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Animazione 3D, Shading: Materiali trasparenti [Blog Experimentales] [Blender]

In qualsiasi programma di editing e modellazione 3D avere parametri che definiscono le proprietà di ogni materiale.

Trasparenza o opacità del grado è una delle caratteristiche più complesse per simulare.

Per gestire gli oggetti trasparenti, useremo un valore che misura l'opacità (opposto di trasparenza) . Un valore null rappresenta un oggetto completamente trasparente, Mentre il valore massimo verrà assegnato agli oggetti completamente opachi.

Trasparenza è associato con un altro parametro che governa il cambiamento di direzione dei raggi di luce che passa attraverso il materiale, è il coefficiente di rifrazione; i calcoli che produce software per simulare questi effetti sono basati sul “Ley de Snell“.

Rifrazione è il cambiamento di direzione sperimentato un'onda quando si passa da un mezzo ad un altro materiale. Si verifica solo se l'onda incidente obliquamente sull'interfaccia di due mezzi, e se hanno differenti indici di rifrazione. Origina una velocità di cambiamento rifrazione della propagazione delle onde. (Wikipedia)

Legge di rifrazione (Ley de Snell) (Fonte wikipedia)

Questa legge ci dice come cambia la direzione di un raggio di luce che passa da un mezzo ad un altro, per esempio dall'acqua all'aria, incidendo sotto un certo angolo rispetto alla normale alla superficie che separa due mezzi, ed è modellata secondo la seguente espressione:

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

Dove:

  • n1 = indice di rifrazione del primo mezzo,
  • θ1 = Angolo di incidenza,
  • n2 = indice di rifrazione in quanto significa
  • θ2 = angolo di rifrazione.

 

Effetto di rifrazione e riflessione

L'applicazione della trasparenza per oggetti dovrebbe essere vista da tre diversi punti di vista:

  • Distorsione dell'immagine
  • Miscela di luce e colore
  • Gettato ombre

Guardiamo più in dettaglio cosa intendiamo.

Distorsione dell'immagine

L'effetto visibile di rifrazione è una distorsione dell'immagine.

Un semplice esempio che vediamo quando abbiamo messo una matita in un bicchiere e sembra essere diviso.

In sequenze seguenti, la stessa immagine in primo luogo sono stati calcolati utilizzando un valore predeterminato per la rifrazione e quindi senza effetto di rifrazione.

In realtà ogni volta ci costa di più per vedere questo esempio nella vita reale, Poiché il “Leggi della Gestalt“, in particolare quelli relativi all'esperienza, Ci dicono che la matita è continua e la nostra percezione Annulla parzialmente questo effetto visivo. Una foto possiamo vedere conoscitivo senza interferenze.

Miscela di luce e colore

Il colore utilizzato per superficie trasparente consente di modificare i colori degli oggetti che permette di vedere. Esso aggiunge o sottrae illuminazione in ognuno dei canali, A seconda se esso contiene questi componenti o meno.

Nelle seguenti immagini possiamo vedere l'effetto di sovrapporre un foglio semitrasparente colorato su ciascuno dei cubi con i colori di base;

La composizione o la miscela dei colori dipende la modalità di calcolo in ogni caso, la cosa importante è di anticipare il risultato basato su un modello di analisi singola.

Gettato ombre

Gettato ombre possono essere offuscate eliminando loro “durezza”. Questo effetto di attenuazione si verifica quando ci sono più fonti di luce, ma può anche essere associato con effetti atmosferici, per i raggi di luce a collidere con particelle in sospensione o a causa di rimbalzi casuali che si verificano nelle superfici ruvide.

Un primo caso interessante si verifica nelle scene con windows. L'ombra delle aree trasparenti diventa nell'illuminazione, investire il suo effetto.

Ci sono vari modi trasparenti che si sovrappongono vengono creati quando fenomeni di rifrazione di luce, Poiché le ombre possono alterare la sua traiettoria.

