UNIVERZITET U SARAJEVU ARHITEKTONSKI FAKULTET

3D ARHITEKTONSKA VIZUELIZACIJA UZ POMOĆ RAČUNARSKE TEHNIKE

NAPREDNI SISTEM RENDERIRANJA u 3DS Max-u /Vray/

Mentori: doc. Dr. Rada Čahtarević VIII SEMESTAR pred. Dr. Branko Vučjak ŠK. GOD. 2006/2007. Student: Suvad Hamzić

Vray predstavlja jedan od najtraženijih render engine-a u svijetu. Zamišljen je kao dodatak 3ds max-u. Svoju je primjenu našao u mnogim studijima za 3d vizualizaciju širom svijeta. Koristi se u filmskoj industriji, multimilionskoj industriji video igrica i naravno postao je glavni program za renderiranje u arhitektonskim studijima. U narednom tekstu će biti objašnjeno kako funkcioniše Vray, te kako se podešavaju scene kako bi se unaprijedio kvalitet rendera, te kakva je razlika između običnih (default) rendera i Vray rendera. Potrebno je instalirati Vray te uraditi sljedeće. Na paleti Rendering potrebno je aktivirati opciju render scene sl. 001. i u kartici common pronaći podkarticu Assign renderer i umjesto Default Scanline renderer postaviti Vray renderer. Klikom na dugme sa tri tačkice otvara se opcija za izbor engine-a! Sl. 002.

SL. 001. SL. 002.

Nakon aktiviranja Vray-a u kartici renderer se pojavljuju dodatne opcije koje će biti naknadno objašnjene. Da se primijetiti da se javilo mnogo više opcija za podešavanje rendera nego što ih je bilo kod default rendera. U kartici render se pojavljuju opcije koje se tiču Vray-a kao produkta te opcije za podešavanje osvjetljenja, načina renderiranja, filtera koji će se koristiti prilikom renderiranja te njihova međusobna interakcija. Sl. 003. U narednom tekstu će biti pojašnjeno ugrubo zašto svaka od ovih opcija služi i na koji način se koristi i približno koji efekat izaziva.

Sl. 003.

Opcija ili podkartica authorization je vezana za aktivaciju Vray-a i za njegovo licenciranje i bitna je prilikom instalacije Vray-a sl. 004.

Sl. 004. sl. 005

Podkartica About Vray govori o produktu, i kontaktima. Sl. 005. Opcija Frame Buffer je vezana za prozor za renderiranje, naime Vray posjeduje vlastiti prozor za renderiranje, vlastitu postavku rezolucije, vlastiti raw format slika, i mogućnost odvajanja boja rendera prema tri osnovne boje i njihovo posebno snimanje. Sl. 006.

Sl. 006.

U podkartici frame buffer po default opciji stoji da se rezolucija i prozor za renderiranje podešava direktno u max-u. Klikom na opciju Enable built-in Frame Buffer aktivira se mogućnost podešavanja rezolucije u Vray-u, kao i aktivacija Vray prozora za renderiranje. Sl. 007.

Sl 007.

Ako se isključi opcija Get resolution from MAX otvara se mogućnost izbora rezolucije u Vray-u.

Sl. 008.

Opcija Vray raw image file snima render u Vray raw format. Opcija Split G-Buffer channels omogućava snimanje rendera posebno po bojama (tri onovne boje. Sl. 008.

Podkartica Global switches kontroliše osnovne parametre za geometriju, osvjeljenje, materijale i sjenčenje rendera. Sl. 009.

Sl. 009.

Opcija Geometry je vezana za geometriju rendera. Opcija Lighting omogućava kontroliranje svjetala koja se koriste u sceni, kao i sjena. – Lights uključuje ili isključuje svjetla u sceni

- Default lights uključuje svjetla koja su postavljena kao tekuća u sceni - Hidden lights uključuje svjetla koja su sakrivena u sceni - Shadows uključuje sjene prilikom renderiranja - Show GI only uključuje samo GI (Global Ilumination) prilikom

renderiranja

Opcija Materials je vezana za osobine materijala i njihove promjene prilikom renderiranja. Preko ove opcije moguć je direktan uticaj na osobine materijala.

- Reflection/refraction je vezana za refleksiju i refrakciju materijala - Max depth je vezan indeks prelamanja svjetlosti i zavisi o refleksije i

refrakcije. - Maps uključuje ili isključuje mape materijala u sceni. - Filter maps vezana je za tretman mapa prilikom renderiranja, kao i

Max transp. Levels i Transp. Cutoff koji su vezani za prozirnost materijala.

