Установка камер в 3d max. Съемка сцены

Продолжаем работу над проектом бутика. В предыдущей статье мы добавили в помещение все необходимые материалы. В этой статье добавим источники света .

Добавим источник света Omni в 3ds Max

Часто используют следующие источники света : Target spot (точечный свет) и Omni (всенаправленный, работает как лампа дневного света, в нашем случае будет выполнять функцию люстры). Лучше использовать Omni , либо же его реевский аналог mr Omni.

Создадим новый слой. Во вкладке Create → Нажимаем кнопку Light → В выпадающем меню выбираем Standart → Omni .

Настройки источника света Omni

Во вкладке Modify задаем настройки Omni:

  1. General Parameters: галочка на ON – источник света включен.
  2. Shadows: галочка на ON - включаем.
    • Shadow Map - самые простые тени. Если есть необходимость отследить, как будут располагаться тени от объектов сцены в черновом варианте - самая удобная и быстрая при расчетах программы карта теней. Тени достаточно реалистичные, но эта карта не учитывает прозрачность объектов, отбрасывающих тени.
    • Ray Traced Shadows - эта карта теней учитывает прозрачность объектов, тем самым более реалистичная нежели предыдущая. Здесь используется сложный алгоритм вычисления преломления лучей и, следовательно, при визуализации сцены тратиться больше времени на просчет. К сожалению, не смотря на учитываемую прозрачность объектов, края теней получаются иногда «рваными», видны зазубрины, словно пискелы.
    • Adv Ray Traced - карта теней, аналог предыдущей, но «продвинутый» вариант, края сглажены, прозрачность учитывается, но требуется гораздо больше времени на просчет алгоритма.
    • Area Shadows - карта теней, которая умеет гораздо больше чем все предыдущие: и прозрачность и размытость краев, и размер и интенсивность источника света . Тени получаются фотореалистичные, пожалуй, лучшие из всего вышеперечисленного списка. Требуют большого затрата ресурсов машины и времени на просчет алгоритма.
    • Mental Ray Shadow Map – карта теней встроенного в 3ds MAX модуля визуализации mental ray.
    • Exclude - вне зависимости от того, что 3ds MAX стремиться соблюдать все физические законы оптики включая, тем не менее имеет возможность их нарушать. Эта кнопка - одно из возможных «нарушений». Нажав на нее мы получаем окно, в котором можно «убрать» объект сцены из освещения или отбрасывания тени. Или того и другого.
  3. Intensity/Color/Attenuation - настройки интенсивности света.
    • Multiplier - мощность источника света . Измеряется во внутренних единицах программы. В цветовом квадрате можно выбрать цвет освещения.
    • Decay – спадание. Это что-то вроде свойства мощности света в зависимости от расстояния. По умолчанию выставлено - NONE (нет спадания). В этом случае светит неограниченно далеко, мощность света с расстоянием не изменяется. Чаще всего при освещении ближних ракурсов, когда нет оглядок на расстояние, этот параметр малозначимым - мы не успеваем увидеть снижение интенсивности света в зависимости от расстояния. А вот если мы ставим свет в интерьере, то значение затухания важно для реалистичности. Есть Inverse и Inverse Square, которые рассчитываются по определенной формуле. Но думаю, что это не особо важно. Все равно тип спадания устанавливается путем эксперимента, глядя на визуализированную сцену.
    • Attenuation(Near/Far) – затухание света. Near - ближнее, Far - дальнее. В одном случае затухание идет около источника, в другом в конце светового пути. Как если бы затухания не было, то все лампочки светили бы с одинаковой интенсивностью на протяжении всего светового пятна и грубо обрывались в темноту четкой границей на окончании светового пятна. Но такого нет… свет мягко затухает, постепенно теряя интенсивность и в конце переходит в тень. Вот при помощи параметра Attenuation, мы можем достичь такого эффекта для нашего источника света . Use - включение затухания, Show - показывает границы светового пути (удобно, когда снято выделение с источника света , показывает, где располагается световое пятно) Start/End - начало/конец затухания.

Добавляем необходимое количество источников света

Копируем Omni необходимое для проекта количество раз (Ctrl + V), указывая, что он будет являться Instance (экземпляром) по отношению к оригиналу. А именно, будет связан с оригиналом, его изменение затронет оригинал и наоборот.

С помощью сочетания клавиш Ctrl + L можно выключить источники света во всем проекте (спрятать слой с источниками света недостаточно для того, чтобы их отключить).

Добавим камеру Free в 3ds Max

Создаем новый слой. Переключаемся в окно Top, добавляем камеру : Create → Cameras → Standart → Free . Такая камера устанавливается одним щелчком во окне, при этом она будет смотреть от нас вертикально вниз.

Настройки камеры Free. Настройка вида из камеры

Идем в настройки (закладка Modify). Даем камере понятное имя - CameraTop. Устанавливаем значение параметра Lens - 35 (или 50).

Включаем вид из камеры : в окне Perspective пр. кн.мыши по Perspective → выбираем Cameras. Для вида из камеры обязательно включить опцию Safe Frame (пр. кн. мыши по Cameras, ставим галочку у Show Save Frames), чтобы видеть истинные пропорции кадра. Во вспомогательных окнах (Top, Front, Left) настраиваем положение камеры , используя инструмент Move (или в окне Camera, используя кнопки навигации в правом нижнем углу).

Настраиваем зону видимости в Clipping Planes. Ставим галочку у Clip manually и настраиваем параметры Near Clip, Far Clip. Near Clip - расстояние от камеры , где начинается зона видимости. Far Clip - расстояние, после которого камера уже ничего не видит (с помощью Clipping Planes можно настроить видимость камеры сковь стены).

Добавляем необходимое количество камер .

На рисунках ниже - виды из двух установленных камер.

В следующей статье мы получим изображения бутика, используя рендер V-Ray.

На практике чаще всего недостаточно просто смоделировать сцену с текстурированными объектами и настроить ее освещение - нужно показать сцену в определенном ракурсе, а это невозможно без настройки камеры. Удачно расположив камеру, можно добиться того, что сцена станет более реалистичной, информативной и привлекательной, а возможно, например в случае использования при визуализации эффектов окружения, и таинственной. Кроме того, камеры незаменимы при создании анимации, ведь благодаря им появляется возможность продемонстрировать в ролике сцену в разных ракурсах, например сымитировать облет сцены или плавное перемещение по некоторому маршруту. Основы применения камер мы и рассмотрим в данном уроке.