L'ombra acquisisce parte del colore dell'oggetto, e si fonde con i colori della scena; Se si è addolcito da un supermuestreo in raytracing (raggi diversi per ogni punto vengono calcolati, molto vicino) C'è una macchia simile a una vernice spray.

Come il sentiero delle ombre e rifrazione, riflessione speculare è fatto con il raytracing. Esso permette di “riflettere” su altre superfici, aggiunta di colore (iluminación).

Applicazione con Blender

Frullatore permette ha due “modalità” rendering per simulare l'effetto di trasparenza:

  • ScanLine: Un buffer di ombra con la proiezione dal punto di luce.
  • Raytracing: Ray tracing dalla posizione dell'osservatore.
  • Dal punto di vista di plastica, Modello di raytracing produce immagini più brillanti, ed è l'unico in grado di simulare effetti realistici di rifrazione e riflessione.

    Vedere “Luci e ombre” Abbiamo fatto un approccio alla trasparenza modificando il canale “Alpha” materiale, che determina il grado di opacità.

    Loro valori estremi sono zero per un vetro traslucido e uno per un oggetto opaco. Noi gestiamo quindi nel range di valori reali [0,1]

    Calcolo di trasparenza deve essere attivato in uno dei due metodi di calcolo che incorpora il frullatore.

    I risultati più semplici, ma anche il più veloce nel suo calcolo, è la modalità “scanline” in cui la scena è proiettata dal punto per stabilire quali punti sono illuminati; la tecnica consiste nel fare questa proiezione da diversi punti di luce e memorizzati in un buffer (memoria) la distanza di ogni punto visto da loro, dopo il rendering scena sarà analizzato se è il punto di rappresentare “visti” luce o non, nel qual caso è un'ombra.

    Per attivare la modalità “scanline” seleccionaremos el botón “ZTransp” Situato nelle schede che determinano le proprietà del materiale.

    Per ogni materiale, dovremo indicare la loro particolare forma di calcolo.

    Più realisticamente e più “Caro” rendering basato su modelli di Raytracing. Possiamo attivare nella scheda “Specchio Trans” selezionando il pulsante “Ray Trasp”. In questa stessa scheda è possibile abilitare la riflessione (Ray Specchio) e parametri che regolano entrambi gli effetti.

    In particolare la variabile “IDR” determinerà il “Indice di rifrazione”, che vi permetterà di ottenere i sopra citati effetti di deformazione.

    Per regolare il calcolo delle ombre che selezioniamo la lampada che si desidera modificare e attivare l'edizione delle loro proprietà con l'icona che rappresenta una lampadina.

    Se si desidera un risultato più realistico si dovrà attivare il raytracing di modalità di calcolo, selezionando il pulsante “Ray Shadow” Noi distribuire nuove opzioni.

    Numero “campioni” o campionamento è uno dei parametri che rendono più costoso il calcolo e si dovrà utilizzare saggiamente.

    Grazie a questa variabile è possibile impostare il numero di raggi che vengono calcolati per ogni elemento o pixel per rappresentare, per determinare il grado di diffusione dell'ombra.

    Vediamo quindi che i tempi di calcolo variano sostanzialmente, Poiché se il valore raddoppia anche renderà il numero di raggi per determinare e così il tempo trascorso insieme.

    Consigliato “giocare” con scene semplici per determinare il risultato della modifica dei suoi parametri in dettaglio, analizzando il “grano” l'ombreggiatura modificando il valore di “Dimensione morbida”.

    Altri parametri che colpisce soprattutto il risultato finale è il tipo di “Shaders” gli “Ombretto” (algoritmo di calcolo) che si applicano ad ogni materiale.

    Lavorare con modalità trasparenza “Fresnel” è il più consigliato, Anche se secondo il tipo di effetto o di atmosfera che vogliamo ottenere, possiamo usare uno o l'altro.

    Rifrazione (Wikipedia)
    Ley de Snell (Wikipedia)

    Tutorial fatto per la versione 2.49b

    Tutorial Blender