Содержание главы

ГЛАВА 2

Смешанный цвет и свет

Много знаний потребуется объединить для успешного создания визуализации и анимации в 3D Studio MAX. При создании сцен внутри 3D Studio MAX вы поймете, что в программе представлено множество дисциплин. Искусство моделирования, освещения, фотографии, театра, живописи и рассказывания историй — все это является важными областями знаний для профессионального аниматора. Может быть, самым важным искусством считается работа со светом и цветом. Цвет воздействует на все, что вы видите и делаете. При виде красного цвета вы можете остановиться, и даже цвет комнаты влияет на ваше настроение. На основании цвета объекта могут приниматься решения о его приобретении. Понимание эффектов, вызываемых цветом, и способов применения цветов для достижения определенных эффектов является исключительно важным. В этой главе вы познакомитесь с различными концепциями цвета и света, а также с их отношением к компьютерной графике и 3D Studio MAX. В частности, в главе обсуждаются следующие темы:

Пигментные цветовые модели
Цвет как отраженный свет
Смешанный цвет в 3D Studio MAX
Цветовая композиция
Влияние цвета естественного света
Влияние цвета искусственного света
Влияние цветных ламп

Цвет обычно является наиболее важной характеристикой поверхности. Когда перед глазами появляется красный знак останова, вы делаете вывод, что знак останова "красный". Вы воспринимаете это как осязаемый факт и описываете его как красный знак или как знак, окрашенный в красный цвет. На самом деле это не сама поверхность красная, а красный свет, отраженный от нее. Пигмент, которым покрашен знак, поглощает весь спектр света, кроме красного, поэтому вашему глазу возвращается отраженная красная часть спектра. Ваши глаза воспринимают отраженный красный свет и мозг делает вывод, что знак на самом деле красный. На рисунке 2.1 показаны диаграммы отражения белого света от такого знака.
Повседневная жизнь и окружающие условия обманывают многих людей в том, что цвет — это в действительности отраженный свет. Это не должно показаться удивительным, поскольку, как правило, вы не взаимодействуете с цветами света. Вы не придаете этому особого значения, редко смешиваете цвета света или играетесь с ними и, вообще, находитесь в таких ситуациях, при которых большинство спектра не присутствует. На протяжении всей жизни вы привыкли сталкиваться с белым или практически белым цветом. В большинстве случаев вы взаимодействуете с цветом, имея дело с веществами, про которые заранее известно, что они отражают свет. Эти вещества называются пигментами. Даже в том случае, если вы не используете традиционные художественные пигменты, подобные краскам или чернилам, вы выполняете цветовое смешивание пигментов во время приготовления пищи, смешивания напитков, разливания жидкостей или даже при неудачах со стиркой белья. Цвет является важным компонентом вашей жизни — вы координируете и согласуете цвета, когда занимаетесь проектированием, украшениями или одеждой.
Но компьютерная визуализация и живопись на экране компьютера совершенно отличается от того, чему вас научила о цвете вся ваша жизнь. Теперь используется устройство, которое взаимодействует со светом (монитор компьютера), и инструменты для создания и манипулирования светом (3DS МАХ и, может быть, другие программы рисования). Важно понимать, что цвет света, который отражает пигменты, и является "цветом", который видят ваши глаза. В восприятии может быть скачок и глазу потребуется некоторое время, чтобы настроиться на цвет. Если вы сначала поймете, что такое цвета пигментов, узнать о сложностях и эффектах света будет намного проще.

Пигментные цветовые модели

Цветовая модель, о которой вы узнали в детстве и, вероятно, с тех пор используете, основана на пигментах. Желтая краска, смешанная с синей, дает водовороты зеленой краски. Существуют правила цвета, которым должны следовать пигменты, краски и даже цветные карандаши. Вас, вероятно, научили, что существуют три первичных цвета: красный, желтый и синий. Вам могли говорить, что, будучи первичными цветами, они должны быть чистыми — сами они не являются смесями, но используются для получения всех прочих цветов. Когда эти первичные цвета смешиваются с одинаковой интенсивностью, образуются вторичные цвета — оранжевый, зеленый и фиолетовый. Между первичными и вторичными цветами возможно бесконечное количество градаций, которые часто называют гармоничными или аналоговыми.
Благодаря тому, что цветовые модели основаны на первичных цветах, их часто называют цветовой моделью Красный-Желтый-Синий (RYB). Однако интуитивно эта модель не полностью корректна, поскольку не все можно получить из смеси трех первичных цветов.

Цветовая модель RYB

Цветовой диск является традиционным инструментом для демонстрации модели RYB, как показано на рисунке 2.2. Первичные цвета помещаются на равносторонний треугольник, а вторичные образуются на инверсном треугольнике. Цвета следуют по кругу в порядке светового спектра или радуги. Многие художники организуют свои палитры в виде цветовых дисков, что обеспечивает быстрое и предсказуемое смешение цветов. (Ирония состоит в том, что хотя палитра организована в соответствии со световым спектром, она в основном применяется для рассмотрения способов смешивания пигментов.)

Смешивание пигментных цветов

Три перекрывающихся круга "красок", полученных из первичных цветов, служат для демонстрации основ смешивания пигментов (посмотрите на первую цветовую пластину). На пластине смешиваются три круга для формирования вторичных цветов. Коричневый цвет образуется в результате тройного смешивания в середине, что является также результатом смешивания дополнительных цветов. Ввиду того, что они расположены друг против друга на цветовом диске RYB, они содержат все три первичных цвета. Белый цвет определен как отсутствие цвета, поскольку на самом деле он представляет собой холст или бумагу, куда наносится пигмент.
На цветовом диске нет черного цвета. В детстве вас, наверное, научили создавать черный цвет, смешивая все остальные цвета, но обычно это приводит к созданию "грязного" цвета, а не черного. Из-за этой трудности многие считают черный цвет первичным и приобретают его как отдельный пигмент. По мере понимания сути цвета станет очевидным, что отсутствие черного цвета является недостатком модели цвета RYB. Хотя модель RYB является интуитивной в отношении общих цветов мира, она завершена неполностью.

Цветовая модель CYM

Хотя цветовая модель RYB очень древняя и использовалась многими художниками, она не является точной цветовой моделью. Получение настоящих интенсивных цветов, таких как фиолетовый, фуксиновый или зеленоватый, невозможно, равно как и смешивание настоящего черного цвета. При столкновении с этой проблемой многим студентам, собирающимся стать художниками, говорят, что эти цвета трудно смешивать и лучше купить их в виде тюбика. Это связано с полным непониманием цвета, поскольку упомянутые выше цвета являются истинными первичными цветами. Нельзя сказать, что традиционные художники не знают, что они делают — они используют цветовую модель, которую можно связать со всем окружающим миром.