Теоретические аспекты

Расположение камеры определяет композицию финального изображения сцены, подчеркивая главные и опуская второстепенные детали. Размещение камеры на уровне происходящего в сцене действия создает у зрителя ощущение участия в сцене - данный прием эффективен при создании анимаций, в ходе которых предполагается осмотр отдельных элементов сцены с близкого расстояния. Размещение камеры высоко над сценой создает ощущение отстраненности и позволяет наблюдать за сценой со стороны, поэтому практикуется при отображении масштабных объектов или сцен с большим количеством действующих персонажей. В случае расположения камеры у земли у зрителя создается впечатление, что его окружают предметы гигантских размеров, - такой прием применяется для визуального увеличения высоты персонажей.

Камера - это невизуализируемый объект, который отображает сцену с определенной точки обзора. Теоретически выбрать нужную точку обзора можно вручную в окне проекции Perspective , но это не очень удобно, к тому же при этом отсутствует возможность точной регулировки параметров обзора.

В 3 D Studio MAX используются камеры двух типов (рис. 1):

  • Target Camera (Нацеленная камера) - состоит из двух элементов: самой камеры и точки цели, или, как часто говорят, мишени (Target ), определяющей ориентацию камеры. Данные компоненты настраиваются независимо друг от друга, при этом камера всегда остается направленной на цель, поэтому ее проще точно установить и нацелить. Однако нацеленные камеры ограничены во вращении из-за необходимости поддерживать направление на цель, что может стать препятствием при создании некоторых анимаций;
  • Free Camera (Свободная камера) - состоит из одного элемента - камеры и настраивается как единый объект. Данные камеры сложнее установить и нацелить, поскольку они не имеют цели, на которую необходимо смотреть, зато они не ограничены во вращении, поэтому лучше подходят для сложных анимаций, например перелетов по сцене по сложной извилистой траектории.

За создание камер отвечает категория Cameras (Камеры) панели Create (Создать) - рис. 2, при выборе которой становятся доступны оба типа камер. Технология их создания напоминает создание объектов геометрии. Нужно выбрать тип камеры и либо просто щелкнуть в точке ее создания в одном из окон проекций (Free Camera ), либо перетащить мышь при нажатой левой кнопке, указав, таким образом, не только местоположение камеры, но и ее Target-точку. Созданным камерам (так же, как и объектам геометрии) присваиваются имена: Camera01 , Camera02 и т.п., которые лучше заменять на более информативные. Любую камеру можно перемещать и вращать на видовых экранах так же, как и другие стандартные объекты. Теоретически камеры можно и масштабировать, но делать это не рекомендуется, поскольку возможно искажение настроек. Обзор камеры, определяющий вид отображения сцены, зависит от ее положения, ориентации и параметров и всегда ограничен ее полем зрения (то есть областью сцены, видимой наблюдателю). Поле зрения камеры имеет форму пирамиды: в ее вершине находится сама камера, а в центре основания (в случае нацеленной камеры) - ее точка цели.

Чтобы посмотреть, как выглядит сцена с точки зрения конкретной камеры, нужно щелкнуть на названии рабочего окна проекции и из ниспадающего меню выбрать команду Views =>Camera (Отображение=>Камера) или нажать клавишу C - это приведет к замене рабочего окна конкретной проекции окном проекции камеры. Если в сцене присутствует более одной камеры и ни одна из них не выделена, то появится диалоговое окно выбора камеры из списка, где следует указать требуемую камеру. Нередко выделить камеру, а тем более ее цель бывает сложно, например цель, как правило, расположена за объектами сцены - в таких случаях стоит выделять нужный объект через команду Select by Name (Выделить по имени). Кроме того, мишень можно выделить, выделив саму камеру, щелкнув на ней правой кнопкой и выполнив команду Select Camera Target из всплывающего меню.

Управление камерами

Для управления окном проекции камеры предназначена специальная панель, появляющаяся в нижней части программного окна вместо стандартной навигационной панели. Имеющиеся на ней кнопки позволяют задавать точное положение и ориентацию камер и осуществлять их анимацию (рис. 3):

  • Dolly Camera/Dolly Camera + Target/Dolly Target (Откат камеры/Откат камеры и мишени/Откат мишени) - перемещает камеру (либо камеру с мишенью, либо мишень) вдоль ее локальной оси к остающейся неподвижной точке цели, фокусное расстояние объектива не изменяется;
  • Perspective (Перспектива) - осуществляет откат камеры с одновременным изменением ее фокусного расстояния;
  • Roll Camera (Крен камеры) - поворачивает камеру вокруг ее локальной оси так, что создается впечатление наклона снимаемой камерой сцены;
  • Field of View (Поле зрения) - изменяет ширину поля зрения; положение камеры и цели не меняются. При увеличении поля зрения вид сцены раздвигается, а перспектива подчеркивается сильнее, при сужении - перспектива становится более плоской и кажется, что глубина сцены уменьшается;
  • Truck Camera (Сопровождение камеры) - перемещает камеру и мишень параллельно плоскости окна проекции камеры; угол зрения и расстояние от камеры до цели не меняются. Получается, что камера как бы следит за объектом, передвигаясь в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
  • Orbit Camera (Орбитальное вращение камеры) - поворачивает камеру вокруг мишени по орбите, то есть камера совершает облет вокруг цели. При этом создается ощущение, что объекты сцены тоже вращаются вокруг мишени камеры;
  • Pan Camera (Панорамное вращение камеры) - поворачивает мишень по орбите вокруг камеры.

Свободные камеры при применении команд Dolly , Truck , Pan и Orbit используют виртуальные мишени.