- Override mtl. Omogućava apliciranje samo jednog materijala u sceni koji se uključivanjem ove opcije automatski postavi na sve elemente u sceni.

- Glossy effects daje efekat sjaja ili vedrine samom renderu tj bolje odbijanje svjetlosti u sceni.

Opcija Raytracing je vezana za sjenčenje, tj za bačenu sjenu i kontroliše broj zraka sjene prilikom sjenčenja (Secondary rays Bias). Podkartica Image Sampler (Antialiasing) Opcije ove katrice su vezane za filtere koji će se koristiti prilikom renderiranja Sl. 010.

Sl 010.

Opcija fixed rate omogoćuje fiksirane podjele elemenata prilikom filtriranja scene, odnosno renderiranja tj. Renderiranje u više faza. Koje se direktno kontrolišu ovom opcijom. Opcija Adaptive QMC (Quasi Monte Carlo GI) omogućava kontroliranje podjele elemenata renderiranja vezano za QMC. Opcija Adaptive subdivisions daje najviše opcija za kontrolu antialiasing-a scene i najčešće se koristi.

Opcija Antialiasing filter omogućava izbor filtera za antialiasing, te njegov intenzitet. Filter Area se najčešće koristi kao default opcija. Podkartica Indirect illumination (GI) spada u red opcija koje su jedne od najvažnijih u prilikom korištenja Vray engine-a. Ova podkartica kontroliše globalno osvjetljenje u sceni. Sl 011.

Sl. 012.

Opcija GI caustics kontroliše uticaj svjetlosti na materijale u sceni i kakav će on biti (reflektivan, refraktivan, ili oboje) Opcija Post-processing utiče na zasićenost i kontrast globalnog osvjetljenja u sceni. Opcija Primary bounces utiče na izbor primarnog GI engine-a i na zastupljenost globalnog osvjetljenja u sceni, vezano za engine kojim se renderira. Opcija Secondary bounces je identična prvoj s tim što se njom konstroliše drugi engine koji je isljučivo vezan za osvjetljenje scene.

Sl 013.

Također u sklopu ovih opcija postoji izbor različitih GI engine-a koji daju različite rezultate, različito utiču na dužinu trajanja rendera. U narednom tekstu će biti objašnjeni engine-i Irradiance map i Light cache kao engine-i koji se najčešće koriste prilikom renderiranja u Vray-u. Podkartica Irradiance map je direktno vezana za izbor na prethodnoj podkartici. Naziv kartice i osobine su vezane za engine koji se gore odabere. Sl 014. Opcija Built-in preset omogućava podešavanje finoće, odnosno nivoa renderiranja scene, pa tako imamo opcije od vrlo slabog do vrlo visokog novoa, kao opciju custom koja omogućava slobodno podešavanje pojedinih parametara vezanih za pojedine elemente renderiranja. Opcija Basic parameters kontroliše parametre gore navedenih nivoa renderiranja scene.

- Min rate kontroliše minimalan broj pred rendera u sceni o kojima će će biti riječi kasnije kod praktičnog primjera.

- Max rate kontroliše maximalan broj predrendera. - Ostale opcije su vezane za broj podpodjela elemenata vezanih za

renderiranje, odnosno direktno su vezane za kvalitet rendera i iskorištenost GI engine-a.

- Opcija Options omogućava prikazivanje pojedinih faza renderiranja sa predrenderima.

- Advanced options kontrolišu način rada GI engine-a. Sa mogućnošću uticaja na kvalitet rendera.

Sl. 014.

- Mode omogućava podešavanje postavke rendera, tj. Definisanje da li se radi o jednom renderu ili grupi rendera tj. Animaciji.

- On render end je opcija koja daje mogućnost da se render nakon renderiranje ukloni iz prozora za renderiranje ili da se automatski snimi na odabrano mjesto.

Podkartica Light cache je kao i prethodna podkartica vezana za postavku GI engine-a. Na podkartici Global illumination. Ova podkartica reguliše finoću osvjetljenja u sceni preko pojednih parametara. Sl 015.

Sl. 015. Opcija Calculation parameters reguliše svjetlosni proračun u sceni

- Subdivs reguliše broj tačaka odnosno broj podjela na osnovu kojih se osvjetljava scena globalnim osvjetljenjem

- Sample size reguliše veličinu tačke na koju pada svjetlost.

