Добрый день, дорогие читатели! Мы продолжаем тему «Освещение, основанное на изображении» из цикла статей «3d Визуализация сегодня». Вы узнаете об уникальных методах настройки освещения в фильме «Великий Гэтсби», которые разработала компания «Animal Logic».

Содержание

Введение: выбор средств визуализации
1. Актуальные вопросы
1.1 Глобальное освещение
1.2 Трассировка лучей против точечных решений
1.2.1 Физически правдоподобное освещение и затенение
1.2.2 Выборка по значимости и множественная выборка по значимости (MIS)
1.3 Освещение, основанное на изображении
1.3.1 Опыт Pixar, полученный при создании «Университета монстров» и инструмент Splat
1.3.2 Опыт, полученный при создании фильма «Великий Гэтсби»
1.3.3 Опыт сотрудников компании ILM
1.4 Интерактивность
1.5 Визуализация с использованием графического процессора (GPU)
1.6 Рендер-фермы и облачная визуализация
1.7 Открытый исходный код
1.7.1. Формат данных OpenEXR 2

Animal Logic при работе над картиной «Великий Гэтсби» (2013 год) разработала свой собственный уникальный процесс производства, в котором использовался свой собственный код и RenderMan. Мы говорили с Мэттом Эстелой, ведушим осветителем из Animal Logic, главной студии по производству фильмов, мультипликации и визуальных эффектов в Австралии.

Для «Гэтсби» команда использовала собственный процесс производства от Animal Logic с трассировкой пути совместно с PRman. Animal Logic работал с RenderMan, поскольку у них было много инструментов благодаря продолжительной истории продукта, а так же сказался опыт от работы с другими средствами. Эстела пошутил на недавнем семинаре Autodesk, что их работа состояла в том, чтобы, — «Сделать так, чтобы это выглядело реально, сделать, чтобы это выглядело круто и сделать, чтобы это отрендерилось вовремя».

Общее решение, специально для натурных съемок, началось с комбинации освещения окружающей среды и основного освещения. Эстела объясняет, что освещение окружающей среды обеспечивает реализм, мягкие тени и общую тональность, но это — также самое дорогое освещение в использовании. «Это немного похоже на купол света в Mental Ray», — добавляет он.

069_dr_0070_still_final_01_crop

Финальный рендер и компоузинг от Animal Logic (Великий Гэтсби)

Использование этого подхода дало отличные результаты, но потребовало некоторых усилий. Две ключевых проблемы помимо времени визуализации, это получение удовлетворительной визуализации с низким уровнем шума и использование памяти. «Наша старая система может визуализировать, используя 8 гигабайт, наша новая система использует 64 гигабайта оперативной памяти, и мы могли легко поместить их в файл подкачки». Тем не менее, команде удалось очень успешно перейти на новый подход к физическому освещению и затенению, а также использовать IBL для технических и творческих успехов.

Под впечатлением от работы над Великим Гэтсби, Эстела продемонстрировал тестовый рабочий пример того, как можно творчески использовать источники света с IBL.

00_keylight_only Рис. 1:

Слева простая тестовая сцена с 2 кошками и роботом. Она имеет как мягкие, так и жесткие края в геометрии.

С краю слева есть хромовая сфера наверху и диффузная сфера ниже ее, для контекста. На этом этапе сцена освещена одним дальним светом, имитирующим солнце. На ней имеются тени, но отсутствует заполняющий свет.

00a_ambocc Рис. 2:

Если мы вновь осветим эту сцену более эффективным белым светом окружающей среды (таким как купол/IBL), то изображение теперь станет эффективным для получения Ambient Occlusion.

Примечание: одиночный направленный источник света из рисунка 1 выключен.

01_env_only Рис. 3:

Теперь сцена освещена образцом HDRI, и установлена в качестве света окружающей среды (фото посередине отображает плоскость с текстурой HDR. Теперь вы можете видеть то, что изображено на HDR). Это более реалистично, но качество не годится для производства.

Примечание: тени идут от «солнца» в HDR. Свет окружающей среды — единственный источник света в этом образе.

02_remove_groundРис. 4:

Свет окружающей среды теперь отредактирован. Обратите внимание на то, что коричневая земля была закрашена. Правильный отскок света от земли должен зависеть от того, что на ней стоит. Если сравнивать последние два изображения, вы можете увидеть теплый рефлекс на задней части ноги робота (мы должны удалить это).

Примечание: это может быть и не нужно на практике, если светом от окружения является полусфера или 3D элементы загораживают плоскость земли от этого освещения, но здесь мы рисуем на HDR, чтобы проиллюстрировать суть.

03_remove_sunРис. 5:

Теперь мы закрасили солнце в HDR. Если HDR не очень тщательно захватили, там будет какое-то клиппирование на реальном солнце в HDR. Некоторые визуализаторы не смогут справиться с таким размером динамического диапазона в HDRI без создания шумов или светлячков (или черных точек). Это хорошо для творчества, так как можно переместить солнце, не поворачивая свет окружающей среды.

Теперь у нас есть базовая карта, чтобы начать работать с ней.