Параметры настройки камер

Параметры камер либо устанавливаются сразу при их создании на панели Create , либо изменяются позднее через панель Modify . Основные параметры настройки камер находятся в свитке Parameters (Параметры) - рис. 4, уточним их назначение:

  • взаимосвязанные счетчики Lens (Фокусное расстояние объектива) и FOV (Поле зрения) - управляют величиной поля зрения камеры: при увеличении фокусного расстояния значение счетчика FOV уменьшается, а поле зрения соответственно сужается, и наоборот. Поле зрения может измеряться по горизонтали, по вертикали или по диагонали в зависимости от установленного режима, который выбирается через выпадающее меню (кнопка со стрелкой слева от параметра FOV );
  • панель Stock Lenses (Набор объективов) - представляет собой альтернативный вариант установки поля зрения посредством выбора одного из стандартных объективов с фокусными расстояниями от 15 до 200 мм. Фокусное расстояние человеческого глаза составляет 50 мм, поэтому обзор сцены, полученный объективом с таким фокусным расстоянием, обеспечивает наиболее естественное для человеческого глаза отображение сцены. Линзы размером меньше 50 мм (их называют широкоугольными) имеют большее поле обзора и приводят к преувеличению перспективы. Как правило, широкоугольные объективы используются при отображении больших сцен и сцен, в которых объектам необходимо придать бо льшую значительность или масштабность. Очень маленькие линзы - размером 10-15 мм - способны охватить очень большие сцены, но их применение ведет к сильным искажениям (к эффекту рыбьего глаза), особенно явным по краям сцены. Линзы с фокусным расстоянием более 50 мм (длиннофокусные) отличаются меньшим полем обзора - они могут охватить лишь небольшой угол сцены и уменьшают перспективу вплоть до ее полного уплощения. Длиннофокусные объективы обычно применяются при съемке удаленных объектов, потому данный вариант объектива в 3D Studio MAX может потребоваться для придания реалистичности подобным сценам. Кроме того, длиннофокусные объективы могут использоваться для усиления общего драматизма и напряжения сцены за счет ее сжатия и приближения главного героя к зрителю;
  • выпадающий список Type (Тип) - позволяет изменить тип камеры с Target на Free уже после ее создания;
  • группа настроек Clipping Planes (Плоскости отсечения) - представлена параметрами Near Clip Far Clip (Дальняя плоскость отсечения), определяющими расстояния от камеры до соответствующих плоскостей, - рис. 5. Плоскости отсечения ограничивают в пространстве поле зрения камеры - камера видит только те объекты (или части объектов), которые расположены между плоскостями Near Clip и Far Clip . Объекты, оказавшиеся вне поля зрения камеры, станут невидимыми и не будут визуализироваться, поэтому плоскости отсечения разумно использовать для ускорения отладочных визуализаций сцены, а также для того, чтобы взглянуть на геометрию сцены изнутри, что актуально, например, при создании сечений строений, механизмов и пр. По умолчанию плоскости отсечения не отображаются в окнах проекций - для включения отображения следует активировать флажок Clip Manually ;
  • группа настроек Environment Ranges (Диапазоны влияния окружающей среды) - представлена параметрами Near Range (Ближняя граница) и Far Range (Дальняя граница) - рис. 6. Данные границы, являющиеся плоскостями, используются для ограничения зоны отображения таких эффектов окружения, как туман (Fog ), объемный свет (Volume Light ) и пр. (с ними мы познакомимся в следующем уроке). По умолчанию границы не отображаются в окнах проекций - для включения отображения следует активировать флажок Show ;
  • группа настроек Multi -Pass Effects (Многопроходные эффекты) - позволяет имитировать работу настоящей камеры посредством размытия по глубине резкости (Depth of field ) и размытия движения (Motion blur ). Первый вариант используется для статичных изображений - он обеспечивает размытие фрагментов сцены, находящихся вне фокуса камеры. Второй - для анимации: с его помощью быстро движущиеся объекты получаются размытыми (как на снимке или в кинокадре), благодаря чему движение выглядит более естественно.

Рис. 4. Свиток Parameters

Кроме того, в свитке Parameters имеется ряд переключателей:

  • Orthographic Projection - включает/выключает ортографическую проекцию, в которой отсутствует перспектива и все объекты отображаются точно под углом в 90°;
  • Show Cone - включает/выключает отображение в окне проекции зоны FOV даже для неактивной камеры;
  • Show Horizon - делает линию горизонта видимой или невидимой.

Создание и настройка камеры

Для примера создайте сцену с несколькими примитивами - рендеринг сцены в проекции Perspective представлен на рис. 7. Попробуем получить такой же вид сцены с помощью камеры. Для создания камеры откройте на панели Create категорию Cameras (Камеры), щелкните по кнопке Target (Нацеленная камера) и создайте камеру в окне проекции Тор , щелкнув мышью в точке желаемого местоположения камеры и перетащив курсор на цель (рис. 8). Перейдите в окно проекции Perspective , нажмите на клавишу С и увидите, как выглядит сцена из созданной камеры (рис. 9). К сожалению, начальное положение камеры оказалось неудачным, так как сцена показана явно не в нужном ракурсе. Попробуем изменить положение камеры так, чтобы в фокусе оказался чайник. Для этого вначале вернитесь в проекцию Top , выделите камеру с мишенью, перетащите ее слегка вправо и разверните так, чтобы она смотрела на сцену в направлении чайника. А затем нацельте камеру на чайник, для чего требуется выделить мишень и перетащить ее прямо на чайник (рис. 10). Перемещая мишень в проекции Top , наблюдайте за видом сцены из проекции камеры, чтобы выбрать наилучшее положение мишени. Если выделить мишень обычным образом мышью проблематично (из-за скопления объектов в точке ее расположения), можно выделить камеру, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и из всплывающего меню выбрать команду Select Camera Target .

Перейдите в проекцию камеры, в панели управления камерами активируйте команду Truck Camera (Сопровождение камеры) и немного переместите камеру и мишень параллельно плоскости поля зрения так, чтобы показать сцену под небольшим углом (рис. 11). Щелкните на кнопке Dolly Camera (Откат камеры) и немного приблизьте камеру к объектам (рис. 12). По окончании в проекции Left инструментом Select and Move переместите камеру немного вверх (рис. 13) - в итоге вид отображения сцены станет примерно таким же, каким был изначально в окне Perspective .

Рис. 11. Перемещение камеры с мишенью при помощи команды TruckCamera

Рис. 13. Перемещение камеры инструментом Select and Move

Немного поэкспериментируем с настройками камеры в свитке Parameters панели Modify . Увеличьте значение фокусного расстояния, введя в поле Lens , например, число 85, - это автоматически приведет к уменьшению значения параметра FOV и соответственно к сужению поля зрения (что видно по уменьшению основания пирамиды), в результате чего объекты в окне проекции камеры приблизятся (рис. 14). Откажитесь от изменений, а затем выберите на панели Stock Lenses стандартный объектив с фокусным расстоянием 85 мм - результат будет тот же самый.