Первичные пигменты

Три первичных пигмента - голубой, желтый и фуксин (пурпурный) являются дополняющими цветами для белого света, основными первичными цветами которого являются красный, зеленый и синий. Обе эти модели показаны на рисунке 2.3. Все пигменты (или субтрактивные вещества) образуются из этих трех цветов. Использование упомянутых первичных цветов и составляет цветовую модель CYM. В модели CYM красный цвет является смесью фуксина и желтого, синий - смесью голубого и фуксина, а цвет, который многие люди считают желтым, является желтым с добавлением фуксина. Одна из причин, по которой цветовая модель CYM интенсивно не распространена, заключается в том, что эти первичные интенсивные цвета являются неестественными, их трудно обнаружить и связать с чем-либо в реальном мире. Настоящий первичный цвет редкий по своей природе, как и его ежедневное использование.

ПРИМЕЧАНИЕ

Несмотря на то, что природа не допускает существование пустот, она, по крайней мере, ненавидит первичные пигменты. Трудность создания чистых пигментов голубого, фуксина и желтого цветов является одной из причин такого длительного использования модели RGB. Чистых желтых цветов не было до 1800 года, а чистый фуксин появился только к 1850 году. Художники в течение долгого времени были вынуждены использовать пигменты, цвета которых были уже субтрактивными или смешанными. Хорошим примером является посмотреть на старые цветовые пластины, в которых используется модель RYB в качестве модели для смешивания. Они часто кажутся плоскими и загрязненными, поскольку для затемнения в них использовался черный цвет. Эта нехватка интенсивных первичных цветов является одной из причин, по которой старые мастера живописи пребывали в определенном настроении, и тема цвета была общей для них — интенсивных первичных цветов просто не существовало. Мастерство и наблюдения старых мастеров живописи следует учитывать, а не просто отметить, что они не были знакомы с моделями CYM и RGB.

Четырехцветная печать и CYMK

Важным отличием CYM является то, что смешивание первичных цветов дает черный цвет, а не знакомый коричневый, который получается от смешивания красного, желтого и синего цветов.

ПРИМЕЧАНИЕ

При создании цвета с помощью модели CYM и, таким образом, смешивания пигментов, составляющие цвета часто выражаются в процентных отношениях (например, 50% желтого, 45% голубого и 5% фуксина дают некоторый оттенок зеленого). Такова форма рецептов прихотей художников. Использование подобных соотношений для описания цвета совершенно аналогично объемам цвета, задаваемым в 3DS МАХ. Цветная печать — это носитель, основанный на пигментах, для которого требуется черный цвет, и он глобально использует модель CYM. Из-за этого модель CYM часто называют красочной цветовой моделью, в которой голубой, желтый и фуксин являются основными цветами, а черный представляет собой смесь этих цветов.
Три пересекающихся круга "печатной краски" служат для демонстрации этой базовой модели. На практике смешанный черный цвет является очень интенсивной смесью голубого и фиолетового, но выглядит всегда черным цветом. Хотя по такому рецепту можно смешивать все печатные черные цвета, в печатной промышленности используются черные чернила как дополнение CYM для предотвращения ночного кошмара от смешивания всех трех первичных цветов в большей части текста и графики. Печать считается четырехцветным процессом, в котором черный цвет является дополнительным цветом - как буква К в CYMK.

Цвет как отраженный свет

На самом деле цвет пигмента — это свет, отраженный от объекта. Цветной свет — свет, отраженный от объектов, - это именно то, из чего состоит наш видимый мир. Объект является красным потому, что он абсорбирует зеленую и голубую часть спектра и отражает оставшийся красный свет. На рисунке 2.4 этот процесс показан с помощью освещения двух красных сигналов останова с белой надписью. Первый знак освещен белым светом, который отражается красным от поля и красным, зеленым и синим от надписи. Второй знак освещается только голубым светом. Поскольку красный свет не отражается, поле остается черным и абсорбирует весь зеленый и синий свет. Белая надпись отражает зеленый и синий свет и поэтому кажется голубой. Каждый пигмент абсорбирует конкретную часть спектра и отражает свет, с которым он связан. Смешанные пигменты субтрактируют различные цвета из спектра, чтобы образовать новый "цвет". Синий (который не отражает красный или желтый), смешанный с желтым (который не отражает красный или синий), образует зеленый цвет с помощью полной субтракции возможности смеси по отражению красного. Пигменты являются взаимно субтрактивными и это именно то, на что ссылается 3DS МАХ, когда речь идет о том, что прозрачный материал в Material Editor является "субтрактивным".

Модель RGB

Когда белый свет преломляется через призму, его цветовые компоненты разделяются, чтобы создать радугу. Эта радуга является спектром, присущим белому свету, и цветовым диапазоном, который может воспринимать глаз человека. Цвета следуют в спектре в таком порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый, из чего образуется акроним ROYGBIV (индиго включен сюда, в основном, для того, чтобы эта аббревиатура легче произносилась). Из-за этих спектральных цветов, первичными из которых являются красный, зеленый и синий, эта цветовая модель для света и называется RGB.

ПРИМЕЧАНИЕ

Небелый свет преломляется в собственный спектр, поскольку часть общего (белого) спектра должна в нем отсутствовать, чтобы он стал "цветным". В то время, как белый цвет представляется как отсутствие пигмента в модели CYM (представленной белым цветом холста), черный цвет представляет собой отсутствие света в модели RGB (и его можно считать истинной темнотой). Для образования белого света смешиваются три первичных света. При смешивании они образуют вторичные цвета - голубой, желтый и фуксин - которые являются первичными цветами в пигментной модели CYM.
Дихотомия между светом и пигментом является важным понятием, чтобы полностью узнать как выглядят материалы при изменяющейся освещенности. Свет и пигмент являются противоположностями, однако дополняющими друг друга. Первичные цвета одной модели являются дополняющими для другой. RGB излучает свет, CYM отражает его. Пигмент объекта нельзя увидеть без падения света на объект, а для того, чтобы увидеть окрашенный свет, необходима непрозрачная поверхность. При объединении всех цветов света создается белый цвет, а при объединении всех цветов пигмента создается черный. RGB смешивает все цвета путем их сложения, а CYM — путем вычитания.

