туториал по рендерингу авто

автор: Андрей Клецков (2006 - год завершения)
оригнальная форумная тема - тут - http://3dcenter.ru/forum/index.php?showtopic=58359&st=150
над редактированием статьи никто не парился, так что не ожидайте что всё будет разжёвано и положено. если вам интересна тема, то надеюсь этот тутор вам хоть немного поможет

по заказу трудящихся, туториал на тему рендеринга автомобилей.

итак, в наличии имеем следующее - модель лотус елиз, над которой мы и будем издеваться по поводу рендеринга.

первым шагом несомненно нужно определиться в каком виде мы будем подавать авто. способов подачи авто достаточно много, попробуем их классифицировать, а потом реализовать:
1 - авто в студии
2 - авто в движении (город, природа)
3 - авто без движения в естественной среде.
4 - вариации на тему времени суток и погодных условий.
5 - абстрактное окружение

значит так, рассмотрим рендеринг авто типа в студии. по фотографиям, которые запостил VDesign видно что мы хотим получить в результате рендера. а по фотографиям от HeaT мы видим какими способами это достигается в реальности. итак, в основном в студии получается однородный фон (иногда с подсветкой, чтобы получить градиент, или ореол вокруг авто) плюс стараются отражениями всяких белых штук показать рельеф кузовных панелей.

итого простейший вариант студии -это будет белый плейн с загибом вверх плавно переходящий в стенку и белый плейн над автомобилем (обычно его делают самосветящимся чтобы было чему отражаться)

это теория, приступим к практике.

на данный момент у нас автомобиль без материалов. поэтому уделим некоторое внимание материалам. Конечно в идеале было бы неплохо настроить материалы по физическим свойствам, но почему то мне кажется это маловероятным. поэтому обычно материалы настраиваютсяна глаз, чтобы они хорошо смотрелись в какой то определённой сцене.

давайте, рассмотрим теорию материалов, и сделаем хотя бы первые их версии, которые будем настраивать более тонко для каждого конкретноего случая.

итак, самый интересный материал в автомобиле - это автомобильная краска. вообще этот материал достаточно сложный и можно его навернуть так что будет рендерится 2 дня, но нам это не нужно, главно показать основные свойства материала.

итак, автомобильная краска состоит из 2х слоёв или даже можно сказать 3х слоёв: металл (грунт), краска, лак. будем считать что краска непрозрачная. итого получаес 2 материала с разными свойствами. в основном это проявляется в следующих эффектах. у краски и лака разная отражающая способность, краска даёт размытые отражения а лак даёт чёткие отражения. это первый момент. второй момент - это то что и лак и краска материалы диэлектрики (или как их там называют по найтному) и их оражающая способность будет зависеть от угла оражения (то бишь отражения по френелю)

совмещение 2х материалов в максе таким обрзом как нам нужно производится с помощью материала shellac - там есть базовый материал - это краска и второй материал который накладывается на первый следующим образом: учитываются только яркие пикселы, а чёрные пикселы как бы вообще не рисуются.
настройки материалов смотрите на скриншоте
хотя по большому счёту размытыми отражениями можно часто пренебрегать, они будут актуальны на краске металлик. на обыкновенной краске доля размытых отражений будет очень невелика.
а вот отражениями по френелю пренебрегать нельзя ни в коем случае.

теперь немного о сцене - на полу - плейн с загибом вверх, чтобы фон был более менее однородный.
спереди камера, и чуть сбоку врайлайт, который будет давать тень. основное окружающее освещение будет через энвиронмент (конечно можно было бы воспроизвести реальную студию, но тога время просчёта было бы в разы больше, а так получаем равномерную заливку) за автомобилем стоит сферческий врайлайт который подсвечивает загиб и стену - он создаёт оеол вокруг автомобиля.

вот что получаем
вроде уже неплохо, заиграли френелевские отражения.
вся фишка фотографии - показать форму объекта, подчеркнут ьего основные линии, поэтому то фотографы и извращаются со всякими там отражателями и т.п.
на данный момнет, заднее крыло нарисовалось достаточно нормально, а вот передок совсем невнятный - не чувствуется форма. будем добавлять оражений, чтобы показать линии кузова

добавим вверху плейн для отражений, чтобы отражался и рисовал линии на кузове (надо сказать что у лотуса кузов совершенно убойный, весь криволинейный, и рисовать на нём линии отражениями - дело достаточно сложное, ну вот что есть, то есть)

не сказат ьчто я сильно доволен, но сил больше нету. в общем то как нарисовать линии, точнее какие и где - это уже вопросы относящиеся на долю художника, то есть вопрос какими средствами нарисовать линии - это технический вопрос, а какие именно, где и какого вида - это уже художественный вопрос, и тут уже спорить становится сложно.

