поверхности объектов на свет, и хотя это больше относится к созданию материалов трехмерных моделей, на этапе установки освещения в сцену, как правило, приходится немного корректировать свойства материалов поверхности объектов. Так как свет с расстоянием затухает, и в жизни мы наблюдаем подобное явление постоянно, имитация неравномерности распространения света в трехмерной сцене также помогает улучшить фотореалистичность конечного изображения. Помимо этого промышленное изготовление источников освещения, их конструкция подразумевают форму распространения света от этого источника, отличную от идеального конуса или прямоугольника. Тени, полученные с помощью различных источников света, отличаются резкостью краев, а также могут быть подкрашены как цветом источника (синее небо – синеватые тени на открытом воздухе), так и цветом предметов, которые их отбрасывают. Это называется переносом цвета. Особенно перенос цвета заметен при искусственном освещении без участия солнечного света.

Рис. 1.40. Сочетание прямого и рассеянного света, имитирующее солнечный свет, падающий из окна

5. Для придания еще большей фотореалистичности используют различные эффекты постобработки. К ним могут относиться имитация линзовых эффектов фото– и видеокамер (рис. 1.41), создание эффекта воздушной перспективы и объемного света (наличие частиц пыли и дыма в воздухе). Имитация глубины резкости фотокамеры при визуализации как отдельного объекта, так и сцены, насыщенной объектами, позволяет увеличить правдоподобность финального изображения, кроме того, используя глубину резкости, можно несколько облегчить сцену, поставив на заднем плане простенькие модели с небольшим количеством полигонов.

Рис. 1.41. Имитация линзовых эффектов

Завершая раздел о принципах фотореалистичности, хотелось бы добавить, что улучшать, доводя до совершенства визуализированное изображение, можно до бесконечности. Но существует такой фактор, как время, отведенное на создание любого проекта, а также ограниченная мощность компьютера, на котором производится работа в редакторе трехмерной графики. Поэтому одной из главных задач дизайнера трехмерной графики является нахождение баланса качества проектируемой сцены и разумных временных затрат на ее создание. Например, если смоделировать люстру из нескольких миллионов полигонов (встречаются и такие) для фотореалистичной визуализации ее как отдельного объекта, то помещение такой модели в сцену интерьера грозит трудностями дальнейшего редактирования данной сцены и весьма продолжительным временем ее просчета.

Интерьерное проектирование и визуализация

Перед тем как перейти к описанию процесса проектирования дизайна интерьера в редакторах трехмерной графики, необходимо рассказать об особенностях оформления помещений и дать несколько определений.

Этапы создания виртуального интерьера

Интерьером называется вид помещения изнутри. Одним из важных моментов изображения интерьера, как, впрочем, и других сцен, является правильный выбор точки обзора и композиции. Поэтому, как уже упоминалось, имеет смысл начать с эскизных набросков будущей сцены (рис. 1.42).

Рис. 1.42. Цифровой эскиз гостиной

Следующей основной задачей при создании виртуального проекта интерьера является корректный выбор перспективной проекции. От этого зависит выразительность окончательного изображения. При фронтальном показе одной из стен главная точка сцены (см. выше раздел «Принципы композиции») окажется примерно посередине, и композиция получится, скорее всего, симметричной, что достаточно формально и плоско, хотя может быть оправдано, если необходимо показать помещение в целом (рис. 1.43). Данная проекция используется в основном для проверки сочетаемости материалов покрытия. Поэтому необходимо искать такое отображение интерьера, чтобы потолок, стены и пол имели гармоничные пропорциональные соотношения.

Рис. 1.43. Фронтальный перспективный вид смотрится достаточно просто, хотя и позволяет увидеть все помещение сразу

Если сравнить три композиции интерьера одного и того же помещения (рис. 1.44, а), соответствующего плану, то можно сделать вывод, что наиболее выигрышно в смысле выразительности выглядит верхняя композиция (рис. 1.44, б), остальные две либо не дают всей полноты представления о помещении, либо смотрятся неинтересно (рис. 1.44, в, г). После визуализации данные изображения могут быть использованы в качестве дополнительных эскизов.

Рис. 1.44. Композиционные решения отображения интерьера: а – планировка помещения; б – наиболее удачный ракурс изображения; в, г – менее удачное расположение камеры

После создания набросков и выбора композиции можно переходить собственно к моделированию. Сначала формируется основная сцена, в которую потом следует поместить все остальные объекты. Затем моделируют предметы будущего интерьера. Удобнее моделировать каждый интерьерный объект в отдельном файле, а впоследствии совмещать его с основной сценой, присоединив объект из файла. В дальнейшем можно будет использовать эти модели для других сцен. Если же начать моделировать все в одной сцене, то через некоторое время работа может замедлиться из-за постепенного увеличения количества полигонов в сцене и, как следствие, нагрузки на видеоподсистему и центральный процессор компьютера.

Одной из сложностей создания интерьеров в программах трехмерной графики является правильное (реалистичное) освещение сцен. Если для освещения сцены с одним объектом достаточно трехточечной схемы освещения (см. раздел «Способы освещения пространства»), то в интерьере обычно присутствует несколько источников освещения: окна, источники искусственного света, отраженный от предметов свет. Они дают сложное и мягкое освещение, в результате чего приходится устанавливать разноцветные дополнительные источники отраженного света для подсветки теней и других областей или использовать алгоритмы расчета освещения методом переноса излучения (Radiosity), о которых будет рассказано далее.