Смешанные цвета света

Три перекрывающихся "точечных источника света" демонстрируют эту основную модель (еще раз посмотрите на первую цветовую пластину). Здесь черное представлено отсутствием цвета, а белое создано с помощью смешения трех первичных цветов - красного, зеленого и синего. По мере того, как области света смешиваются, получается вторичный голубой цвет, фуксин и желтый. Если посмотреть на обе эти модели рядом, становится очевидным, что модель RGB является настоящей противоположностью модели CYM, и каждый первичный цвет является вторичным цветом другого.
В примере модели lightrgb.max используется три точечных источника света, чтобы показать аддитивную модель цвета света RGB. Модель состоит из трех источников света, которые сияют на фоне белого квадрата. Точечные источники света представляют собой чистый цветной свет на белой поверхности без другого цвета или пигмента, влияющего на них.
Сцена на рисунке 2.5 показывает три первичных пятна красного, зеленого и синего цветов в двух затененных окнах. Эти окружности представляют собой первичные источники света. Когда перекрываются только две окружности, вы видите первичные пигменты желтого, голубого и фуксинового цветов. Если перекрываются все три круга, вы увидите смесь всех светов (белый), что эквивалентно отсутствию всех пигментов.

ПРИМЕЧАНИЕ

Круги света становятся "зазубренными" на краях в затененных окнах, поскольку интерактивный визуализатор 3DS МАХ использует для отображения затенения Gourand. В этом методе эффекты освещенности вычисляются с помощью затенения вершин модели. Эффект освещенности появляется точным только тогда, когда отображаемый каркас плотный. Для того, чтобы увидеть истинный эффект света, необходимо выполнить окончательную визуализацию.

Использование точечных источников света для анализа цвета RGB

Следующее упражнение демонстрирует адитивную цветовую модель RGB.

Загрузите сцену lightrgb.max из сопровождающего CD-ROM.
Задействуйте видовое окно Тор и нажмите кнопку Quick Render (быстрая визуализация). Области света визуализируются как совершенно четкие окружности.
Выберите красный точечный источник света, Spot-Red, и щелкните на панели Modify для просмотра текущих установок света.
Значения RGB для Spot-Red равны 255, О, О - что означает чистый красный цвет без компонентов зеленого и синего. Другие точечные источники света насыщены аналогично.
Можете исследовать эффект света путем регулировки цвета точечных источников света и их позиционирования.

Вы должны использовать то, что цвет света является аддитивным, а пигменты — субтрактивными. При аддитивных цветах чем больше цвета добавляется, тем белее становится оттенок, а при пигментах при добавлении цветов оттенок темнеет. Это понятие кажется незнакомым ввиду того, что большинство людей вне театра или индустрии света не имеют опыта (или самой возможности) в смешивании цветов света. Но на самом деле вас каждый день окружает цветовая модель RGB, потому что каждый телевизор и монитор компьютера отображает цвет при помощи раздельных красного, зеленого и синего каналов.

Исследование цвета RGB

Полное понимание цветовой модели RGB полезно, поскольку на ней основаны практически все цветные компьютерные приложения. К счастью. Color Selector (селектор цвета) 3DS МАХ, показанный на рисунке 2.6, обеспечивает великолепный метод для овладения понятием смешивания цветов RGB.

Войдите в Material Editor, щелкнув на кнопке Material Editor линейки инструментов.
Дважды щелкните на цветовой отметке Diffuse для вывода Color Selector (при этом неважно какой материал активен, так как вы изменяете цвет). Color Selector одновременно регулирует цвет с помощью ползунков и цветовой отметки, а также значений для Material Editor, цвета и визуализируемого образца сферы.
Щелкните на цвете в градиенте Hue или на ползунке Hue и убедитесь в том, что ползунок Whiteness (белизна) не находится в нижней части диапазона.
Переместите ползунок Sat (насыщение) в положение 255 (поворачивайте его все время вправо) и убедитесь в том, что ползунок Value (значение) не находится на максимуме. При этом создается полностью насыщенный цвет, в котором, по крайней мере, одно из значений RGB максимизировано до текущего уровня ползунка Value, а другое значение сведено до нуля.
Передвигайте ползунок Hue вперед и назад и наблюдайте за ползунками RGB. По мере перемещения ползунка через спектр Hue обратите внимание, что каждый раз перемещается только один ползунок канала RGB. Во время прохождения по спектру обнаруживаются максимумы и минимумы красного, зеленого и синего компонентов света.
Установите ползунок Saturation в положение 0 (до отказа влево). По мере уменьшения насыщения цвета обратите внимание на то, что компоненты RGB сближаются до тех пор, пока не станут полностью выровненными. Из-за того, что значения RGB теперь сбалансированы, свет не имеет цвета и отметка цвета становится серой. Помните об этом как о горячей клавише для создания серого. Отметим, что значения оттенка и освещенности по-прежнему не изменяются и в случае увеличения насыщения восстанавливается первоначальный цвет.
Манипулируйте всеми тремя ползунками RGB так, чтобы они не выравнивались и не находились в самых крайних положениях, после чего перетащите любой из ползунков RGB в 0. Ползунок Saturation (насыщение) перемещается вправо и цветовая отметка становится полностью насыщенной.
Перетащите этот же ползунок RGB вправо и вы увидите, что ползунок Saturation тоже перемещается вправо, а отметка цвета "сереет". Любой цвет, для которого один или несколько ползунков RGB установлены в 0, всегда является полностью насыщенным цветом. Это становится очевидным при перетаскивании одного из ползунков RGB влево. По мере того, как это делается, ползунок насыщения перемещается вправо и полное насыщение наступает тогда, когда ползунок цвета достигает значения 0.
Установите значение Saturation в 255 и перетащите ползунок Value вправо и затем обратно влево. При этом одновременно все три ползунка RGB перемещаются вправо и влево. По мере увеличения значения цвета все три канала RGB увеличиваются вправо до тех пор, пока не создается чистый цвет спектра (оттенок). Уменьшение значения смещает ползунки RGB влево до тех пор, пока не образуется черный цвет; при этом нет никакого отражения света. Такой же эффект достигается путем смещения каналов RGB влево и вправо, но при этом есть одно существенное отличие: объем оттенка постоянно изменяется и эффективно исчезает на краях, поскольку цвет отсутствует.

Использование света для объяснения пигмента CYM

Интересное упражнение, которое демонстрирует модель CYM, в 3DS МАХ можно выполнить с помощью источников света. В отличие от окружающего мира, пятнам света в 3DS МАХ можно присвоить отрицательные множители, чтобы вычесть свет из сцены, а не добавить его. На рисунке 2.7 показано, что отрицательный свет действует как пигмент, когда падает на поверхность, и вычитает освещенность от других (положительных) источников света.