столкнулся с такой сложностью с которой раньше вроде бы не сталкивался. не получилось отключить плейн над автомобилем от участвия в расчёте глобального освещения. а вроде бы раньше работало.... так или иначе, наш плейн над автомобилем должен светиться, сделать это можно либо стандартным материалом либо враевским лайтматериал, но нужно объект отключать от прощёта ги, иначе он будет давать тень.

так, передок и зад вроде бы нарисовались, а вот боковина что-то аморфная вся. попробуем её прояаить путём высвечивания пола, который отражается в той части кузова. пол подсветим ещё одним сферическим врай лайтрм (нарисовать боковину можно было быпоставив ещё один белый плейн на отражения или ещё каким нибудь способом)

так, вот что имеем со стёклами и чёрным пластиком

пришлось конечно повозиться, добавив чёрный пластик получилось сильное несоответсвие по контрасту изображения, пришлось синий материал делать темнее, отражения ярче (как через ссилу свечения плейна, так и через аутпут на отражениях материалов)

p.s. одним местом чувствую что все эти аутпуты на рефлекшине - это фсё фейки. по правильному нужно юзать экспозицию и гамму. гамму - хотя бы плотому что френель с гаммой будет совсем по другому выглядеть (типа именно так как и должен выглядеть), но это другая история, пока же постараемся разными доступными нам средствами достигнуть желаемого. а эксперимент с экспозицией и гаммой я постораюсь сделать обязательно чуть позже, так как это теоретически именно самый физически корректный способ.

материал блестящего чёрного пластика
в принципе тоже самое что и стекло только непрозрачное

вот по быстрому просто повернул камеру и отрендерил. что получилось? правильно, получилось абы чо (и отражения гуляют от балды, и даже материалы не совсем хорошо работают). а почему? а потому что наверное не зря фотографы выбирают ракурс и долго-долго настраивают освещение и отражения. то есть иными словами - каждый ракурс нужно доводить до ума. универсального, одинаково качественного решения нет.

рисование номерного знака, типа немного не по теме, ну да ладно.

имеем номерной знак, назначаем ему контейнер с координатами, подгоняем размеры контейнера под номер, с помощью плагина texporter получаем развёртку, рисуем в фотошопе по развёртке, берём копиию материала чёрного пластика и на диффуз кладём туда текстуру.

небольшое замечание оп материалам. лично я никогда на диффузе не использую чисто чёрный цвет и чисто белый. я вообще стараюсь в максе настраивать картинку так чтобы она была не очень конрастная, в этом случае проще избежать засветов крутя конраст в фотошопе.

материал хрома

не знаю почему, но у начинающих часто проблемы сделать хром.
есть правило - чем сильнее отражает материал тем темнее должен быть цвет его диффуза, чтобы он не мешался в отражения. итого хром - это тёмный диффуз и накрученные отражения.

так как этот хром идёт в отражатели фар, то я накрутил ему бобольше количество отражений (сколько раз оно отразится) в принципе врай - умная система и можно было бы накрутить 99 или ещё сколько, оно само лишнее отрежет, когда дойдёт до порога. также увеличил число переотражений на материале стекла (в фарах получается челых 3 стеклянных объекта друг за другом)

значок с логотипом.

логотип лотуса нашёлся в интернете, с него в фотошопе нарисовалась маска для хрома. материалом blend сделался материал для значка, который состоит из хрома и модифицированного материала чёрного пластика (на диффузе лежит текстура логотипа)

материал металлической сетки (та что внутри радиатора)

можно конечн опоискать готовую текстуру, а можно сделать её самому.
для этого нам понадобится модель сетки, надеюсь проблем её отмоделить ни у кого не будет. далее рендерим элемент збуфер (придётсянемножко повозиться с определением минимальног ои максимального расстояния) и альфу, загоняем в фотошоп, и вырезаем себе кусочек для тайлинга. итого получаем текстуру для прозрачности и для бампа.

с бампом понятно всё (хотя текстуру можно было сделать получше, например сделать её 16-битной, но уже поздно). прозрачность - это кладём на рефракт карту маски (ior= 1.0 чтобы не было искажений), там где типа дырки отражений быть не должно, поэтому на рефлект идёт карта mask с маской.

