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Animation 3D, Ombrage: Matériaux transparents [Blogs expérimentale] [Blender]

En tout édition de programme et de modélisation 3D avoir des paramètres qui définissent les propriétés de chaque matériau.

Transparence ou l'opacité de l'objet est l'une des fonctionnalités les plus complexes de simuler.

Pour gérer les objets transparents, nous utilisons une valeur qui mesure l'opacité (Contrairement transparence) . Une valeur nulle représente un objet complètement transparent, tandis que la valeur maximale est attribuée à des objets totalement opaques.

La transparence est associé à un autre paramètre qui régit le changement de direction des rayons lumineux passant à travers le matériau, est le coefficient de réfraction; le logiciel effectue les calculs pour simuler ces effets sont basés sur le “Ley de Snell“.

La réfraction est le changement de direction a connu une vague en passant d'un support matériel à l'autre. Se produit uniquement si l'onde incidente en oblique sur l'interface de deux milieux, et si elles ont des indices de réfraction différents. Provient vitesse de changement de la réfraction de la propagation de l'onde. (Wikipedia)

Loi de la réfraction (Ley de Snell) (Fuente Wikipedia)

Cette loi nous dit comment change de direction d'un rayon de lumière qui passe d'un milieu à un autre, par exemple de l'eau à l'air, en projetant sous un certain angle par rapport à la normale à la surface de séparation de deux milieux, et qui est modélisée en fonction de l'expression suivante:

n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2\

Où:

  • n1 = indice de réfraction du premier milieu,
  • θ1 = angle d'incidence,
  • n2 = indice de réfraction que cela signifie
  • θ2 = angle de réfraction.

 

Réfraction et effet de réflexion

Application de la transparence à des objets devraient être considérés sous trois angles différents:

  • la distorsion de l'image
  • Mélange de la lumière et de la couleur
  • Ombres

Voyons plus en détail ce que nous entendons.

la distorsion de l'image

L'effet visible de réfraction est une distorsion de l'image.

Un exemple simple est vu lorsque nous avons mis un crayon dans un verre et semble être divisé.

Dans les séquences suivantes, est calculé de la même image en utilisant d'abord une certaine valeur de la réfraction et aucun effet de réfraction.

Se fait plus difficile pour nous de voir cet exemple de la vie réelle, depuis “Lois de Gestalt“, en particulier celles relatives à l'expérience, nous disons que le stylo est continue et notre perception de cet effet visuel annule partiellement. Avec une image, nous pouvons observer sans interférence cognitive.

Mélange de la lumière et de la couleur

La couleur utilisée pour la surface transparente modifie les couleurs des objets qui révèle. Eclairage ajoute ou soustrait chacune des voies, selon que ces composants contenant ou non.

Dans les images suivantes peut observer l'effet de la superposition d'une plaque semi-transparente de couleur sur chacune des couleurs de base cubes;

La composition ou le mélange de couleurs dépendent du mode de calcul, dans chaque cas, il est important d'anticiper le résultat basé sur un modèle analytique simple.

Ombres

L'ombre peut s'estomper élimination de son “dureté”. Cet effet de flou se produit quand il ya plusieurs sources de lumière, mais peut également être associée à des effets atmosphériques, les rayons lumineux entrent en collision avec les particules en suspension ou en raison des rebonds aléatoires qui se produisent sur des surfaces rugueuses.

Un premier cas intéressant se produit dans les scènes avec des fenêtres. L'ombre de la lumière devient transparent domaines, inverser son effet.

Lorsque plusieurs formes transparentes superposées sont créés phénomènes réfraction de la lumière, parce que les ombres peuvent modifier sa trajectoire.

L'ombre devient une partie de la couleur de l'objet, et fusionne avec les couleurs de la scène; si lissé par suréchantillonnage en raytracing (plusieurs rayons sont calculées pour chaque point, très proche) flou se produit semblable à un pistolet à peinture.

Comme la disposition des ombres et de la réfraction, réflexion spéculaire se fait avec raytracing. Permet “réfléchir” sur d'autres surfaces, ajoutant de la couleur (éclairage).

Demande avec Blender

Blender peut avoir deux “modes” rendre à simuler l'effet de transparence:

  • ScanLine: A l'ombre de tampon avec la projection du point de lumière.
  • Raytracing: Ray Tracing à partir de la position de l'observateur.
  • Du point de vue plastique, Raytracing modèle produit des images plus lumineuses, et il est le seul capable de simuler de façon réaliste les effets de réfraction et réflexion.

    Voyant “Ombres et lumières” Nous avons fait une approche à la chaîne changeant transparence “Alpha” matériau, la détermination du degré d'opacité.

    Leurs valeurs extrêmes sont égales à zéro, et une vitre translucide pour un opaque. Par conséquent, nous gérons dans la gamme des valeurs réelles [0,1]

    Le calcul des transparents doit être activée dans l'un des deux modes de calcul qui intègre un mélangeur.

    Le plus simple dans les résultats, mais aussi le plus rapide dans son calcul, C'est le mode “scanline” dans lequel on projette la scène à partir du point de déterminer lequel des points sont allumés; La technique consiste à cette projection à partir des différents points de la lumière et enregistrées dans une mémoire tampon (mémoire) la distance de chaque point de vue de leur, puis rendre la scène à analyser si le point est de représenter “vu” par luz ou pas, dans ce cas, une ombre.

    Pour activer l' “scanline” sélectionnez le bouton “ZTransp” situé sur les pattes qui déterminent les propriétés de la matière.

    Pour chaque matière, nous devons indiquer leur façon particulière de calcul.

    Le plus réaliste et plus “coûteux” rendu basé sur les modèles ray tracing. Nous pouvons tourner sur l'onglet “Mirror Trans” sélectionnant le bouton “Ray Transp”. Dans ce même onglet, vous pouvez activer la réflexion (Ray Mirror) et les paramètres qui régissent ces deux effets.

    En particulier, la variable “IDR” déterminer l' “Indice de réfraction”, qui va produire les effets de déformation précités.

    Pour ajuster le calcul doit sélectionner les abat-jour que vous souhaitez modifier et activer la modification de leurs propriétés avec l'icône représentant une ampoule.

    Si vous voulez obtenir des résultats plus réalistes, nous permettons raytracing calcul du mode, en cliquant sur le “Ray Ombre” nous déployons de nouvelles options.

    Nombre “échantillons” ou d'échantillonnage est l'un des paramètres qui augmentent le calcul et nous devons utiliser à bon escient.

    Avec cette variable, vous pouvez définir le nombre de rayons doit être calculée pour chaque élément ou pixel pour représenter, pour déterminer le degré de diffusion de l'ombre.

    Nous voyons que les temps de calcul varient considérablement, parce que si la valeur est doublée de même le nombre de rayons et donc de déterminer le temps passé dans l'obtention.

    Recommandé “jouer” avec des scènes simples à déterminer en détail la suite de la modification de paramètres, analyse “grain” à partir de l'ombre pour modifier la valeur de “Taille douce”.

    Un autre paramètre qui affecte surtout le résultat final est le type de “Shaders” ou “Ombre” (algorithme de calcul) que nous appliquons à chaque matériau.

    Pour travailler avec le mode de transparence “Fresnel” est le plus recommandé, même si, selon le type d'effet ou de l'atmosphère que nous voulons obtenir peut utiliser l'un ou l'autre.

    Réfraction (Wikipedia)
    Ley de Snell (Wikipedia)

    Tutorial réalisé pour la version 2.49b

    Blender Tutorial