Загрузите сцену lightrgb.max из сопровождающего CD-ROM.
Щелкните на закладке Create для отображения панели Create Command (команда создания) и щелкните на кнопке Lights (источники света) в верхней части панели Create Command.
Щелкните на кнопке Directional (направленный) и поместите новый направленный свет в центр видового окна Тор.
Переместите свет Directional на ту же самую высоту, на которой находятся три существующих точечных источника света.
Щелкните на закладке Modifier и увеличьте установку V: до 255 для создания чистого белого света. Вы, вероятно, заметите, что свет ограничен центральной областью.
Отметьте флажок превышения света. При этом источник света не ограничивается и может освещать все области с одинаковой интенсивностью. Освещенность другим светом можно совершенно не учитывать, поскольку поверхность отражает белый свет; и здесь не сделают своего вклада ни красный, ни зеленый, ни синий свет. Поверхность окна должна теперь быть ярко белой.
Нажмите на Н Key, выберите Spot-Red и измените значение ее множителя из 1.0 на -1.0. Теперь точечный источник света, который раньше был красным, вычитает красный цвет из направленного цвета и кажется голубым.
Установите значения множителя для двух оставшихся точечных источников света в -1.0. В результате этого все три круга света "печатной краски", голубой, желтый и фуксин, перекрываются для образования первичных цветов - красного, зеленого и синего. Когда все три круга перекрываются в центре, они создают черный цвет из-за того, что удаляют весь положительный свет со сцены.
Результирующий файл можно найти в lightcym.max на сопровождающем CD.

Смешанный цвет в 3D Studio MAX

3D Studio MAX обеспечивает уникальный селектор цвета, который позволяет интуитивно выбирать и манипулировать цветом. Хотя все цвета внутри системы хранятся во внутреннем представлении значений RGB (красный, зеленый, синий), селектор цвета (рис. 2.8) позволяет выбирать различные цвета и использовать их при помощи разнообразных методов.

Описание цветов с помощью HSV

Цвета могут быть неуловимыми. "Какой тип зеленого цвета был у этого зеленого тента?" "Это был глубокий, сочно-зеленый цвет, но я не уверен, насколько он голубой и насколько темный". Воспоминания о цветах трудно восстановить.
Даже в то время, когда вы сосредоточиваетесь на понимании цвета объекта, он изменяется, когда характер света, который освещает объект, изменяет положение и тон. "О, но этот тент выглядит более зеленым, чем в прошлый день". Для ясности, цвет пигмента часто описывается его тремя свойствами. Хотя многие согласятся с этими тремя характеристиками, существует несколько течений, которые по-разному определяют эти понятия. Частью цветового диска, на котором основан цвет, называется оттенком. Если взять ползунок оттенка (Hue) Color Selector и сделать с помощью него окружность, получается цветовой диск. При ссылке на цвет объекта, имеется в виду оттенок. Термин "оттенок" стал совершенно универсальным понятием в системах определения цвета. Для случая описанного выше тента оттенок является синевато-зеленым.
Чистота цвета относится к его хроматичности, интенсивности, силе или насыщенности (в 3DS МАХ). О насыщенности можно думать как о степени, до которой цвет смешивается с другими цветами. Чистый цвет всегда является полностью насыщенным потому, что не смешивается ни с какими другими цветами в противоположность серому цвету, который является сильно смешанным и имеет низкую или нулевую насыщенность. Для продолжения использования ссылки на тент, цвет должен быть сочным, поэтому к нему нельзя добавлять много красного; он должен иметь совершенно полное насыщение.
Каждый оттенок в диапазоне цветов может изменяться от очень темного до очень светлого, что часто принимается за освещенность цвета, глубину или, как это называется в 3DS МАХ, его значение. По мере того, как цвета углубляются и становятся более черными, их значения уменьшаются; с увеличением яркости их значения увеличиваются. Монохромная раскраска является хорошим примером того, как оттенок использует все свои значения. Чтобы покончить с тентом, следует сказать, что ткань была глубокой по цвету и поэтому имеет меньшее значение.
Все вместе эти описания цвета известны как модель HSV - оттенок, насыщение и значение - и могут использоваться для описания всех цветов. Для традиционных художников они соответствуют непосредственно оттенку Munsell System, хроматичности и масштабам значений. 3DS МАХ обеспечивает ползунки цвета HSV в виде опции, когда цвета выбираются через стандартный селектор цвета.

Регулировка цвета при помощи осветления и затемнения

3DS МАХ обеспечивает дополнительное управление цветом с помощью цветовых ползунков Color Selector Whiteness (осветление) и Blackness (затемнение). Цвета осветляются и затемняются с помощью одновременной манипуляции насыщением цвета и его количеством. Этот эффект очень похож на добавление белого или черного пигмента к существующему цвету краски и очень просто идентифицируется.
На практике изменение положения ползунка Whiteness от верха до низа устанавливает Saturation из положения 255 в 0, a Value (значение) при этом регулируется от начальной точки до 255. Перемещение ползунка Blackness от верхнего положения в нижнее устанавливает Saturation из начальной точки в 0, а регулировку Value из значения 255 в конечную точку. Регулировки осветления и затемнения не влияют друг на друга и на оттенок - их эффектом является только манипуляция значениями Saturation и Value.

Исследование Color Selector

Color Selector 3DS MAX является очень хорошим инструментом для изучения смешивания цветов. Это упражнение помогает понять смысл ползунков цвета HSV, а также их влияние друг на друга. На рисунке 2.9 показано, как осуществить доступ к Color Selector из диалога Object Color.

Щелкните на отметке Object Color на Command Panel для получения доступа к диалогу Object Color и затем дважды щелкните на Active Color (данный Color Selector идентичен Color Selector из Materials Editor).
Щелкните на любом цвете на ползунке Hue и установите ползунки Saturation и Value в положение 255. Теперь у вас есть чистый спектральный или полностью основанный на цветовом диске оттенок цвета, который отображается в выбранной цветовой отметке.
Переместите ползунок Hue влево и вправо и отметьте изменения цвета на цветовой отметке. По мере изменения значения Hue с помощью ползунка цвет плавно изменяется по спектру внутри отметки. Для получения чистого цвета потребуется пройти через весь спектр.
Перетащите ползунок Whitness в самый низ и яркость в цветовой отметки будет увеличиваться до тех пор, пока она не станет чисто белой. По мере увеличения Whiteness значение Saturation уменьшается ввиду того, что для получения более белых цветов необходимо добавить еще RGB и таким образом снять насыщение с первоначального цвета; при этом Value должно увеличиться, чтобы осветлить цвет.
Перетащите ползунок Blackness до упора вниз и яркость цветовой отметки будет уменьшаться до тех пор, пока не станет серой (чем ниже опускается ползунок Whiteness, тем ярче становится серый цвет). С увеличением Blackness значение Saturation уменьшается, поскольку для достижения более серых оттенков требуется вычесть дополнительные RGB и Value нужно уменьшать, чтобы цвет стал более темным.
Перетащите ползунок Saturation в правое положение и ползунки Whiteness и Blackness будут подниматься.
Перетащите ползунок Value влево и вправо и вы увидите, что Value увеличивается, Blackness поднимается, a Whiteness опускается; в случае уменьшения Value происходит обратное.