Теперь установите стандартный объектив с фокусным расстоянием 50 мм, для сохранения размера объектов без изменений переместите камеру ближе к объекту и визуализируйте сцену. Затем смените объектив на широкоугольный в 15 мм, отрегулируйте положение камеры для примерного сохранения размеров объектов и визуализируйте сцену. По окончании установите длиннофокусный объектив в 200 мм, также отрегулируйте положение камеры и проведите рендеринг. Если сравнить между собой результаты визуализации, то окажется, что в первом случае пропорции объектов естественны, а во втором и третьем - сильно искажены: во втором наблюдается эффект рыбьего глаза (при бо льшем поле обзора), а в третьем (при меньшем поле обзора) - перспектива практически плоская (рис. 15). Получается, что уменьшение фокусного расстояния позволяет увеличить поле зрения и захват камеры (в поле обзора которой попадет больше объектов), но при чрезмерном уменьшении приводит к появлению эффекта рыбьего глаза. А увеличение фокусного расстояния уменьшает поле зрения и соответственно захват камеры (которая отображает меньшее пространство сцены), но чрезмерное увеличение приводит к нереально плоской перспективе.

Рассмотрим, как влияет на вид сцены добавление плоскостей отсечения. Выделите камеру и в группе Clipping Planes (Плоскости отсечения) установите флажок Clip Manually (Отсечение вручную) - это приведет к появлению дальней плоскости (она представлена прямоугольником с красными диагоналями). Ближняя плоскость отсечения изначально не видна, поскольку по умолчанию она находится на нулевом расстоянии от камеры. Установите для параметров Near Clip (Ближняя плоскость отсечения) и Far Clip (Дальняя плоскость отсечения) такие значения, чтобы ближняя плоскость отсекла небольшой фрагмент передней части сцены, а дальняя - часть заднего плана (рис. 16). Обратите внимание, что области, находящиеся за дальней или перед ближней плоскостью отсечения, в окне проекции камеры стали невидимыми (рис. 17).

Прежде чем переходить к примерам, рассмотрим особенности расфокусировки сцены на примере размытия по глубине резкости (Depth of field ), когда размываются передний и задний планы сцены в зависимости от установленной точки фокусировки. Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi -Pass Effects Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить), и выберите метод Depth of Field . Проведите рендеринг - изображение визуализируется не сразу, а будет проявляться постепенно, при этом процесс рендеринга займет гораздо больше времени. В конечном счете объекты, расположенные перед точкой фокуса и за ней, окажутся слегка размытыми, зато вид сцены будет более естественным (рис. 18). Теоретически результат можно было просмотреть прямо в окне проекции камеры, перейдя в полноэкранный режим работы (кнопка Min Примеры настройки камеры в статичных сценах

Выбор удачной точки обзора сцены с учетом глубины резкости

Создайте произвольную сцену с большим числом объектов - лучше, если это будет один и тот же многократно продублированный объект (в данном случае мы остановились на шахматной доске с множеством пешек). Наша задача - выбрать наиболее удачную точку обзора сцены с учетом фокусного расстояния и глубины резкости. Последнее не менее важно, так как особенности строения человеческого глаза таковы, что четкими могут быть лишь объекты, попавшие в фокус, остальные в той или иной степени размыты.

Создайте плоскость, наложите на нее шахматный материал. В левом верхнем углу плоскости поместите любой небольшой объект, включая обычный примитив (рис. 20). Выделите созданный объект и создайте на его основе массив объектов, применив команду Tools =>Array (Инструменты=>Массив), активизируйте флажок 2D и определите число объектов в ряду и смещение их друг относительно друга по оси X (рис. 21) - появится первый ряд объектов. Выделите все объекты ряда и вновь примените к ним команду Tools =>Array , но уже со смещением по оси Y (рис. 22), что и приведет к получению задуманного массива объектов. Визуализируйте сцену - все объекты в ней будут отражены с абсолютно одинаковой четкостью, что выглядит неестественно (рис. 23).

Рис. 21. Настройка параметров окна Array для смещения по оси X

Рис. 22. Настройка параметров окна Array для смещения по оси Y

Рис. 23. Рендеринг сцены в окне Perspective

Изменить ситуацию проще всего путем внедрения камеры. Поэтому активируйте режим создания нацеленной камеры (команда Create => Cameras =>Target - Создать=>Камеры=>Нацеленная камера). В окне проекции Top установите камеру, щелкнув мышью в его правом нижнем углу и направив мишень камеры в центр объектов (рис. 24). Активируйте проекцию камеры, нажав в проекции Perspective клавишу C. Используя инструменты перемещения и вращения либо кнопки панели управления камерой, настройте мишень камеры и камеру так, чтобы выбрать оптимальный обзор объектов в сцене (рис. 25). Обратите внимание на настройку мишени - объект, на который она направлена, всегда будет в фокусе, а значит, размытие (которое мы добавим чуть позже) на нем не скажется. В результате удастся добиться того, что камера будет охватывать все объекты в нужном ракурсе, правда отображаться они будут пока с одинаковой четкостью (рис. 26).

Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi -Pass Effects (Многопроходные эффекты) свитка Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить). Установите метод размытия Depth of Field (Размытие по глубине резкости). Увеличьте значение параметра Sample Radius (Радиус выборки) примерно до 1,5 и проведите рендеринг - все объекты, находящиеся на переднем и заднем плане, будут отображаться размытыми, что гораздо ближе к действительности (рис. 27).

Если вы пользуетесь , то знаете, что VRay Physical Camera в 3d max нужно использовать для интерьера и для экстерьера всегда, когда нет острой нужды в стандартной камере. Ведь вирей-физикал-камера потому и называется физической, что дает самый корректный результат, который бы дала обычная фото- или видеокамера.

Однако, новички иногда боятся поставить этот тип камеры в свою сцену, так как их пугает обилие настроек. Стоит сказать, что основные из них - все те же параметры, которые мы используем при фотографировании или съемке видео. Потому знающим основные принципы работы фототехники будет особенно легко разобраться.