материал легкосплавного диска

тут всё просто, большое глосси и степерь отражения и диффуз по вкусу

материал тормозного диска

на бамп кладётся текстура царапин, бамп небольшой
текстуру где-то притырил раньше, но сделать такоую в фотошопе не составляет большого труда - практически любая фотография переводится в чёрнобелую, и затем radial blur - размазать её по кругу

материал покрышки

покрышка - это диэлектрик и френелевские отражения для него обязательны. хотя сами отражения небольшой силы и сильно разблюреные.
протектор сделан геометрией, на боковину я посадил то же чью то тектуру чужую, потому что такую текстуру долго рисовать. хотя я надписи на покрышках предпочитаю делать по другому - разворачивать покрышку и уже на развёртке рисовать надписи - так проще, не нужно деформировать надпись по окружности, а заодно туда и протектор рисуется, если он не геометрией.

ещё такой момент есть - красивые ровные линии на отражении можн ополучить тольк опри хорошей модели. там много заморочек по этому поводу (чтобы отражения были хорошие) у промышленных дизайнеров есть.

лобовое стекло

на лобовом стекле ест ьполоска непрозрачная тёмная внизу и полоска тонированая зелёным вверху.
нижнюю полоску я прост оотрезал от стекла и назначил ей материал пластика (хотя по хорошему нужно было свой материал настраивать)
у верхней полоски граница не чёткая а плавная, поэтому я сначала замапил стекло, отрендерил развёртку (кстати в восьмом максе можно деллать это из анврапа) и нарисовал маску по которой смешал 2 материала - стандартное стекло и зелёное стекло.

материал поворотника (оранжевый)

поворотник из себя обычно представляет пластиковую деталь из полупрозрачной пластмассы с каким то рисунком (как правило с внутренней стороны)
для этого я использовал материал double sided
на верх я положил стандартное стекло (чтобы давало ровное отражение)
на низ положил оранжевое стекло с бампом для рельефа. на бамп положил просто чекеры, хотя можно было нарисовать рисунок какой нибудь.

в повороте понятно есть геометрия отражателя на котором материал хрома и лампочка на которой материал стекла

вот собственно и все основные материалы. кое-где по мелочи поназначал чёрный платик (вокруг окна типа резинки уплотнительные и т.п.). материалы для интерьера описывать не буду, т.к. интерьер особенно не видно. главное тчобы материалы интрьера естественно вписались, большего от них не требуется.

рендер маленький
почти 7 минут на пентиуме4@3.3

ракурс - вид сбоку сзади

пришлось сделат ьматериалы на те части которые видны сзади, и в процессе настройки пришлось подправлять некоторые материалы.


совершенн ооднозначно что крутить аутпут на отражениях неправильно, но в качестве фейка сгодится.

собственно сценя для этого ракурса. пришлось сделать белый заборчик вокруг авто, чтобы он отражался. при этом виден глюк из-за несоответсвия яроксти заборчика и источника света. (хотя кто не в курсе - тот не поймёт )

всё та же безликая серая студия, но используем парочку приёмов.

- угол камеры сделать побольше, чтобы получить перспективные искажения, ну так для интересу.
- использовать цветные источники света - тоже для большей яркости
- теперь самое интеерсное - рендерить по-правильному. расшифровываю. это значит использовать гаму и экспозицию, а также правильные (фотометрические) источники света (врайлайты - фотометрические по определению, ещё одно обязательно свойство фотометрического источника - это затухание по inverse square. это физически корректное оведение света, и из-за того что так свет быстро затухает и нужно использовать экспозицию, чтобы его вытянуть). история про гамму - это долгая история - можно поизучать 3дцентр на эту тему. если коротко - то есть некая нелинейность у мониторов в отражении, эта нелинейность компенсируется гаммой монитора. а вот рендеру совершенно по барабану какой у вас монитор, и он рендерит в линейной гамме, то есть без коррекций. сюда накладывается то что текстуры уже настроены на гаму монитора, и их нужно вернуть в линейную гамму, отрендерить картинку и опять сконвертировать картинку в гамму монитора. во как всё сложно. хотя гама в основном имеет смысл для интерьерных рендеров - где очень много полутонов, и вообще гамму можно вытянуть в фотошопе (что лично я делал раньше чисто интуитивно, а потом вот прозрел по науке)

вот так выглядит настройка гаммы в максе (более подробно что чего значит смотрите в хелпе)

вот экспозиция во врае (называется color mapping) exponential с мультами 1 и 1 должно быть достаточно в подавляющем большинстве случаев. как минимум экспонента поможет вам избезать засветов на картинке (но тут очень важно использовать правильные яркости, точнее правильные соотношения яркостей между источниками света в сцене)
в максе тоже есть своя экспозиция (в энвиронменте) и её даже можно использовать вместо враевской (но лучше наверное не стоит)