Это упражнение указывает на важное понятие при смешивании цветов в 3DS МАХ. При регулировке ползунка Saturation или Value или обеих ползунков Whiteness и Blackness, просматривается весь диапазон данного оттенка. Хотя при создании цветов с использованием этих двух методов имеются подобия, получаемые результаты совершенно отличны. Если создается диапазон цветов, совместно использующих хроматический диапазон, необходимо придерживаться одного метода. Сигналы соседних цветов можно создавать либо при помощи независимой регулировки Value или Saturation, либо только посредством элементов управления Whiteness и Blackness. Если методы смешиваются, результирующие цвета не будут являться частью непротиворечивого сигнала.
Еще следует помнить о том, что значения всех цветов в 3DS МАХ хранятся только в виде значений RGB. Это означает, что для отображения HSV используются соответствующие хранимые значения RGB. Whiteness и Blackness никогда не отображают значения, поскольку они манипулируют Value и Saturation одновременно и являются только вспомогательными при смешивании цветов. Несмотря на то, что можно ссылаться и записывать определенное значение HSV, значения Whiteness и Blackness являются просто визуальными индикаторами.

Цветовая композиция

Цвет является индивидуальным и личным — у всех есть свои любимые цвета и глобальные параметры для их объединения. Однако существуют правила или рекомендации, по которым цвета координируются, согласуются и смешиваются в большинстве создаваемых вещей. Понимать эти вещи важно даже в том случае, если создаются миры, которые существуют только в вашем воображении. Эти миры часто основаны на таком понимании потому, что это основная ссылка для тех вещей, которые мы создаем. Цветовая композиция существенно влияет на нас независимо от того, раскрашиваем ли мы текстуры пигментом или освещаем свой мир источником света. Неудачные выборы цветов делает сцену нереальной, безвкусной, бестолковой и похожей на карикатуру. В этом разделе рассматриваются различные субъективные свойства цвета и способы их использования.
Пигмент в 3DS МАХ моделируется при определении материалов, фонов и атмосфер. Во всех случаях они являются поверхностями или представляют их. Поверхность отражает свет, и свет, который отражается к вам, является ее цветом. На цвет этого отраженного света влияют цвета, поглощаемые поверхностью (цвет поверхности), и цвет света, который освещает ее. При рассмотрении цветов пигмента предполагается, что большая часть спектра расположена вблизи белого света.
Для описания цвета используется множество терминов и мир искусства стандартизовал большинство из них. Хотя вы можете не считать себя художником или человеком, относящимся к миру искусства, важно развивать знание этих понятий, поскольку работа с 3DS МАХ, без сомнений, заставит вас контактировать с художниками и их произведениями. Эти термины будут использоваться во всей остальной части книги при описании цвета.

Дополняющие цвета

Цвета, расположенные на противоположных сторонах цветового диска, являются дополняющими по отношению друг к другу. Для основной модели RYB первичными дополняющими цветами являются красный и зеленый, желтый и фиолетовый, синий и оранжевый. Дополняющие друг друга цвета можно получить на любом месте цветового колеса, например, красновато-оранжевый будет дополнять зеленовато-синий.
Дополняющие цвета имеют ряд важных характеристик. При использовании рядом дополняющие цвета добавляют интенсивность в связанный с ними цвет и создают максимальную визуальную контрастность. При этом также создается максимальное визуальное напряжение, потому что дополняющие цвета соревнуются между собой за цвет, который они потеряли. В этом случае для человеческого глаза может создаться нежелательный эффект "прыжка" или "броска". Смешанные вместе дополняющие цвета создают тени коричневого и серого, что требуется для нейтрализации интенсивности оттенка предка и обычно не используется при традиционном смешивании цветов. Когда окрашенный объект отбрасывает тень, он сдвигается по направлению к своему дополняющему цвету. Этот эффект распространяется на окрашенные источники света, которые влияют на отбрасывание теней со сдвигом дополняющего цвета.

Теплые и холодные цвета

На тип и степень присутствия оттенка обычно ссылаются как на цветовую температуру. Теплые цвета содержат больше красного, оранжевого и желтого, а холодные — больше синего. Теплые фиолетовые цвета основаны на красном, а холодные зеленые — на синем. Нейтральные коричневые и серые цвета также различаются по температуре.
Температура является важным понятием при присвоении цветов объекту или сцене. Вы должны решить, является ли объект "холодным" или "теплым", и обеспечить затем непротиворечивость за счет присвоения цвета. Животные, например, имеют тенденцию совместно использовать семейства теплых цветов, а растения - наоборот, холодных. Запрещенная сцена должна быть по своей природе совершенно холодной, а приятная сцена имеет теплую цветовую палитру.

Продвижение и отступление цветов

Теплые и холодные цвета имеют психологический эффект продвижения и отступления, эффект, при котором человеческий глаз интерпретирует порядок спектра (когда красный цвет идет первым, а фиолетовый последним). Теплые цвета, в особенности, красный, кажутся продвигающимися и подходят ближе, в то время как холодные цвета кажутся отступающими и отодвигаются назад - это одна из причин, по которой большинство вывесок на магазинах являются красными.
Ваш пространственный опыт усиливает подобное восприятие, поскольку атмосфера охлаждает цвета, отражая на них синий цвет, когда они уходят за горизонт. Удаленные объекты теряют интенсивность своего цвета и становятся более серыми, в то время как их оттенки смещаются в синюю часть спектра. Когда сцена отступает к горизонту, она теряет свою интенсивность и становится более холодной. Когда это выполняется вручную с помощью программы рисования или в 3DS МАХ посредствам материала Mix или RGB Tint - это считается тонким, но важным шагом для создания реалистичного фона. Окружение тумана, который окрашен соответствующим образом, можно использовать для получения одинакового результата как для фона, так и для всей сцены.

