Дубль два, 3D Графіка, Графіка, статті

Юрій Заєць, Комп’ютерна газета

Сьогодні, мабуть, ми поговоримо з Вами про знімальних камерах, адже камера – це той елемент, від якого в більшості випадків залежить реалістичність створюваної сцени. Ми розглянемо роботу камери на прикладі 3D Studio MAX, а загальна концепція підійде для будь-якої програми моделювання.


За замовчуванням 3D Studio MAX має чотири видових вікна – Top, Left, Front і Perspective. Зображення в цих вікнах відрізняється тільки положенням точки, в якій перебуває спостерігач. Ці видові вікна дають тільки ортографической (Паралельну) проекцію сцени, і серед стандартних положень спостереження немає таких, які враховували б ефект перспективи. Це прикре непорозуміння і виправляють знімальні камери, які в 3D Studio MAX знаходяться за адресою
Create -> Cameras.


Всього камери у нас дві. Одна з них – Target Camera (Спрямована камера), а інша – Free (вільна). Вільна камера відрізняється від спрямованої тільки лише тим, що не має точки націлювання (Target Point). В цілому ж вони не тільки мають властивості, притаманні реальним пристосуванням для зйомки, але і набагато перевершують їх. Розглянемо роботу камери на прикладі Target Camera.


Створіть у видовому вікні Top спрямовану камеру. Її настройки складаються тільки з однієї розгортається панелі Parameters. Два основних параметри камери – це Lens (фокусна відстань, вимірюється в міліметрах) і FOV (Field-of-View, поле зору, що вимірюється в градусах). Причому ці два параметри пов’язані між собою так, що зміна одного тягне за собою і незмінне зміна другого. Цей зв’язок виражається обернено пропорційно, тобто чим більше Lens, тим менше FOV, і навпаки. Відбувається так через те, що в реальному камері поле зору визначається відстанню між плівкою і крайньої лінзою об’єктива.


Кут зору людського ока дорівнює 60 градусам, і тому в кінематографії та фотографії стандартом “де-факто” прийнятий об’єктив з фокусною відстанню 35 міліметрів, що відповідає 54 градусам FOV. Типове фокусна відстань камери в 3D Studio MAX дорівнює 50 градусам, що є стандартом більшості анімаційних пакетів.


Target Point — точка, на яку націлена камера. Вона управляє тільки напрямком і більше від неї нічого не залежить. Подивіться на малюнок. На ньому зображено дві камери з однаковими значеннями параметрів Lens і FOV, але з різною відстанню від камери до точки націлювання. Зображення, що даються камерами, не відрізняються один від одного.


Звернемося до довгофокусним камерам. Вони мають вузьке поле зору і мають властивість наближення предметів. Довгофокусні об’єктиви використовуються в тих випадках, коли неможливо наблизитися до об’єкта зйомки, наприклад, при зйомці диких тварин. Це ідеальне зброю фоторепортера. Навіщо ж застосовувати такі об’єктиви при роботі з програмою моделювання? Відповідь простий: це робить сцену реалістичною. Глядач звик до того, що знімати деякі об’єкти камерою з ширококутним об’єктивом не можна. Ви коли-небудь бачили вид з бінокля, який захоплює велику за площею область? Я теж не бачив.
Ще одна властивість довгофокусних об’єктивів полягає в тому, що вони не підкреслюють перспективу зображення. Максимальне збільшення Lens дасть нам ортографической проекцію, чого не можна домогтися, використовуючи “живу” камеру. Також цю проекцію можна включити, виставивши прапорець Orthographic
Projection.
Повною протилежністю довгофокусним об’єктивам є … ні, не короткофокусні, а ширококутні. Вони використовуються для того, щоб закарбувати як можна більший обсяг сцени. Ідеальне місце для їх застосування – зйомка груп людей в невеликих кімнатах.


Основна проблема зйомки ширококутними об’єктивами – ефект “риб’ячого ока”. Цей ефект полягає в тому, що в отриманому зображенні перспектива видна настільки сильно, що вона спотворює всі звичні пропорції. Подивіться на малюнок, Вам стане більш зрозуміло.


Припустимо, що перед камерою знаходиться площину. Тоді найближчим відстань до цієї площини буде дуже мало в порівнянні з відстанню до всіх інших точок площини. Такі перепади відстаней і викликають ефект, дія якого аналогічно фільтру “Сферізація” в PhotoShop. На щастя, знімальні камери в 3D Studio MAX позбавлені цього недоліку. Якщо ж Вам необхідно домогтися цього ефекту, то скористайтеся програмою Adobe Premiere для обробки анімації фільтром.


Ми забули про ще одну дуже простий налаштування 3D Studio MAX, пов’язаної з полем зору камери. Випадає кнопка з стрілкою біля параметра FOV контролює вимірювану величину (ширина, висота або довжина діагоналі) поля зору.


Далі на панелі Parameters знаходиться група Stock Lenses (набір об’єктивів). Натисканням на відповідну кнопку групи можна легко встановити фокусна відстань об’єктива рівним 15, 20, 24, 28, 35, 50, 85, 135, 200 міліметрів відповідно.