03a_grade_areas-1Рис. 6:

Иногда временная карта цветов используется, чтобы лучше понять, где в HDR имеются интересные места. Зеленый — это область вокруг солнца (представьте туманную легкую область, которая простирается вокруг солнца в средний солнечный день, она обычно намного-намного шире, чем само солнце). Синий представляет небо низко к горизонту. Темно-синий в задней части карты — для области, обращенной от солнца. Красный – для верхней части, а желтый – для небольшой площади непосредственно в центре купола. Это поможет понять техническому дизайнеру или осветителю с чем работать.

04_graded_sun_discРис. 7:

При повседневном производстве (автором используется термин «Dailies», означающий сырой неотредактированный видеоматериал, прим. переводчика) проблемы «формы» или «теплое против холодного» часто появляются в рамках поиска хороших деталей. А также при желании улучшить их или избежать того, чтобы «герой» смотрелся «плоским». Цвет применяется, чтобы чувствовалось разделение. Фигуры, которые стоят перед солнцем, окрашены в более теплые тона, в то время как части, повернутые против солнца, имеют более прохладные тона. Здесь, зеленая зона от предыдущего изображения была преобразована в мягкий ореол от солнца, и тонирована в более теплый желтый цвет. Это дает желаемое разделение на «теплое/холодное» и более интересную форму.

06_shape_front_to_backРис. 8:

Здесь я использовал синие и красные зоны (синий является небом у горизонта, красный — большая область вверху неба) и задал небу менее насыщенный синий цвет. Ясное голубое небо,  ДЕЙСТВИТЕЛЬНО, голубое, но в действительности вы редко воспринимаете серые объекты как синие. Ваши глаза имеют естественный баланс белого, чтобы удалять синий оттенок. Камеры скорректированы таким образом, чтобы сделать то же самое. В освещении, созданном компьютерной графикой, вы будете смотреть на нейтральные предметы в действующей среде (или серый шар, который будет снят в кадре на натуре, если повезет). Убедитесь, что ваш свет окружающей среды окрашивает ваши объекты компьютерной графики соответственно. Я также использовал область, которая напротив солнца и понизил ее экспозицию. В сравнении с предыдущим, это имеет эффект небольшого затемнения форм, развернутых от солнца, снова  придавая немного больше формы.

07_toplightРис. 9:

Вот уловка от Этьенна Марка, одного из старших осветителей на «Великом Гэтсби» в Animal Logic. Здесь мы добавили тонкую полоску высоко-интенсивного белого цвета в верхней части HDR. Это добавляет немного больше верхнего света в верхней части объектов, но, что полезнее, делает резче их тени, создавая ощущение приземленности. Если вы кликните на рисунок и переключитесь между этим и предыдущим слайдами, то увидите на земле более выраженную тень. «Компьютерная графика чувствует, как она изменчива», — этот комментарий регулярно появляется в обзорах для осветителей. Данный способ помогает избежать этого.

09_add_keylightРис. 10:

Наконец снова включаем основной источник света, и теперь наблюдается баланс между основным освещением и освещением окружающей среды. Затенения теперь гораздо интереснее, но все же основываются на реализме. Это прочная основа для основного освещения, теперь с непрямым, отраженным от других предметов, светом и конечными материалами, кадр находится на верном пути к радующему глаз кадру.

Ниже, расположен ролик в котором отображается то, что было до и после в «Великом Гэтсби», показывая великолепную работу Animal Logic, основного поставщика в производстве реалистичного и стилизованного освещения. Среди других студий визуальных эффектов, участвующих в фильме, были Rising Sun Pictures, Iloura, ILM, Prime Focus и Method Vancouver. Общим руководителем был Крис Годфри.

Источник: fxguide.com
Автор: Майк Сеймур
Перевод: RAIT.kz — статьи о компьютерной график

  • Yuriki

    Здравствуйте!
    Это вы очень хорошо делаете, что переводите статьи по 3D. Чтобы не делать эту работу зря можно сначала поискать в интернете на предмет того, кто уже занимается переводом этой статьи ;) Я с другими тридешниками перевел эту статью еще летом прошлого года http://3dyuriki.com/2013/07/22/rendering-za-kulisami-3d-vizualizacii/ (только не до конца опубликовал)
    В интернете очень много отличных материалов по 3D, которые остались без перевода и я полагаю, что один и тот же материал на разных сайтах — это потеря бесценного времени переводчиков. Можно скооперироваться и придумать какую другую статью вы бы могли перевести, а я в свою очередь сделаю репост вашего перевода у себя на блоге и в соц. сетях. Как вы на это смотрите?

    • Юрий, здравствуйте!
      Спасибо большое за комментарий!
      Вы не поверите, но мы тоже перевели эту статью еще в августе, когда она только появилась на fxguide. :) А когда начали выкладывать, наткнулись и на ваш перевод. Теперь всегда проверяем наличие переводов в интернете прежде чем готовить материал. :) Это была первая статья, которую мы перевели и поэтому мы хотим добить ее до конца.
      А по поводу сотрудничества и репостов — мы открыты для диалога. Ваши предложения пишите на почту avs@nur.kz
      Удачного дня!