Освещение при помощи VRay

Введение

Это краткий урок по освещению интерьера при помощи VRay 1.09c Advanced. Мы не будем обширно рассматривать вопросы моделирования, текстурирования или освещения архитектурных сцен. Целью этого урока является рассмотрение частного случая настройки освещения при помощи VRay, что позволяет использовать этот урок как руководство по настройке освещения в подобных сценах.

Аддитивное освещение.

Перед началом работы всегда полезно иметь приблизительный план действий. Для решения моей задачи я использовал аддитивный принцип.
Это значит, что я начал с полной темноты и постепенно, по одному, добавлял источники света. Каждый новый источник добавлялся только после получения удовлетворительного результата с текущим освещением. Такой подход позволяет эффективно отслеживать влияние каждого источника на всю сцену. Также это позволяет избежать присутствия лишних источников света, которые могут создать непредсказуемые результаты или увеличить время просчета.
Обычно я начинаю с настройки свечения неба (Sky Light), затем настраиваю свет солнца (Sun Light), а в самом конце, если это необходимо, добавляю заполняющий свет (Fill Light).

ПОДГОТОВКА И НАСТРОЙКА

Перед началом вычисления Irradiance Map нужно скрыть все стекла (glass). Кроме попадания в сцену большего количества света, увеличится скорость будущих промежуточных просчетов.

Установите разрешение изображения на 400х300 пикселей, а параметрImage Sampler AA в режим Fixed: Subdiv=1. На этом этапе мне нужна быстрая обратная связь, поэтому промежуточный результат может быть маленьким и достаточно грубым.

В свитке Advanced Irradiance Map Parameters>Mode включите режим Bucket Mode. При просчете изображение будет разделено на несколько участков, каждый из них (bucket) будет виден после окончания его вычисления. Я предпочитаю размер участка 128х128 пикселей. Во время работы я часто изменяю Render Region Sequence. Это позволяет скорее увидеть интересующий меня участок изображения. В первую очередь меня интересует свет, достигающий дальней от окна стены. Поэтому я устанавливаю направление просчета слева на право (Left>Right).

В редакторе материалов выключите все отражения (Reflections). Отражения добавляют лишние семплы в карту IR map, принцип действия которой основывается на параметре порога цвета (Clr Threshold).

Включите Indirect Illumination (GI). Используйте Irradiance Map Presets>Low. Включите Show calc. Phase, чтобы убедиться в том, что IR map вычисляется и увидеть расположение семплов в сцене.

SKYLIGHT / ENVIRONMENT LIGHTING

Создайте Omni Light и выключите его. Этим мы исключим влияние света, использующегося по умолчанию. Включите Environment > GI Environment (Skylight).

Убедитесь, что параметр Override MAXs включен.

Установите светло-голубой цвет неба (например R173, G208, B255) и Multiplier=4.0 Отраженное освещение выглядит достаточно мрачно. Для его настройки имеется две опции:
увеличить значение Multiplier или
II) использовать опцию Color Mapping в диалоговом окне рендеринга.
Color Mapping позволяет (в некоторой мере) управлять контрастностью между яркими и темными участками изображения.

В моем случае использовался Color Mapping т.к. наружные области имеют достаточный уровень освещения, а мне необходимо было повысить только яркость интерьера. Установите параметр Dark Multiplier=2.0
ПОДСКАЗКА: Сохраните IR map и используйте ее во время настройки множителей наложения цвета (color mapping multipliers)

Из файла описания VRay:

SUN LIGHT

Сделайте Sun System.
Параметры Sun System:Color: R255 G251 B237 Multiplier: 3.0 Shadow: On - VRay Shadows

Настройте Sun System так, чтобы направленный свет попадал внутрь помещения. Для ускорения времени просчета выключите Indirect illumination (GI). В данный момент присутствие GI не обязательно т.к. нам нужно знать куда падает свет только от Sun System.

Комбинация освещения из Sunlight (Direct) и Skylight (Indirect) обеспечивает достаточную освещенность комнаты. Однако, после просчета видно, что интерьер берет достаточно много синего цвета от Skylight.

Skylight доминирует, потому что установлено низкое значение множителя вторичного отражения (Secondary bounce). Для повышения уровня отраженного освещения от Sunlight установите Secondary Bounce Multiplier = 1.0

Примечание: этот параметр действует не так как множитель Color Mapping. Настройка Color Map влияет на яркость изображения, основываясь на уровне интенсивности, перед записью в Virtual Frame Buffer. В то время как изменение множителя GI влияет на вклад в общую освещенность каждого отскока луча света во время вычисления IR map. Таким образом, изменение величины отскока (Bounce Multipliers) требует пересчета IR map, а Color Mapping может использовать ранее сохраненную IR map.