- Scale reguliše u odnosu na šta se određuje veličina tačke. - Show calc. Phase omogućava prikaz proračuna osvjetljenja kao

predrender prilikom renderiranja scene. Opcija Reconstruction parameters reguliše rekonstrukciju, odnosno reprodukciju proračunatih parametara u prethodnoj opciji Opcije mode i On render end su identične kao u prethodnoj podkartici. Podkartica Caustics Caustics se moze okarakterisat kao uticaj osobina jednog materijala na drugi materijal manifestovan preko osvjetljenja i direktno vezan za refleksiju i refrakciju. Sl. 016.

Sl 016. Caustics utiče na intenzitet, doseg, broj photona i gustinu svjetlosnih zraka koje padaju na objekte kao posljedica refleksije i refrakcije. Opcija mode omogućava snimanje postavke scene vezano za Caustics ili preuzimanje iz neke druge scene. Opcija On render end je identična kao u prethodnim slučajevima.

Podkartica Environment je vezana za skylight tj. dnevno osvjetljenje Sl. 017.

Sl. 017. Opcija GI Environment - Override MAX's omogućava uključivanje opcije skylight. Ovom opcijom skylight postaje nadređen standardnom Maxovom osvjetljenju. Također je omogućen izbor boje dnevnog osvjetljenja. Opcija Reflection/refraction etc. environment omogućava podređivanje standardnih maxovih parametara vezanih za refleksiju i refrakciju Vray parametrima. Omogućen je izbor boje u kojoj će se manifestovati refleksija ili refrakcija. Podkartica QMC sampler je vezana za filter ili GI engine Quasi Monte Carlo o kom je ranije bilo riječi. Ovom podkarticom se podešavaju osnovni parametri vezani za ovaj filter. Sl 018.

Sl 018.

Podkartica G-buffer/Color mapping Vezana je za način renderiranja u smislu razdvajanja boja na renderu, tj ova opcija daje mogućnost da se render renderira u razsličitim sistemima boja ili da se prikaže neovisno u tri osnovne boje (crvena zelena žuta). Sl 019.

Sl. 019.

Podkartica Camera Omogućava postavku kamere prema postavljenim parametrima i njenu direktnu interpolaciju u scenu neovisno od standardnih maxovih postavki za kamere, ili omogućava preuzimanje maxove kamere iz scene te njeno dodatno modifikovanje sa Vray parametrima. Ovom podkarticom se može podesiti kamera tipa Riblje oko. Cilindrična kamera, sferična itd. Također je moguće podešavati dubina vidnog polja, zatim zamagljivanje scene prilikom pravljenja animacije. Sl. 020

Sl 020.

Podkartica Default displacement Ovom podkarticom se podešava prikaz ivica objekata, te zamjena standardnih maxovih postavki sa Vray parametrima. Odnose se na sirinu i dužinu ivice objekta u pikselima. Sl. 021.

Sl 021.

Podkartica System sl 022.

Sl 022.

Ovom podkarticom se reguliraju osnovni parametri vezani za finalizaciju render engine-a vezanih za način renderiranja u prozoru za renderiranje. Opcija Raycaster params. Regulira bacanje svjetlosnih zraka na objekte, te širinu svjetlosne zrake. Opcija Render Region division regulira veličinu kvadratića za renderiranje u pikselima po x i y koordinati, te način na koji se kreću ti kvadratići unutar prozora za renderiranje. Sl. 023.

Sl. 023.

Opcija Distributed rendering omogućava renderiranje na drugi računar putem LAN-a ili interneta, tj. direktno slanje rendera na neki računar bez prethodnog snimanja na računar koji vrši renderiranje. Sl. 024.

Sl 025.

Opcija Previous render omogućava modifikovanje sljedećeg rendera bez mijenjanja postavke scene, u smislu da sljedeći render bude tamniji, da mu se doda više neke od osnovnih boja itd. Sl. 026.

Sl 026. Opcija object settings omogućava podešavanje parametara vezanih za osvjetljenje, refleksiju, refrakciju, blur itd. Za svaki od objekata unutar scene posebno, i neovisno od postavke scene. Sl. 027.

Sl 027.

Opcija Lights settings omogućava podešavanje bilo kojeg svjetla koje je u sceni neovisno od postavke scene. Sl 028.

Sl 028.

Opcija presets omogućava preuzimanje postavke GI engine-a iz bilo kojeg fajla u kome se koristio i njegovo apliciranje u novu scenu. Sl 029.

Sl. 029.