Ограничения на использование черного и серого

Многие художники никогда не используют по-настоящему черный цвет, а предпочитают свои собственные темные смеси с глубоким цветом. При смешивании с полным насыщением ряд соседних цветов на цветовом диске RGB (более всего используются комбинации индиго и малинового или ультрамаринового и зеленого от Hooker) могут создать глубокие цвета, которые приближаются к черному. Причиной такого выбора смешивания является то, что черный пигмент ("как из трубы") делает внешний вид плоским и неестественным. Темные богатые цвета, получаемые при смешивании, предпочтительнее ввиду того, что для глаза они кажутся более глубокими и, на самом деле, являются более темными, чем цвета, полученные при смешивании с чисто черным цветом. Художники научились приберегать черный цвет для создания эффектов "выжженного" и "покрытого пятнами" в связи с тем, что этот цвет стремится нейтрализовать оттенки и создавать "грязные" цвета.
Черный цвет также используется для смешивания с очень холодными и неестественными чисто серыми цветами. В реальном мире практически ничего но существует без цвета или не является по-настоящему серым, поэтому оставим только черный цвет. Почти все видимые вокруг цвета являются красными, желтыми или синими. Поскольку в этом отражается восприятие человека, важно помнить об этом при смешивании различных цветов в 3DS МАХ. Хотя настоящий серый цвет можно получить с помощью установки ползунка Saturation в нуль, это не тот мир, который вас окружает.
Из-за того, что серый цвет редко отсутствует в цвете, оттенки серого следует использовать очень аккуратно. Объекты, которые основаны на настоящем сером цвете и освещаются "серыми" цветами, кажутся неестественными, "компьютерными". Причина простая — создание такого эффекта в реальном мире весьма затруднительно. В общем случае небольшой сдвиг в сторону теплого или холодного цвета как в свете, так и в материалах, кажется более реалистичным.

Влияние цвета освещенности

На всех поверхностях сцены могут быть хорошо изготовленные материалы, но она по-прежнему выглядит неправдоподобно плоской и бледной. Это вполне возможно, поскольку поверхность — всего лишь отражение освещенности сцены. Цвет, расположение и интенсивность освещенности сцены оказывают огромное влияние на результирующие изображения. В последующих разделах обсуждается важность цвета для света. В главе 19, "Освещенность и атмосфера", рассматривается методы для размещения и интенсивности.
Между цветом источника света и уровнем освещенности существует заметная корреляция. Яркая освещенность обычно связывается с цветом синего неба и холодными цветами, а низкая освещенность — со светом свечи, костра, тусклым цветом и теплыми цветами. Не забывайте об этом при выборе цвета первичного источника света.

Влияние цвета естественного света

Цвет, который природа обеспечивает в течение дня, в основном является белым. Опыт показывает, что яркий солнечный цвет является по-настоящему белым, и естественно верить в то, что цвета объекта будут самыми истинными, если рассматривать его непосредственно под солнечным светом. На практике же цвет солнечного света изменяется в зависимости от времени, сезона и погоды.
Больше всего вы можете осознать возможности визуализации цвета солнечного света, когда его нет. Сколько раз вы ходили в магазин и были недовольны цветом материала. Свет, созданный человеком и освещающий магазин, не обеспечивает всего видимого спектра для того, чтобы правильно видеть цвет. Глаза знают об этом и пытаются скомпенсировать утраченный цвет. Можно даже поднести объект к окну или вынести его на улицу, чтобы посмотреть на него в естественном свете и убедиться в "истинном" цвете.

Солнечный свет

Солнечный свет непросто охарактеризовать количественно, поскольку он сам по себе содержит множество особенностей, тонов и оттенков. Каждое утро солнце может быть теплым серым светилом в ясный день или холодным серым светилом в пасмурный день. Ближе к вечеру солнце может создать очень теплый желтый тон, а закат солнца будет иметь цвет от ярко-красного до розовато-лилово-фиолетового. В полдень солнце может выглядеть почти белым, в то время как окружающий свет, отбрасываемый с севера, может показаться небесного цвета или иногда выглядеть просто холодным. Для вычисления всех свойств солнечного цвета никаких формул не существует. Просто необходимо наблюдать мир вокруг себя и использовать свои наблюдения для создания сцены. Научитесь пристально всматриваться в фотографию или горизонт и анализировать качество света. При анимации солнца в условиях затененной студии следует также учитывать, как цвет солнца изменяется в течение дня.

Атмосфера

Атмосфера земли может многое сделать с качеством и цветом солнечного цвета. Чем плотнее атмосфера, тем больше влияния она оказывает на цвет. Поэтому восходы и закаты солнца кажутся нам такими захватывающими. Когда солнце в полдень находится прямо над головой, оно проникает через самые тонкие слои атмосферы и имеет наиболее белый цвет. Кроме того, свойства солнечного света изменяются в зависимости от долготы и времени года. Солнце стоит прямо над головой на экваторе, низко в небе над полюсами, высоко летом и низко зимой. Солнечный свет в экваториальной пустыне является самым белым светом из всех падающих на землю.
Атмосфера может усиливать эффект солнца и луны, когда они приближаются к горизонту. Предметы в это время визуально увеличиваются вместе с увеличением влияния их цвета. Необходимо учитывать состояние атмосферы, поскольку она также влияет на качество света. Промышленное, загрязненное небо создает теплый коричневый свет, а насыщенный влагой туман, дождь или снег создают холодный свет. Хмурое небо вызывает большее отражение света и последний выглядит значительно серее.

Свет во внешнем пространстве

Если посмотреть на сцену, у которой нет атмосферы, на ней нет фильтрации света, и очень мало, если вообще есть, отраженного или окружающего света для освещения других частей окружающей обстановки. Сцены на луне и в космосе освещены очень белым светом, на них практически нет окружающего света и поэтому они имеют очень четкие контуры, что характерно для фотографий NASA. Видимыми являются только области объекта, которые непосредственно обращены к солнцу. Остальная часть объекта является черной подобно окружающему вакууму. Тусклый контур новой луны — это все, что можно увидеть под окружающим светом космоса.

Лунный свет

Лунный свет является другим естественным источником света, освещающим мир. Большинство из нас стремится думать о нем, как о "свете" на основе желтого, но это не так просто. Луна просто отражает свет от солнца. Точно так же, как солнечный цвет фильтруется, проходя через атмосферу, то же самое происходит с лунным светом. При движении по ночному небу луна, подобно солнцу, изменяет свой цвет. Лунный свет имеет характерный желтый цвет, когда луна находится низко на небесах, и белеет по мере ее подъема. Из-за того, что луна является слабым источником света, освещенность от нее низкая, и количество света, отраженного от поверхностей, минимально. Количество света на сцене, которая изображает лунный свет, должно быть очень малым и иметь сильное цветовое смещение к цвету, дополняющему лунный цвет.

Влияние цвета искусственного света

Многие из вас проводят большую часть времени дома в условиях искусственного освещения. Для корректной визуализации и анимации внутренних сцен следует понимать, что представляют собой различные цвета искусственного света и как их воспринимает ваш глаз. Для этого в индустрии освещенности существует множество терминов, и в настоящей книге сделана попытка правильно применить стандартную терминологию. При описании освещенности в реальном мире лампа является источником света (который чаще называется "колбой"); каркас или отражатель является корпусом для лампы; свет — это энергия от источника света до того, как он попадает на поверхность; освещенность — это свет, отражающийся от поверхностей. Таким образом, в понятие освещенности входит лампа, которая излучает свет и освещает сцену. В SDS MAX объект света, эквивалентный лампе и внешнему ее окружению, является совершенно произвольным понятием, поэтому уместно сказать, что точечный источник света освещает сцену тепло окрашенным светом.