корректировка картинки обратно в гамму монитора.
если вы не используете враевский фтаймбуфер, тогда у вас стработают системные настройки макса и в буфере вы увидите правильную картинку (то есть гамма скорректируется сама). если вы используете враевский фреймбуфер, то как известно у врая в данной версии нет возможности использовать одновременно и коррекцию экспозиции и коррекцию гаммы. поэтому гамму можно рулить руками, чтонее кувами. вот так приблизительно выглядит курва на гамму около 2х. на самом деле как я уже говорил гамму можно вытягивать в фотошопе (особенно если отрендерить в 16битный тиф), а можн опопользоваться враевскими курвами не только для коррекции гаммы, а также для того чтобы сразу подстроить картинку до того состояния что нужно.

вторая картинка - это такую курву я использовал для картинок ниже.

с учётом вышеизложенного получаем что-то вроде таких картинок

ах да, не забываем про фотошоп.
материалы в сцене я практически не трогал (а по-хорошему надо было бы их с нуля переделать)

вот ещё такой вариант - типа тёмная комната.
тут я взял камеру не с широким углом а с узким. такая камера уменьшает перспективные искажения, обычно такие изображения получаются когда снимают с большим зумом (это достаточно естественные условия съёмки, так как обычно автомобили мы видим издалека с небольшими перспективными искажениями). также схема освещения - немного света, зато освещение контрастное. на задники использовалась текстура. опять же плейнами рисуем отражения, тут я регулировал яркость для каждого плейна чтобы получить отражение именно нужной мне яркости в каждом месте. сзади стоит подсветка стены, сверху над авто одна лампа и 2 лампы спереди и сбоку. экспозицию не использовал (враевская экспонента прибивает цвета и их нужно было бы в фотошопе поднимать, плюс я хотел высококонтрастную картинку, контраста пришлось ещё добавлять курвами во враевском буфере). конечно, если бы это была коммерческая картинка, пришлось бы её вылизывать в фотошопе - исправлять всякие огрехи, а так... и так сойдёт:)

вот что можно сделать в фотошопе из не совсем приятной картинки вылазящей из макса (картинка от ZaeBoN)

фотошоп (не забываем о нём)
всё разговоры о том что из макса должна вылазить финальная картинка - всё фигня, такое реально только из спортивного инетерса. зачем мучиться настраивать в 3д то что в фотошопе можно сделать за 2 минуты.

делаются такие фары некоторым числом слоёв в фотошопе разного цвета, верхние идут в режие оверлей. короче, экспериментируйте, изучайте, вариантов масса.

ещё по поводу фотошопе. кое где видны косяки с отражениями на кривоватой геометрии. не стоит стесняться убирать это всё в фотошопе, если хотим реально качетсвенную картинку (понятно что для анимации такие приколы не прокатят)

продолжим.

сегодня будем вставлять автомобиль в фото.
порывшись у себя нашёл не очень подхлодящее фото, но тем не менее...

будем заменять авто на переднем плане на наше.

подбираем камеру.

создаём плоскость для земли, с бортиком, создаём камеру, ставим на бэк нашу фотку и подбираем угол (в максе есть тулза для этого, но она что-то не очень дружелюбная, лично у меня куками подобрать камеру под фото получается быстрее чем с посощью той тулзы, причём почти всегда фотки будут с линзой 35мм, что облегчает процесс подбора. можно на фотке нарисоват ьв фотошопе перспективные линиии, чтобы они были зментее)

далее делаем материал для земли, чтобы получить альфу по которой мы будем вставлять в фотошопе нашу машинку.

далее делаем отражения для автомобиля. из фоток той же серии быстро клепается карта для домов - текстура и маска

создаётся цилиндр, у него отрезаются верхушки, и он мапится цилинровой гизмой с тайлингом. у цилиндра выставляются следующие свойства (чтобы он не рендерился, но был виден в отражениях, не влиял на ги, но был освещён)

так как у нас на фото солнца нет, и весь свет идёт от неба, то просто создаём источник света и выключаем его, всь всет будет от скайлайта. аутпут ему накрутим чтобы небо было самым ярким объектом. овверрайд рефрактиона на чёрный нужно чтобы стекло было прозрачным

рендерим и что видим...

видим чт она кузове мало отражений и нет облаков

вот что получилось, думаю хватит настраивать, можно рендерить.

небо с облаками

берём текстуру типа такой. ставим её во враевский оверрайд. самой текстуре накручиваем аутпут.