Випадаючий список Type дозволяє змінити тип камери з Target на Free і навпаки, обходячись при цьому без видалення старої. Як я вже говорив, вільна камера не має Target Point, тому їй трохи складніше управляти в сцені. В іншому ж її управління аналогічно управлінню націленої камерою.


Наступні два параметра служать для полегшення позиціонування камери в видових вікнах. При включеному прапорці Show Cone навіть неактивна в поточний момент камера буде відображатися у видовому вікні разом із зоною FOV. Параметр Show Horizon включає відображення лінії горизонту у видовому вікні включеної камери. Цей параметр вказує положення камери щодо Target
Point.


Після параметрів Show Cone і Show Horizon перебуває група налаштувань діапазонів впливу навколишнього середовища (Environment Ranges). Діапазон складається з двох параметрів – ближній кордону (Near Range) і дальньої кордону (Far Range), і, отже, Near Range не може перевищувати Far Range. Налаштування використовується спільно з Environmental-ефектами, такими як туман (Fog), об’ємне світло
(Volume Light) та іншими, і служить для обмеження зони відображення цих ефектів. Прапорець Show включає відображення площин відсікання в видових вікнах.


Самая остання група параметрів камери – Clipping Planes. Їх дія аналогічно дії Environment Ranges, з тією відмінністю, що за допомогою Clipping Planes ми встановлюємо область відсікання для видимих ​​об’єктів. Цей параметр потрібно використовувати для того, щоб обрізати віддалені об’єкти, тим самим збільшуючи швидкість візуалізації.


Добре, тепер давайте розберемося з рухом камери. Для початку активізуйте видове вікно Perspective і включіть вид з камери натисненням кнопки на клавіатурі. Вид з камери управляється кнопками в правому нижньому кутку 3D Studio MAX. З діями, виконуваними кнопками Field-of-View і Perspective, Ви вже знайомі – їх ефект аналогічний налаштувань Parameters камери.


Наїзд (Dolly). Наїзд – це рух камери, при якому камера наближається або віддаляється від об’єкту зйомки по прямій. Зауважте, що при цьому фокусна відстань об’єктива не змінюється. Даний термін отримав назву за назвою візки, яка рухається по заздалегідь прокладених рейках і на яку кріпиться реальна камера.


Супровід об’єкта (Trucking). Супровід – рух, зворотне наїзду. При супроводі камера рухається разом з Target Point по площині, перпендикулярній напряму камери. Іншими словами, камера стежить за об’єктом, повертаючись в горизонтальній і вертикальній площинах.


Займемося практичною частиною питання. Нам належить поставити маршрут руху камери під час анімації. Це можна зробити без додаткових вишукувань, використовуючи кнопку Animate, але я ручаюся, що відтворення руху по складній траєкторії таким способом – практично нездійсненне завдання.


1. Отже, камера у нас уже є. Тепер залишилося створити шлях, по якому вона буде рухатися. Або навіть два шляху – для камери і її Target Point. У вкладці Create натисніть кнопку
Shapes. Встановіть випадає в положення NURBS Curves і в свиті Object Type натисніть кнопку Point Curve. У видовому вікні Top створити дві кривих – одну для шляху камери, другу для Target Point (побудова кривої завершується правим кліком).


2. Виберіть об’єкт Camera01. Перейдіть на вкладку Motion і натисніть кнопку Trajectories. У групі Spline Conversion свитка Trajectories утопите кнопку Convert From. У видовому вікні клацніть на сплайн, відповідний траєкторії руху камери. При цьому 3D Studio MAX пересуне камеру до початку сплайна і автоматично створить необхідні контрольні точки. За замовчуванням час руху одно тривалості анімації, тому потрібно відрегулювати швидкість руху камери у вікні Track
View.


3. Виконайте Track View -> Open Track View. У дереві об’єктів розкрийте гілку Objects -> Camera01 -> Transform. У вікні редагування перетягніть повзунок тривалості на необхідний кадр закінчення руху. Якщо це необхідно, то відрегулюйте і позицію початкового кадру. Закрийте вікно Track
View.


4. Виконайте дії пунктів 2 і 3 для Target Point камери.


Чудово! Тепер Ви вмієте переміщати камеру по заздалегідь заданому шляху. Ну а тепер продовжимо вивчення налаштувань.


Крен (Roll Camera) – ефект, що виникає при проходженні камерою повороту (banking) і полягає в повороті камери щодо оптичної осі об’єктиву. У реальних умовах крен створюється при допомогою спеціального опорно-поворотного пристрою або оператором вручну. Ефект створює враження нахилу знімається камерою сцени, що викликає у глядача відчуття напруги. Не переборщіть! Більш докладно про використання крену ми поговоримо пізніше.


Остання кнопка, що відповідає за рух камери, – Orbit Camera. Вона включає режим, при якому камера рухається на фіксованій відстані від своєї Target Point. Область застосування цього ефекту дуже велика. Ви самі можете згадати приклади.