Температура лампы

Человек создал многие формы света. Их цветовые характеристики часто описываются в терминах температуры Кельвина (не смешивайте это с теплыми и холодными цветами). Этот термин аналогичен куску металла, который нагревается, — сначала он становится глубоко красным, переходит в ярко-красный цвет, затем становится оранжевым, желтым и проходит весь спектр цветов, пока не станет "горячим добела". В качестве сравнения - температура восходящего солнца составляет около 2000 градусов по Кельвину, полуденное солнце разогревается до 5000 градусов, хмурое небо — до 7000 градусов, а синие небеса имеют температуру до 10000 градусов.
В этой книге не рассматривается специфика температуры каждого источника цвета. Они представлены здесь, в основном, как инструменты для сравнения и как часть второстепенной информации для читателей, незнакомых с этим предметом.
Температура по Кельвину в какой-то степени эквивалентна оттенку и насыщению цвета, в то время как яркость и интенсивность света являются подлинной функцией значения цвета в свете. Характеристикам окружения света, которые должны быть такими же, как и свет на сцене, можно придать различную интенсивность, но они должны быть близкими по оттенку и насыщению. В этом случае значение цвета света действует очень похоже на "переключатель ближнего света".

Лампы накаливания

Самой старой и наиболее широко используемой искусственной лампой следует считать лампу накаливания. Эти лампы являются точечными источниками света и их интенсивность ограничивается только приложенной мощностью. Цвет, отбрасываемый от лампы накаливания, является теплым, имеет в своей основе оранжевый цвет и температуру, близкую к температуре восходящего солнца. Мощность ламп накаливания можно регулировать при помощи реостатов и при низком уровне мощности они кажутся совершенно оранжевыми. Галогенные лампы также являются лампами накаливания, но имеют более высокую температуру. Они обеспечивают существенное увеличение освещенности и излучают более белый, но теплый свет. Когда галогенные лампы тускнеют, они также становятся оранжевыми.

Флюоресцентные лампы

Флюоресцентные лампы по сравнению с лампами накаливания излучают более белый цвет на основе сине-зеленого цвета. Более высокая температура галогенных ламп, вероятно, не будет иметь преимущества, если нельзя указать цвет, который должен быть в магазине. Несмотря на то, что эти лампы кажутся "белее", их свет вызывает исчезновение многих других дополняющих цветов красного, оранжевого и телесного тонов. Сила цвета флюоресцентной лампы определяет его фиксированное количество. Хотя Флюоресцентные лампы являются линейными источниками света, в большинстве случаев они группируются вместе и разворачиваются по отношению друг к другу для создания достаточных уровней освещенности. При ежедневном использовании они действуют скорее как точечный источник, нежели линейный. Это наблюдение является важным в плане того, что 3DS МАХ не поддерживает истинных линейных источников света.

Влияние цветных ламп

Некоторые лампы искусственного цвета хуже воспроизводят цвет по сравнению с флюоресцентными. Лампы на основе натрия чаще используются в качестве светильников на улицах и промышленных предприятиях. Эти лампы в некоторых случаях являются самыми яркими и наиболее экономичными по потреблению, но они излучают очень насыщенный оранжево-желтый свет. К лампам самого старого типа относятся ртутные, но они по-прежнему используются для освещения улиц и излучают синевато-зеленый цвет.
Каркасы ламп иногда добавляют цвет к своим лампам. Лампы накаливания имеют широкий диапазон покрытий с оттенком, и для создания любого вообразимого цвета к ним можно добавить линзы с полупрозрачным цветовым покрытием. Огни останова являются примером цветных линз, которые можно видеть ежедневно. Точечные и направленные источники света 3DS МАХ воспроизводят эффекты цветных линз, когда они отбрасывают тени от трассировки лучей, а для линз используется материал с непрозрачностью Filter для соответствующего цвета.
Наиболее впечатляющими цветными огнями, наблюдаемыми ежедневно, являются неоновые огни. Они излучают очень насыщенные цвета и могут осветить сцену исключительно своеобразно. Воссоздание подобных эффектов в 3DS МАХ может потребовать большого искусства, но ради этого стоит потрудиться. Эффекты создания неоновых цветов более глубоко рассматриваются в главе 19.
Хотя качество цвета искусственных ламп изменяется в больших пределах, следует усвоить, что это изменение не всегда приемлемо. Изготовители аппаратуры для освещения прилагают максимум усилий, чтобы их светильники излучали свет, максимально приближенный к белому. Понимание того, как искусственный свет влияет на общее качество сцены, является важным при анализе окружающего мира. Как для художника и аниматора перед вами стоит задача отразить настроения, а не в совершенстве смоделировать условия освещенности.

Использование цветного света

Вы прочитали об искусственном свете, однако наиболее вероятно, что вам не понадобится его использовать в большинстве случаев. Главная задача в 3DS МАХ заключается в создании правдоподобной сцены, художественного выражения или просто приятного изображения. Способ, в соответствие с которым производится манипуляция светом, целиком зависит от вас. При этом, наверное, лучше всего использовать информацию о конкретных лампах в качестве подсказки при анализе окружающего мира.
То, что вы видите в своем мире 3DS МАХ, зависит от способов его освещения — то, что вы видите, полностью зависит от цвета источника света и его расположения. Цвета, которые выбираются для источников света, оказывают потрясающее влияние на настроение сцены и изображение объектов. При освещении всей сцены следует осторожно использовать сильно насыщенный цвет, поскольку он может полностью исказить восприятие вашего мира. При воспроизведении характеристик желто-оранжевых натриевых ламп голубовато-фиолетовые объекты не освещаются и кажутся белыми объектами, подобными оранжевым. Примером этого является поиск ярко-синего автомобиля на стоянке, освещенной такими же огнями. Из-за того, что в оранжевом свете голубой не отражается, автомобиль кажется чисто черным.
Повторное создание чистых искусственных источников света может сделать вашу сцену стерильной и лишенной цветов. Может быть, это именно то, что необходимо получить, если вы демонстрируете эффекты различного выбора освещенности. Однако в большинстве случаев сцена должна быть живой при большом количестве цвета.