Следующий важный момент - это то, что Skylight и рассеянное освещение от солнца не должны создавать теней от маленьких объектов (например, перила и балюстрада). Для этого можно повысить значения параметров IR map min & max, но это чревато увеличением времени просчета. Другой способ решения этой проблемы лежит в использовании невидимых источников света VRaylight для симуляции освещения от полированных (glazing) поверхностей.

ЗАПОЛНЯЮЩИЙ СВЕТ (Fill Light)

Поместите VRaylight у стеклянной стены. Проверьте направление нормали (Normal), она должна быть направлена внутрь комнаты.

Параметры VRaylight
Color: R255 G245 B217
Multiplier: 1.0
Invisible: On
Type: Plane

Обратите внимание на то, что тень от VRaylight выглядит гораздо лучше. Параметр Store in IR map источника света НЕ должен быть включен т.к. появится излишнее размытие областей тени при семплировании IR map.

Включите весь свет и IR map. Пришло время "подкрутить" настройки Color Map еще раз. Промежуточный просчет должен быть достаточно быстрым т.к. мы используем сохраненную IR map и будем работать только с множителями Color Map. Для финального просчета я использовал такие значения:

Bright = 1.0
Dark = 1.7

Примечание:
По-моему VRaylight данной версии (1.09с) глючит при использовании IR map т.к. появляются непрогнозируемые результаты работы внешнего света, который блокируется VRaylightом даже, когда VRaylight находится в состоянии Invisible.

Обходной путь:
Вычислите IR map с выключенным VRaylight. Сохраните результат для дальнейшего использования с включенным VRaylight. Надеюсь, в будущих версиях авторы программы исправят эту ошибку и надобность в использовании "обходного пути" отпадет.

НАСТРОЙКА ФИНАЛЬНОГО ПРОСЧЕТА.

Вычисление IR map:
Переключите IR map preset в положение Medium или High. Этот параметр зависит от разрешения и оптимизирован для размера картинки 640x480. Разрешение финального просчета будет 700х526 пикселей, поэтому такой пресет подходит очень даже хорошо…

Измените Render Output Size до необходимого размера. Сравните настройки с теми, что на моей картинке и подкорректируйте их где нужно. После вычисления IR map, VRay автоматически включит повторное использование сохраненной карты.

Включите VRaylight. Для устранения зернистости увеличьте значение параметра Subdivs.

Включите Reflections в параметрах материалов и добавьте в сцену скрытое оконное стекло.

Измените Image Sampler (AA) на Adaptive Subdivs=0.2. Если изображение имеет достаточно много больших глянцевых областей, Simple two-level AA будет работать гораздо быстрее, чем Adaptive Subdivs.

ПОСТ-ОБРАБОТКА

Несмотря на то, что VRay способен создавать красивые изображения, я часто применяю небольшую пост-обработку и "довожу до ума" детали в Adobe Photoshop.

Сделайте дубликат основного слоя.

Выберите Image>Adjustment>Color Balance. Включите режим Highlights и добавьте немного красного и желтого цвета. Сделайте дубликат этого слоя.

Установите режим смешивания слоев в положение Color и уменьшите Opacity дубликата до 30-50%

Сделайте еще один дубликат нижнего слоя. Переключите дубликат в режим Screen и поместите его над двумя слоями.

Добавьте этому слою маску. Скопируйте изображение и вставьте его в канал маски. Таким образом мы отмаскируем все темные участки слоя и будем работать только с яркими местами. Настройте Levels для канала маски.

Добавьте Gaussian Blur для смягчения бликов и уменьшите Opacity этого слоя.
По вкусу можно добавить такие эффекты как: Film Grain, DOF, Blur и т.д.

ВЫВОД
Используя некоторые возможности VRay, мы научились получать достаточно натуральные изображения с реалистичным освещением в достаточно короткие сроки.

Перед началом решения любой задачи по освещению полезно "набросать" план наступления. Одна из наиболее действующих стратегий заключается в добавлении источников свет постепенно. Причем, только одного за один раз. Это позволяет оперировать множеством параметров для каждого источника света на отдельном этапе.

Skylight + Sunlight + Fill lights = Total Illumination

Надеюсь, вы нашли этот урок для себя достаточно полезным и информативным. В будущем мы постараемся добавить еще один урок по освещению экстерьеров при помощи VRay.