Сегодня мы развеем последние сомнения начинающих (а может, и опытных): научимся правильно использовать физическую камеру в своих интерьерах, сделав их еще более реалистичными.

Я уже смоделировала небольшую сцену, на основе которой мы будем разбираться с настройками. Итак, найти физическую камеру можно во вкладке Create – Cameras – VRay – VrayPhysicalCamera.

Ставится она путем растягивания. Первая точка будет расположением самой камеры, а последняя - таргетом - местом, в котором будет фокусироваться взгляд.

На виде сбоку камера обычно лежит на полу, поэтому ее нужно поднять на высоту человеческого роста, причем вместе с таргетом.

Переключаемся на перспективный вид, жмем C и переходим на вид из камеры. Чтобы увидеть картинку так, как она будет смотреться на рендере, нажимаем в левом верхнем углу на надпись VrayCam и активируем параметр Show Safe Frames.

Вот так выглядит моя картинка во вьюпорте:

ВАЖНО! Если у вас ничего не видно, когда вы переходите на вид из камеры, значит ей что-то мешает. Например, стена. Вы всегда можете подвигать камеру на виде сверху или боковом виде, отрегулировав ее положение.

А теперь, начнем разбираться с настройками.

Основные настройки физической камеры

Basic Parameters

Самый первый и самый большой раздел свитка настроек этой камеры в 3д макс.

  • Type (Тип). В выпадающем меню можно выбрать тип камеры. Стандартные настройки задают по умолчанию тип Still Cam (неподвижная камера). Также существует тип Cinematic camera (Кинокамера) – и Video camera (Видеокамера);
  • Targeted (Нацеленность) – параметр устанавливает, будет ли у камеры в сцене цель, фокус;
  • Film gate (Окно кадра) – устанавливает размеры кадра. Стандартом считается значение 60-100 - оно хорошо воспринимается глазом. При значении выше объекты могут исказиться;
  • Focal length (Фокусное расстояние) – расстояние от фокусной точки (таргета), в пределах которого модели будут иметь самые четкие границы. Объекты за пределами фокуса будут более размытыми. Работает только при активном параметре Depth-of-field ;

  • Zoom factor (Коэффициент масштаба) – значения больше единицы делают объекты ближе, а значения меньше единицы отдаляют их;
  • Horizontal shift и Vertical shift (Горизонтальный и вертикальный сдвиг) - редактирование параметров помогает выровнять «заваленые» горизонтали и вертикали;
  • f-number (Диафрагма) – размер диафрагмы объектива. По аналогии с пленочным фотоаппаратом: чем больше раскрыт объектив, тем больше лучей солнца попадет на пленку через него, а значит фотография получится ярче;
  • Target distance (Расстояние до цели) – расстояние от камеры до таргета. Работает только при выключенной галочке Targeted ;
  • Horizontal Tilt и Vertical Tilt (Горизонтальный и вертикальный наклон) - регулируют угол наклона вертикалей и горизонталей и помогают их выровнять;

Ровные, параллельные горизонтали и вертикали делают картинку более реалистичной для восприятия. Для их правильной настройки удобно ориентироваться на голубую сетку, которая появляется в окне перспективы при установке физической камеры.

  • Specify focus (Ручная фокусировка) – активация опции дает возможность устанавливать дистанцию фокусировки вручную, независимо от параметров Target (цели) и Focal legth . Задать расстояние можно в окошке Focus Distance ;
  • Exposure (Экспозиция) – выключение этой настройки убирает возможность регулировки яркости с использованием f-number , Shutter speed и ISO . Настройка будет проходит так же, как и в 3д макс типа Standard - только с помощью источников света;
  • Vignetting (Виньетирование) – создает затемнения по краям рендера;

  • White balance (Баланс белого) – помогает убрать ненужные оттенки освещения;
  • Shutter speed (Выдержка) – скорость открытия затвора, в секундах. По аналогии с фотоаппаратами, значение 60, например, равносильно выдержке 1/60. Чем цифра меньше, тем медленнее срабатывает затвор, что значит, что света на пленку попадет больше и картинка станет ярче;
  • Shutter angle (Угол раскрытия) и Shutter offset (Угол сдвига) – значение угла и сдвига затвора (в градусах), для Video Cam ;
  • Latency (Задержка) – задержка матрицы, только для Movie Cam (в секундах);
  • Film speed (ISO) (Чувствительность пленки) – опять же, по аналогии с пленочным фотоаппаратом. Значение ISO для пленки показывает насколько она чувствительна к свету. Чем больше цифра, тем больше пленка восприимчива к свету и тем ярче получится картинка при попадании на нее даже небольшого количества света.

Основные настройки яркости, как правило, ограничиваются тремя параметрами: Shutter speed , f-number и Film speed (ISO) , по аналогии с настройками фотокамер. Эти параметры взаимосвязаны и работают «в сцепке». Фотографы, желающие получить хороший кадр пользуются специальными таблицами, помогающими найти правильную «сцепку». Вот пример такой таблицы, которой смело можно пользоваться при настройке камеры.

Bokeh Effects

Раздел регулирует параметры глубины резкости и работает только при активной галочке Depts-of-field.

  • Blades (Лепестки) — задает форму диафрагмы, если галочка не стоит, то она будет круглой. При активации Blades можно будет задать количество ее лепестков;
  • Rotation (Вращение) – регулирует угол поворота лепестков;
  • Center bias (Смещение центра) – сдвигает, смещает полученные размытия;
  • Anisotropy (Анизотропия) – растягивает размытые пятна.

Sampling

  • Depts-of-field (Глубина резкости) - галочка активирует глубину резкости;
  • Motion blur (Смазывание движения) - включает смазывание для движущейся модели. Работает с камерами Movie Cam и Video Cam .

Distortion

Помогает искажать картинку так, как если бы мы смотрели на нее через линзу, выпуклую или вогнутую.

  • Distortion type (Тип искажения) - Quadratic (Квадратное) / Cubic (Кубическое);
  • Distortion amount (Сила искажения).

Miscellaneous parameters

Настройки, не вошедшие в другие категории.

  • Horizon line (Линия горизонта) - при включении во вьюпорте камеры отображается линия горизонта;
  • Clipping (Отсечение) — устанавливает отсекающую плоскость. Параметры Near clipping range и Far clipping range регулируют границы отсекающих плоскостей.