ПРИМЕЧАНИЕ

Фотографы, которые часто выполняют снимки в условиях низкой освещенности, часто используют цветные фильтры для коррекции или, по крайней мере, минимизации влияния окрашенного света на сцену. Интенсивно окрашенный цвет при правильном использовании может создать на сцене фантастические эффекты. Если посмотреть на освещение театра со сцены, вы не увидите белого цвета — почти все будет покрыто вибрирующим цветным светом. В театрах обычно используются чисто красный, синий, зеленый, желтый, фуксиновый или зеленоватый цвет в различных комбинациях. Эти чистые цвета света смешиваются на сцене, придавая некоторым областям и многим теням больше насыщенности и резонанса, нежели можно достигнуть посредствам белого освещения. Цветной свет может создать поразительные эффекты, если он используется для совершенно белых объектов, а также для монохроматических сцен. Белые поверхности отражают весь спектр света и отображают смешение оттенков и интенсивности различного падающего на них света.

Дополняющие цвета в свете

Если вы находитесь в среде, освещенной окрашенным светом, ваши глаза адаптируются к этой среде и становятся очень чувствительными к дополняющему цвету источника света — цвету, который необходим для восстановления белого света. Это явление называется цветовым постоянством и оказывает влияние на размещение дополняющего цвета в неосвещенных или затененных областях человеческого глаза. Наиболее общеизвестным примером подобного явления является фиолетово-синие тени, которые появляются на сцене, освещенной желто-оранжевым светом лампы накаливания. Чем больше становится цветовая интенсивность источника света, тем больше воспринимается сдвиг в тенях.
Художники, оформители сцены и дизайнеры сценического набора знают этот эффект и максимизируют воспринимаемую глубину теней с помощью цвета, который сдвигается по направлению к дополняющему цвету света. Проанализируйте сцену театра перед огнями дома и вы, вероятно, обнаружите избыток фиолетового цвета и глубокий синий цвет в большинстве окрашенных теней. Большинство светлых цветов независимо от того, являются ли они естественными или искусственными, имеют, по крайней мере, небольшой желто-оранжевый оттенок, который создает дополняющие цвета от фиолетового до глубокого синего. Из-за того, что это ближе к восприятию света человеком, нежели восприятие настоящего пигмента, "помощь" 3DS МАХ делает небольшое смещение цвета важным потому, что наблюдатели смотрят на изображение, а не участвуют в сцене.
В 3DS МАХ для моделирования общего количества накопленного отраженного цвета, присутствующего на сцене, используется Ambient Light (фоновый свет), расположенный в диалоге Environment. При этом вложение цвета происходит во все объекты однородно, независимо от дополнительных источников света, и является светом, который присутствует в неосвещенных объектах и тенях. Для создания реальности сдвиг цвета в окружающем свете в сторону дополняющего к основному свету создает эффект цветового постоянства и углубляет, делает более богатыми темные очертания и тени на сцене.

Отраженный свет и поглощаемость

Попадающий на объект свет поглощается или отражается. Красные объекты поглощают зеленый и синий цвет, отражая обратно красный цвет. Поэтому такие объекты воспринимаются как "красные". Кроме того, что отраженный цвет попадает в глаза, он воздействует на соседние объекты отраженным или отскочившим светом. Расположение матового красного объекта возле матовой белой стены и освещение сцены белым источником цвета создает красный оттенок на областях "белой" стены. Говорят, что стена унаследовала отбитый цвет. Более наглядным примером является помещение, освещенное потайными источниками света. Комната полностью освещается сверху, однако детали и цвет потолка можно различить. Это происходит в связи с тем, что потолок освещается светом, отраженным от пола, стен и мебели. Подобный эффект отскочившего, унаследованного и отраженного света в компьютерной графике известен как отражаемость и он получается только в специально предназначенных для такого типа моделирования визуализаторах. Визуализация путем трассировки лучей отслеживает лучи от источника до поверхности, непрерывно отражающиеся от поверхностей и попадающие на другие поверхности до тех пор, пока они больше не находятся в пределах сцены.
Хотя визуализатор 3DS МАХ использует метод трассировки лучей для вычисления теней, он является визуализатором сканирования линий (как знаменитый визуализатор RenderMan в Pixar). Традиционный способ трассировки лучей используется для расчета отражений от блестящих зеркальных поверхностей. Полные визуализаторы с трассировкой лучей отслеживают векторы от точки обзора до каждой поверхности. Если поверхность зеркальная, отражается дополнительный луч, чтобы уловить то, что является видимым в отражении. Если на пути луча находится еще одна блестящая поверхность, он отражается снова и так до тех пор, пока луч не оттолкнется от сцены или не попадет на неблестящую поверхность. Именно так моделируются типовые рекурсивные отражения трассируемых лучей и это является причиной того, почему визуализация трассируемых лучей происходит настоль медленно.
Визуализаторы отражаемости отличаются от визуализаторов с трассировкой лучей в том, что они вычисляют диффузионные, а не зеркальные отражения. Энергия света от каждого источника света прослеживается до самой поверхности, вычисляется поглощение и затем отражение оставшейся энергии на другие поверхности на сцене. Эта энергия отталкивается пропорционально диффузионному цвету поверхности, а не в связи с ее блеском или зеркальностью. При этом отражаемость визуализирует эффект отраженного света, а не его зеркальные отражения. Освещенность является совершенной, но все на сцене кажется плоским.
Эффекты визуализации отражаемости являются ошеломляющими, однако время вычислений и компьютерное время очень велики. В то время, как визуализация с трассировкой лучей занимает время на порядок больше визуализации со сканированием линий, отражаемость еще больше усложняет уравнение. Это происходит ввиду того, что отражения при трассировке лучей можно видеть только с одной точки просмотра, и отраженные лучи, в конце концов, находят выход, в то время как лучи отраженной энергии в модели отражаемости отскакивают в пределах сцены и всегда постоянно слабеют. Визуализации отражаемости являются временными решениями, поскольку в определенный момент они прекращаются для создания заданного изображения. Визуализации отражаемости, которые демонстрируют зеркальные отражения, на самом деле являются комбинацией — отражаемость объединяется с отражениями визуализации с трассировкой лучей.
Хотя 3DS МАХ обеспечивает несколько методов для изолирования или приближения трассируемых лучей . с использованием технологии теней и карт отражения, эффекты отражаемости непосредственно в нее не встроены. Это не означает, что вам следует отбрасывать или отказываться от этого эффекта потому, что с помощью тщательного размещения источников света и определения материалов в пределах 3DS МАХ можно смоделировать множество таких эффектов. Отражаемость является осязаемым явлением реального мира, и если вашей целью является фотореализм, следует затратить определенные усилия на аппроксимацию этих эффектов. Это особенно важно, если конечным продуктом должно быть неподвижное изображение, на котором можно задержать глаз для оценки сцены. Более подробная информация об отражаемости приводится в главе 19.

Назад/Меню/Вперед