3D-kohtauksen valaiseminen kuulostaa melko helpolta, eikö vain? Suurimmaksi osaksi valaistuminen «todellisessa maailmassa» vain tapahtuu. Aurinko nousee, käännämme kytkintä tai avaamme kaihtimet ja voila: valoa. Saatamme miettiä, minne sijoitamme valon, kuinka ohjaamme kaihtimet tai mihin kohdistamme taskulampun, mutta 90 prosenttia ajasta kokemuksemme valosta on melko passiivista. Tietokonegrafiikkateollisuudessa asiat ovat toisin.
Valaistus on kaikki kaikessa
Kuten jokainen hyvä valokuvaaja sanoisi, valaistus on kaikki kaikessa. OKEI, kaikki saattaa olla hieman hyperbolinen, mutta hyvin toteutettu valaistusratkaisu voi tehdä tai rikkoa renderoinnin erittäin hyvin. Ilman loistavaa valaistusta jopa fantastinen 3D-malli voi näyttää lopullisessa kuvassa tasaiselta ja epäuskottavalta. Emme käytä liikaa aikaa syiden luettelemiseen, miksi valaistus on niin tärkeä (ja aliarvostettu) osa CG-putkistoa. Mutta siirry sivulle, niin aloitamme keskustelumme 3D-valaistustekniikoista yleiskatsauksella kuudesta valotyypistä, jotka löytyvät yleisesti käytetyistä 3D-ohjelmistopaketeista.
Oikean valaistusratkaisun löytäminen
Vaikka on melko helppoa napsauttaa «Luo valo» -painiketta 3D-ohjelmistopaketissasi ja sijoittaa valonlähde kohtaukseen, käsityön todellisuus on paljon monimutkaisempi. On olemassa useita vakiintuneita 3D-valaistusparadigmoja, ja kohtauksen tyyppi määrittää yleensä sopivimman. Esimerkiksi sisäympäristössä hyvin toimivilla tekniikoilla ei yleensä ole mitään järkeä ulkokuvauksessa. Samoin «studiovalaistus» tuotteiden tai hahmojen esittelyyn vaatii hyvin erilaista menettelyä kuin animaation ja elokuvan valaistus. Loppujen lopuksi jokainen tilanne on erilainen, mutta tietyntyyppiset valot toimivat hyvin tietyissä kohtauksissa.
Vakiovalaistusvaihtoehdot
- Dot/Omni Light — Pistevalo valaisee ulospäin mihin tahansa suuntaan yhdestä äärettömän pienestä pisteestä 3D-avaruudessa. Pistevalaistus on hyödyllinen simuloimaan mitä tahansa monisuuntaista valonlähdettä: hehkulamput, kynttilät, joulukuusen valot jne.
- Suuntavilkku — Toisin kuin pistevalot, jotka sijaitsevat tietyssä paikassa 3D-näkymässä, suunnattu valo on tarkoitettu heijastamaan erittäin kaukana olevaa valonlähdettä (kuten aurinkoa tai kuuta). Suuntavalojen säteet kulkevat yhdensuuntaisesti yhteen suuntaan mistä tahansa taivaan pisteestä ja niitä käytetään yleensä simuloimaan suoraa auringonvaloa. Koska suuntavalo edustaa etäällä olevaa valonlähdettä, x,y,z-koordinaatilla ei ole mitään merkitystä – vain rotation-attribuutilla on vaikutusta siihen, miten kohtaus valaistaan.
- valokeilassa — 3D-sovellusten kohdevalot ovat itsestään selviä, koska ne ovat melko samanlaisia kuin tosielämän vastaavat. Täplä lähettää kartion muotoisen valokentän yhdestä pisteestä avaruudessa. Kohdevaloja käytetään yleisesti kolmen pisteen studiovalaistukseen sekä minkä tahansa valaisimen simulointiin, jossa on selkeä visuaalinen pudotus vaaleasta pimeään – katuvalaistusta, pöytälamppuja, kartiovalaistusta jne.
- Alueen valo — Aluevalo on fyysisesti perustuva valo, joka lähettää kohdistettuja säteitä asetetulta rajalta. Aluevaloilla on tietty muoto (suorakulmainen tai pyöreä) ja koko, mikä tekee niistä erittäin hyödyllisiä loisteputkivalaisimien, valaistujen paneelien ja muiden vastaavien valaistustoimintojen simuloinnissa. Aluevaloja voidaan käyttää fotonien säteilijöinä käytettäessä globaalia valaistusta Mental Rayssa, mikä tekee niistä suositun valinnan tuotevalaistuksessa ja arkkitehtonisessa visualisoinnissa. Vaikka aluevaloilla on yleinen suuntaavuus, ne eivät lähetä rinnakkaisia säteitä kuin suunnattu valo.
- Äänenvoimakkuuden valo — Volumetrisen valon ympärille on ehkä vaikeinta kietoa. Oletusasetuksilla se on lähes identtinen pistevalon kanssa, joka lähettää ympärisäteitä keskipisteestä. Kuitenkin, toisin kuin pistevalolla, tilavuusvalolla on tietty muoto ja koko, jotka molemmat vaikuttavat putoamiskuvioon. Volumetrinen valo voidaan asettaa minkä tahansa geometrisen primitiivin muotoon (kuutio, pallo, sylinteri jne.), ja sen valo valaisee vain tämän tilavuuden pintoja.
- Tunnelmavalo — Ympäristön valo heittää pehmeitä valosäteitä kaikkiin suuntiin, ja sitä voidaan käyttää lisäämään hajavalon tasoa kohtauksessa. Sillä ei ole tiettyä suuntaa, joten se ei jätä varjoa maahan, mutta se ei todellakaan ole kaikkisuuntainen kuin pistevalo. Ympäröivä valo on suhteellisen samanlainen kuin iltahämärässä, juuri auringonlaskun jälkeen.
Kohtauksissa on usein useita valoja
Tässä käsittelemiämme valotyyppejä voidaan käyttää kaikkeen yksinkertaisesta kolmipistevalaistuksesta monimutkaisiin animoituihin kohtauksiin, jotka vaativat yli 40 valoa. Niitä käytetään melkein aina yhdessä toistensa kanssa – on harvinaista, että kohtaus tekee niin yksin ennätyspistevalaistus tai yksin sisältää alueen valaistuksen jne. Siitä huolimatta olemme vain raapumassa pintaa syvältä ja monipuoliselta 3D-valaistuksen aiheelta.