На практике чаще всего недостаточно просто смоделировать сцену с текстурированными объектами и настроить ее освещение - нужно показать сцену в определенном ракурсе, а это невозможно без настройки камеры. Удачно расположив камеру, можно добиться того, что сцена станет более реалистичной, информативной и привлекательной, а возможно, например в случае использования при визуализации эффектов окружения, и таинственной. Кроме того, камеры незаменимы при создании анимации, ведь благодаря им появляется возможность продемонстрировать в ролике сцену в разных ракурсах, например сымитировать облет сцены или плавное перемещение по некоторому маршруту. Основы применения камер мы и рассмотрим в данном уроке.

Теоретические аспекты

Расположение камеры определяет композицию финального изображения сцены, подчеркивая главные и опуская второстепенные детали. Размещение камеры на уровне происходящего в сцене действия создает у зрителя ощущение участия в сцене - данный прием эффективен при создании анимаций, в ходе которых предполагается осмотр отдельных элементов сцены с близкого расстояния. Размещение камеры высоко над сценой создает ощущение отстраненности и позволяет наблюдать за сценой со стороны, поэтому практикуется при отображении масштабных объектов или сцен с большим количеством действующих персонажей. В случае расположения камеры у земли у зрителя создается впечатление, что его окружают предметы гигантских размеров, - такой прием применяется для визуального увеличения высоты персонажей.

Камера - это невизуализируемый объект, который отображает сцену с определенной точки обзора. Теоретически выбрать нужную точку обзора можно вручную в окне проекции Perspective , но это не очень удобно, к тому же при этом отсутствует возможность точной регулировки параметров обзора.

В 3 D Studio MAX используются камеры двух типов (рис. 1):

  • Target Camera (Нацеленная камера) - состоит из двух элементов: самой камеры и точки цели, или, как часто говорят, мишени (Target ), определяющей ориентацию камеры. Данные компоненты настраиваются независимо друг от друга, при этом камера всегда остается направленной на цель, поэтому ее проще точно установить и нацелить. Однако нацеленные камеры ограничены во вращении из-за необходимости поддерживать направление на цель, что может стать препятствием при создании некоторых анимаций;
  • Free Camera (Свободная камера) - состоит из одного элемента - камеры и настраивается как единый объект. Данные камеры сложнее установить и нацелить, поскольку они не имеют цели, на которую необходимо смотреть, зато они не ограничены во вращении, поэтому лучше подходят для сложных анимаций, например перелетов по сцене по сложной извилистой траектории.

За создание камер отвечает категория Cameras (Камеры) панели Create (Создать) - рис. 2, при выборе которой становятся доступны оба типа камер. Технология их создания напоминает создание объектов геометрии. Нужно выбрать тип камеры и либо просто щелкнуть в точке ее создания в одном из окон проекций (Free Camera ), либо перетащить мышь при нажатой левой кнопке, указав, таким образом, не только местоположение камеры, но и ее Target-точку. Созданным камерам (так же, как и объектам геометрии) присваиваются имена: Camera01 , Camera02 и т.п., которые лучше заменять на более информативные. Любую камеру можно перемещать и вращать на видовых экранах так же, как и другие стандартные объекты. Теоретически камеры можно и масштабировать, но делать это не рекомендуется, поскольку возможно искажение настроек. Обзор камеры, определяющий вид отображения сцены, зависит от ее положения, ориентации и параметров и всегда ограничен ее полем зрения (то есть областью сцены, видимой наблюдателю). Поле зрения камеры имеет форму пирамиды: в ее вершине находится сама камера, а в центре основания (в случае нацеленной камеры) - ее точка цели.

Чтобы посмотреть, как выглядит сцена с точки зрения конкретной камеры, нужно щелкнуть на названии рабочего окна проекции и из ниспадающего меню выбрать команду Views =>Camera (Отображение=>Камера) или нажать клавишу C - это приведет к замене рабочего окна конкретной проекции окном проекции камеры. Если в сцене присутствует более одной камеры и ни одна из них не выделена, то появится диалоговое окно выбора камеры из списка, где следует указать требуемую камеру. Нередко выделить камеру, а тем более ее цель бывает сложно, например цель, как правило, расположена за объектами сцены - в таких случаях стоит выделять нужный объект через команду Select by Name (Выделить по имени). Кроме того, мишень можно выделить, выделив саму камеру, щелкнув на ней правой кнопкой и выполнив команду Select Camera Target из всплывающего меню.

Управление камерами

Для управления окном проекции камеры предназначена специальная панель, появляющаяся в нижней части программного окна вместо стандартной навигационной панели. Имеющиеся на ней кнопки позволяют задавать точное положение и ориентацию камер и осуществлять их анимацию (рис. 3):

  • Dolly Camera/Dolly Camera + Target/Dolly Target (Откат камеры/Откат камеры и мишени/Откат мишени) - перемещает камеру (либо камеру с мишенью, либо мишень) вдоль ее локальной оси к остающейся неподвижной точке цели, фокусное расстояние объектива не изменяется;
  • Perspective (Перспектива) - осуществляет откат камеры с одновременным изменением ее фокусного расстояния;
  • Roll Camera (Крен камеры) - поворачивает камеру вокруг ее локальной оси так, что создается впечатление наклона снимаемой камерой сцены;
  • Field of View (Поле зрения) - изменяет ширину поля зрения; положение камеры и цели не меняются. При увеличении поля зрения вид сцены раздвигается, а перспектива подчеркивается сильнее, при сужении - перспектива становится более плоской и кажется, что глубина сцены уменьшается;
  • Truck Camera (Сопровождение камеры) - перемещает камеру и мишень параллельно плоскости окна проекции камеры; угол зрения и расстояние от камеры до цели не меняются. Получается, что камера как бы следит за объектом, передвигаясь в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
  • Orbit Camera (Орбитальное вращение камеры) - поворачивает камеру вокруг мишени по орбите, то есть камера совершает облет вокруг цели. При этом создается ощущение, что объекты сцены тоже вращаются вокруг мишени камеры;
  • Pan Camera (Панорамное вращение камеры) - поворачивает мишень по орбите вокруг камеры.