про прозрачные материалы во врай 15рц3

в этом релизе врая известный глюк что не работают affect shadows и affect alpha. более того не работет в качестве быстрой прозрачности выставление ior=1. то есть "добились" ещё одной ступени реалистичности материалов. но мне такая реалистичность и даром ненужна чтобы из-за неё теперь стеклянные объекты делать с толщиной. поэтому мы воспользуемся фичей врая - opacity. к сожалению вместе с прозрачностью умирают и отражения, поэтому приходится их докручивать с помощью output

вот результат рендера

надеюсь что все знают что для того чтобы получить хорошую альфу, нужно рендерить на чёрном фоне и сохранять как непримультиплаеную альфу.

в фотошопе убираем машинку (пришлось дорисовывать сзади стоящий гольф, потому как лотус машинка маленька, но таких моментов можно избежать более тщательно подбирая фотографию)

вот после шаманства в фотошопе (расписывать что я делал смысла не вижу, так как тема туториала не фотошоп, в общем, мазал чтобы не выпадала машинка из фото по яркости-контрастности)

ну или вот так кадрированно

больше всего смущает лобовое стекло (ну не считая чт овсё остальное делалось очень быстро), оно под таким углом должно очень сильно отражать и выходить в белый. судя по всему оно то и отражает, но не хватает яркости в текстуре домов, вот если бы это была хдри тогда наверное было бы лучше.

можно такое в фотошоеп сделать - спрашивали как сделать такое фото

вот типа такого (понятно что отражения не те, и колёса передние повёрнуты, и просто намазано) но смысл такой - колёса размазаны радиальным блюром (скопировать, растянуть элипс до круга, примерить радиальный блур, сжать круг обратно в элипс). дорога и бэкграунд. берётся текстура дороги и бэк - 2 слоя. размываются моушн блюром, и потом перспектива подгоняется как нужно. вот и все пироги.

текс... продолжим, да и заканчивать нужно. а то затянулось дело что-то

будем делать картинку в движении по-честному так сказать

для этого нужно сделать настоящее трёхмерное окружение
но так как я сразу планирую сделать большой моушн блур, то и особенно детализировать это окружение не собираюсь.

вот так выглядит моя сцена

простой плейн с обочинами, на нём материал состоящий из асфальта гальки и травы - два бленда и маски в виде градиент рампы с ноизом.

далее разбросаны плашки с текстурами деревьев, шибко не сильно хорошие, и там где машинка - кустики ещё типа мелкие

простой плейн с обочинами, на нём материал состоящий из асфальта гальки и травы - два бленда и маски в виде градиент рампы с ноизом.

далее разбросаны плашки с текстурами деревьев, шибко не сильно хорошие, и там где машинка - кустики ещё типа мелкие

это использованные текстуры.
на небо - текстура из дошей каких то

ну собственно осталось задвигать всё машинку и закрутить ей колёса.

с колёсами всё просто, тут даже не нужно париться чтобы подбирать реальную скокрость вращения - всё равно моушн блур всё размоет, то есть сколько колёса размыт ьхотите столько и крутите.
далее все детали объединяем в группу, создаём думми, прилинковываем группу на думми, к этой же думме прилинковывем камеру (у меня ещё камера и её таргет залинкованы на маленкую думми, которая уже в свою очередь линкуется к большой). большую думми анимируем как нам нужно. со скоростью тоже можно не париться так как степеень размытия можно рулить в другом месте (см. картинку - это типа скорость затвора. чем она больше, тем более смазанный кадр получится).

вот рендер без размытия и с размытием.
так сказать сырой материал для постобработки.

а после фотошопа может получиться что-нибудь такое

ну всё, с этим этапом закончили.

ещё варианты - взять профессиональную фотку авто в хорошем разрешении и заменить машинку на свою. вариант хороший, так как вы сразу получаете профессиональный бэкграунд и композицию, плюс референс для материалов своего авто. плохо в этом то что получается плагиат, даже хуже - воровство, и такой подход годится только для совсем начинающих, которым главное побыстрее набраться опыта.

ну про освещение хдкой я говоирть не буду, достаточн оуроков на эту тему в сети.
если коротко, хдри позволяет легко получить фотоотражения, не парясь с настройками источников света, экспозиций или фейками. но для рендеринга придётся накручивать настройки очень сильно. на задник та же хдрка заще всег оне годится так как не хватает разрешения, так что для задника всё-равно нужно искать фото, и много шансов что вам будет сложно подобрать фото для бэка похожее на вашу хдри, да и самих хороших хдри не так много ходит по рукам и их все уже и так наизусть знают, проще окружение сделать из фото для бэка и понастраивать материалы (что я показывал ранее)