Opcija Default geometry reguliše tip geometrije u sceni, tj. da li se radi o klasičnom renderu, ili animaciji, također, ako se radi o animaciji, reguliše utrošak memorije na postavljanje pokreta u sceni. Opcija Frame stamp omogućava da se na svaki render postavi određen natpis, sa regulacijom veličine i tipa fonta, kao i poravnanja na renderu itd. Također imamo još i opcije vezane za fajlove u kojima se radi, kao i opciju Vray log koja predstavlja Vray komandni prozor koji obavještava koji procesi se dešavaju prilikom renderiranja. Ima mogućnost da se isključi. Vray kreiranje scene U narednom tekstu će biti objašnjeno kako kreirati scenu za renderiranje sa korištenjem GI engine-a Irradiance map i Light cache, koji ujedno daju i najbolji rezultat.

Najprije da pokažemo kako izgleda Vray, odnosno render koji je rađen pod default opcijama. Sl. 030. i slika 031. radena default scanline renderer-om.

Sl. 030. sl. 031

Kao što se da primijetiti bitnije razlike se ne uočavaju, osim načina na koji radi render engine u prozoru za renderiranje. Render na sl. 032. je rađen u Vray sceni.

Sl. 032.

Da bi kreirali Vray scenu krenut ćemo korak po korak. Kao prvo na podkartici Global switches potrebno isključiti opciju Default lights kako bi se aktiviralo globalno osvjetljenje, ostale opcije treba zadržati. Sl 033.

Sl. 033.

Zatim na podkartici Image sampler potrebno je aktivirati opciju Adaptive subdivision i podesiti min. rate na -1, max rate na 3., ostale opcije zadržati sl. 034.

Sl. 034.

Na podkartici Indirect illumination potrebno u opciji GI caustics podesiti, odnosno aktivirati Refractive. U opciji Primary bounces odabrati Irradiance map kao GI engine, u opciji Secondary bounces odabrati Light cache kao GI engine. Ova podkartica ujedno predstavlja i najvažniji korak ka kreiranju scene, jer daljnje podešavanje upravo zavisi od parametara ovdje odabranih i podešenih. U opciji Post-processing zadržati sve već ponuđene opcije. Sl. 035.

Sl 035. Podkartica Irradiance map je kako je i gore navedeno direktno vezana za izbor GI engine-a. Ova podkartica također predstavlja važan korak ka kreiranju scene. Potrebno je opciju current preset podesititi na Custom. Zatim u opciji Basic parameters potrebno je podesiti Min. rate na -2, Max. rate na -1- ove opcije su vezane za broj predrendera, što je Min rate veći broj predrendera je veći i renderiranje traje duže, Max. rate treba ostati na -1 u bilo kojem slučaju. U opcijama HSph. Subdivs. I Interp. Samples potrebno je podesiti 60 i 50 kako bi se dobili optimalni rezultati. Zatim još je potrebno u opciji Options aktivirati Show calc. phase i Show direct light kako bi se u prozoru za renderiranje prikazivao svaki proces koji se odvija prilikom renderiranja vezana za GI engine Irradiance map. Potrebno je još u opciji Advanced options aktivirati Multipass i podesiti Calc. pass interpolation samples na 10.

Ostale opcije se mogu zadržati ili mijenjati prema potrebama. Sl. 036.

Sl. 036.

Podkartica Light cache je kao i prethodna vezana za izbor GI engine-a i direktno je vezana za osvjetljenje u sceni (Global Illumination) U opciji Calculation parameters potrebno je podesiti Subdivs. Na 800 ili više u zavisnosti da li želimo kvalitetnije osvjetljenje u sceni, stim da se sa povećanjem broja tačaka svjetla povećava i dužina trajanja renderiranja. Opcija Sample size predstavlja veličinu gore navedenih tačaka, potrebno je podesiti na 0,01. Što je ovaj broj manji analiza svjetlosti je veća i renderiranje traje duže. Još je potrebno je aktivirati opcije Store direct light i Show calc. phase kako bi se prikazale faze renderiranje u prozoru za renderiranje. Sl. 037. Ostale opcije se mogu zadržati i preuzeti kao default.

Sl. 037.

Na podkartici Environment potrebno je uključiti u opciji GI Environment (skylight), override MAX's i podesiti boju po želji. Ovdje još postoji mogućnost da se doda mapa po želji npr. mapa neba. Sl 038.

Sl. 038.

Ostale podkartice se mogu zadžati sa standardnim postavkama ili mijenjati prema željama i potrebama. U narednom dijelu će biti prikazan rendering kroz faze kao i neki renderi renderirani u ovakvoj sceni.

Faza Building Light cache

Faza Prepass 1 (predrender 1)

Faza Prepass 2 (predrender 2)

Završen render

Ovdje su neki primjeri rađeni Vray render engine-om

Garnitura za sjedenje

Umjetnička škola

Enterijer kafića

Porodična kuca

Olimpijski bazen

Vikendica