Свободные камеры при применении команд Dolly , Truck , Pan и Orbit используют виртуальные мишени.

Параметры настройки камер

Параметры камер либо устанавливаются сразу при их создании на панели Create , либо изменяются позднее через панель Modify . Основные параметры настройки камер находятся в свитке Parameters (Параметры) - рис. 4, уточним их назначение:

  • взаимосвязанные счетчики Lens (Фокусное расстояние объектива) и FOV (Поле зрения) - управляют величиной поля зрения камеры: при увеличении фокусного расстояния значение счетчика FOV уменьшается, а поле зрения соответственно сужается, и наоборот. Поле зрения может измеряться по горизонтали, по вертикали или по диагонали в зависимости от установленного режима, который выбирается через выпадающее меню (кнопка со стрелкой слева от параметра FOV );
  • панель Stock Lenses (Набор объективов) - представляет собой альтернативный вариант установки поля зрения посредством выбора одного из стандартных объективов с фокусными расстояниями от 15 до 200 мм. Фокусное расстояние человеческого глаза составляет 50 мм, поэтому обзор сцены, полученный объективом с таким фокусным расстоянием, обеспечивает наиболее естественное для человеческого глаза отображение сцены. Линзы размером меньше 50 мм (их называют широкоугольными) имеют большее поле обзора и приводят к преувеличению перспективы. Как правило, широкоугольные объективы используются при отображении больших сцен и сцен, в которых объектам необходимо придать бо льшую значительность или масштабность. Очень маленькие линзы - размером 10-15 мм - способны охватить очень большие сцены, но их применение ведет к сильным искажениям (к эффекту рыбьего глаза), особенно явным по краям сцены. Линзы с фокусным расстоянием более 50 мм (длиннофокусные) отличаются меньшим полем обзора - они могут охватить лишь небольшой угол сцены и уменьшают перспективу вплоть до ее полного уплощения. Длиннофокусные объективы обычно применяются при съемке удаленных объектов, потому данный вариант объектива в 3D Studio MAX может потребоваться для придания реалистичности подобным сценам. Кроме того, длиннофокусные объективы могут использоваться для усиления общего драматизма и напряжения сцены за счет ее сжатия и приближения главного героя к зрителю;
  • выпадающий список Type (Тип) - позволяет изменить тип камеры с Target на Free уже после ее создания;
  • группа настроек Clipping Planes (Плоскости отсечения) - представлена параметрами Near Clip Far Clip (Дальняя плоскость отсечения), определяющими расстояния от камеры до соответствующих плоскостей, - рис. 5. Плоскости отсечения ограничивают в пространстве поле зрения камеры - камера видит только те объекты (или части объектов), которые расположены между плоскостями Near Clip и Far Clip . Объекты, оказавшиеся вне поля зрения камеры, станут невидимыми и не будут визуализироваться, поэтому плоскости отсечения разумно использовать для ускорения отладочных визуализаций сцены, а также для того, чтобы взглянуть на геометрию сцены изнутри, что актуально, например, при создании сечений строений, механизмов и пр. По умолчанию плоскости отсечения не отображаются в окнах проекций - для включения отображения следует активировать флажок Clip Manually ;
  • группа настроек Environment Ranges (Диапазоны влияния окружающей среды) - представлена параметрами Near Range (Ближняя граница) и Far Range (Дальняя граница) - рис. 6. Данные границы, являющиеся плоскостями, используются для ограничения зоны отображения таких эффектов окружения, как туман (Fog ), объемный свет (Volume Light ) и пр. (с ними мы познакомимся в следующем уроке). По умолчанию границы не отображаются в окнах проекций - для включения отображения следует активировать флажок Show ;
  • группа настроек Multi -Pass Effects (Многопроходные эффекты) - позволяет имитировать работу настоящей камеры посредством размытия по глубине резкости (Depth of field ) и размытия движения (Motion blur ). Первый вариант используется для статичных изображений - он обеспечивает размытие фрагментов сцены, находящихся вне фокуса камеры. Второй - для анимации: с его помощью быстро движущиеся объекты получаются размытыми (как на снимке или в кинокадре), благодаря чему движение выглядит более естественно.

Рис. 4. Свиток Parameters

Кроме того, в свитке Parameters имеется ряд переключателей:

  • Orthographic Projection - включает/выключает ортографическую проекцию, в которой отсутствует перспектива и все объекты отображаются точно под углом в 90°;
  • Show Cone - включает/выключает отображение в окне проекции зоны FOV даже для неактивной камеры;
  • Show Horizon - делает линию горизонта видимой или невидимой.

Создание и настройка камеры

Для примера создайте сцену с несколькими примитивами - рендеринг сцены в проекции Perspective представлен на рис. 7. Попробуем получить такой же вид сцены с помощью камеры. Для создания камеры откройте на панели Create категорию Cameras (Камеры), щелкните по кнопке Target (Нацеленная камера) и создайте камеру в окне проекции Тор , щелкнув мышью в точке желаемого местоположения камеры и перетащив курсор на цель (рис. 8). Перейдите в окно проекции Perspective , нажмите на клавишу С и увидите, как выглядит сцена из созданной камеры (рис. 9). К сожалению, начальное положение камеры оказалось неудачным, так как сцена показана явно не в нужном ракурсе. Попробуем изменить положение камеры так, чтобы в фокусе оказался чайник. Для этого вначале вернитесь в проекцию Top , выделите камеру с мишенью, перетащите ее слегка вправо и разверните так, чтобы она смотрела на сцену в направлении чайника. А затем нацельте камеру на чайник, для чего требуется выделить мишень и перетащить ее прямо на чайник (рис. 10). Перемещая мишень в проекции Top , наблюдайте за видом сцены из проекции камеры, чтобы выбрать наилучшее положение мишени. Если выделить мишень обычным образом мышью проблематично (из-за скопления объектов в точке ее расположения), можно выделить камеру, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и из всплывающего меню выбрать команду Select Camera Target .

Перейдите в проекцию камеры, в панели управления камерами активируйте команду Truck Camera (Сопровождение камеры) и немного переместите камеру и мишень параллельно плоскости поля зрения так, чтобы показать сцену под небольшим углом (рис. 11). Щелкните на кнопке Dolly Camera (Откат камеры) и немного приблизьте камеру к объектам (рис. 12). По окончании в проекции Left инструментом Select and Move переместите камеру немного вверх (рис. 13) - в итоге вид отображения сцены станет примерно таким же, каким был изначально в окне Perspective .

Рис. 11. Перемещение камеры с мишенью при помощи команды TruckCamera

Рис. 13. Перемещение камеры инструментом Select and Move

Немного поэкспериментируем с настройками камеры в свитке Parameters панели Modify . Увеличьте значение фокусного расстояния, введя в поле Lens , например, число 85, - это автоматически приведет к уменьшению значения параметра FOV и соответственно к сужению поля зрения (что видно по уменьшению основания пирамиды), в результате чего объекты в окне проекции камеры приблизятся (рис. 14). Откажитесь от изменений, а затем выберите на панели Stock Lenses стандартный объектив с фокусным расстоянием 85 мм - результат будет тот же самый.

Теперь установите стандартный объектив с фокусным расстоянием 50 мм, для сохранения размера объектов без изменений переместите камеру ближе к объекту и визуализируйте сцену. Затем смените объектив на широкоугольный в 15 мм, отрегулируйте положение камеры для примерного сохранения размеров объектов и визуализируйте сцену. По окончании установите длиннофокусный объектив в 200 мм, также отрегулируйте положение камеры и проведите рендеринг. Если сравнить между собой результаты визуализации, то окажется, что в первом случае пропорции объектов естественны, а во втором и третьем - сильно искажены: во втором наблюдается эффект рыбьего глаза (при бо льшем поле обзора), а в третьем (при меньшем поле обзора) - перспектива практически плоская (рис. 15). Получается, что уменьшение фокусного расстояния позволяет увеличить поле зрения и захват камеры (в поле обзора которой попадет больше объектов), но при чрезмерном уменьшении приводит к появлению эффекта рыбьего глаза. А увеличение фокусного расстояния уменьшает поле зрения и соответственно захват камеры (которая отображает меньшее пространство сцены), но чрезмерное увеличение приводит к нереально плоской перспективе.

Рассмотрим, как влияет на вид сцены добавление плоскостей отсечения. Выделите камеру и в группе Clipping Planes (Плоскости отсечения) установите флажок Clip Manually (Отсечение вручную) - это приведет к появлению дальней плоскости (она представлена прямоугольником с красными диагоналями). Ближняя плоскость отсечения изначально не видна, поскольку по умолчанию она находится на нулевом расстоянии от камеры. Установите для параметров Near Clip (Ближняя плоскость отсечения) и Far Clip (Дальняя плоскость отсечения) такие значения, чтобы ближняя плоскость отсекла небольшой фрагмент передней части сцены, а дальняя - часть заднего плана (рис. 16). Обратите внимание, что области, находящиеся за дальней или перед ближней плоскостью отсечения, в окне проекции камеры стали невидимыми (рис. 17).

Прежде чем переходить к примерам, рассмотрим особенности расфокусировки сцены на примере размытия по глубине резкости (Depth of field ), когда размываются передний и задний планы сцены в зависимости от установленной точки фокусировки. Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi -Pass Effects Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить), и выберите метод Depth of Field . Проведите рендеринг - изображение визуализируется не сразу, а будет проявляться постепенно, при этом процесс рендеринга займет гораздо больше времени. В конечном счете объекты, расположенные перед точкой фокуса и за ней, окажутся слегка размытыми, зато вид сцены будет более естественным (рис. 18). Теоретически результат можно было просмотреть прямо в окне проекции камеры, перейдя в полноэкранный режим работы (кнопка Min Примеры настройки камеры в статичных сценах

Выбор удачной точки обзора сцены с учетом глубины резкости

Создайте произвольную сцену с большим числом объектов - лучше, если это будет один и тот же многократно продублированный объект (в данном случае мы остановились на шахматной доске с множеством пешек). Наша задача - выбрать наиболее удачную точку обзора сцены с учетом фокусного расстояния и глубины резкости. Последнее не менее важно, так как особенности строения человеческого глаза таковы, что четкими могут быть лишь объекты, попавшие в фокус, остальные в той или иной степени размыты.

Создайте плоскость, наложите на нее шахматный материал. В левом верхнем углу плоскости поместите любой небольшой объект, включая обычный примитив (рис. 20). Выделите созданный объект и создайте на его основе массив объектов, применив команду Tools =>Array (Инструменты=>Массив), активизируйте флажок 2D и определите число объектов в ряду и смещение их друг относительно друга по оси X (рис. 21) - появится первый ряд объектов. Выделите все объекты ряда и вновь примените к ним команду Tools =>Array , но уже со смещением по оси Y (рис. 22), что и приведет к получению задуманного массива объектов. Визуализируйте сцену - все объекты в ней будут отражены с абсолютно одинаковой четкостью, что выглядит неестественно (рис. 23).

Рис. 21. Настройка параметров окна Array для смещения по оси X

Рис. 22. Настройка параметров окна Array для смещения по оси Y

Рис. 23. Рендеринг сцены в окне Perspective

Изменить ситуацию проще всего путем внедрения камеры. Поэтому активируйте режим создания нацеленной камеры (команда Create => Cameras =>Target - Создать=>Камеры=>Нацеленная камера). В окне проекции Top установите камеру, щелкнув мышью в его правом нижнем углу и направив мишень камеры в центр объектов (рис. 24). Активируйте проекцию камеры, нажав в проекции Perspective клавишу C. Используя инструменты перемещения и вращения либо кнопки панели управления камерой, настройте мишень камеры и камеру так, чтобы выбрать оптимальный обзор объектов в сцене (рис. 25). Обратите внимание на настройку мишени - объект, на который она направлена, всегда будет в фокусе, а значит, размытие (которое мы добавим чуть позже) на нем не скажется. В результате удастся добиться того, что камера будет охватывать все объекты в нужном ракурсе, правда отображаться они будут пока с одинаковой четкостью (рис. 26).

Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi -Pass Effects (Многопроходные эффекты) свитка Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить). Установите метод размытия Depth of Field (Размытие по глубине резкости). Увеличьте значение параметра Sample Radius (Радиус выборки) примерно до 1,5 и проведите рендеринг - все объекты, находящиеся на переднем и заднем плане, будут отображаться размытыми, что гораздо ближе к действительности (рис. 27).