Випадає кнопка Zoom Extents All складається з двох пунктів – Zoom Extents All Selected і, власне, Zoom Extents All. Zoom Extents All нормує зображення у всіх видових вікнах, крім вікон з видом з камери. Це означає, що всі об’єкти, розташовані в сцені, будуть відображені у видовому вікні. Zoom Extents All Selected виробляє цей же дію з вибраними в даний момент об’єктами.


Кнопка Min / Max Toggle покликана полегшити Вам життя при позиціонуванні камери. Вона включає і вимикає режим відображення активного видового вікна на весь екран.


Це були настройки камери. Тепер поговоримо про розташування камери в сцені. Почнемо з висоти розташування.


Мабуть, найпоширеніша помилка – розташування камери паралельно основним площинах сцени, наприклад, площини підлоги (не дуже критично для анімації, однак при створенні статичних зображень зверніть на це увагу). При використанні такого становища у глядача виникає відчуття обмеженості в русі, адже сцена виглядає строго і дуже вже правильно. Проте в деяких випадках це може бути виправдано загальним сюжетом анімації. Зробіть так, щоб камера рухалася на невеликій відстані від землі, нехай вона пробирається через зарості трави. Ви отримали стандартну сцену з фільму жахів :).


Камера, розташована на тому ж рівні, що і відбувається в сцені дію, викликає почуття емоційної близькості. В цьому випадку глядач знає про те, що відбувається не більше учасників сцени. Ефект супроводжується посиленням деталізації.


Висока точка зйомки показує, що глядач знає про відбувається набагато більше учасників сцени. Глядач залишається стороннім спостерігачем, а не учасником подій. Застосовувати цю точку зйомки можна при створення сцен з великою кількістю діючих персонажів або при показі масштабних об’єктів.


Низька точка зйомки збільшує напругу глядача. Її зазвичай вибирають для збільшення відносної висоти персонажів – камера розташовується у них в ногах. Персонаж, що показується знизу, сильніше показуваного з верхньої точки.


Я обіцяв розповісти про те, як діє на глядача нахил камери (Roll). Дія аналогічно ефекту, що виникає при найнижчій точці зйомки, – напруга. Справа в тому, що людина більшість часу (З відкритими очима 🙂 проводить в горизонтальному положенні, тому нахил камери викликає занепокоєння і дискомфорт. Ефектно застосування цього трюку при зйомках сцен смерті, коли камера дивиться на події очима жертви. Ви напевно пам’ятаєте завалюється на бік зображення в різних шутерах начебто Quake або Soldier of Fortune при смерті персонажа. Нахил камери на невеликій кут може викликати легку зацікавленість.


Перейдемо від теорії до практиці. Оскільки вибір положення камери залежить від характеру сцени, а розповісти про всі можливі випадки застосування Rolling-а неможливо, то займемося більш прозаїчними речами. Якщо бути конкретніше, то створенням відблисків.


Відблиски на об’єктиві (Lens flares, в простолюдді – фларікі) – дефект оптичної системи. Дефект з’являється в лінзах камери, спрямованої на яскраве джерело світла. Хотілося б виділити ключове слово попереднього пропозиції – яскравий. Справа в тому, що початківці художники часто грішать відблисками, розставляючи їх там, де треба і де не треба. Не треба їх розставляти, наприклад, при створенні полум’я свічки – її світло недостатньо яскравий, причому має червонуватий (а не (!) жовтий, як вважають багато хто) відтінок. Уникайте фларіков при червоному світлі джерела. Встановлюються ж Lens flares при моделюванні потужних ламп розжарювання, прожекторів, сонця.


1. Джерелом відблиску в 3D Studio MAX може бути будь-який об’єкт. Зараз ми буде використовувати для цієї мети невелике ланка лінії. Перебуваючи у вкладці Create, переконайтеся, що натиснута кнопка Shapes, а випадає встановлений в положення Splines. Натисніть кнопку Line і в довільному видовому вікні створіть лінію з двома вершинами.


2. У головному меню виберіть пункт Rendering -> Video Post … В вікні Video Post натисніть кнопку Add Scene Event. У випадаючому списку групи View встановіть камеру, з якої буде проводитися візуалізація сцени. Натисніть кнопку Ok.


3. Натисніть кнопку Add Image Filter Event. У групі Filter Plug-In встановіть випадає в положення Lens Effects Flare. Натисніть кнопку Ok. Натисканням Add Image Output Event -> Image File -> Files … Вкажіть ім’я файлу для виведення результатів візуалізації та закрийте вікно Edit Output Image Event. Переконайтеся в тому, що дерево подій Video Post’а не має розгалужень, в іншому випадку видаліть події та виконайте всі операції ще раз.


4. У дереві подій двічі клікніть на пункті Lens Effects Flare. У групі Filter Plug-In вікна Edit Filter Event натисніть кнопку Setup. Хм, добре, що я встановив в настройках Windows дрібний шрифт. При великих шрифтах та вирішенні 1024×768 вікно Lens Effects Flare на екран не містилося.


5. Утопите кнопку Preview для включення режиму попереднього перегляду створюваного ефекту. Страшненький він якийсь і плоский, наче по ньому вантажівкою проїхали :). Обнулите параметр Squeeze групи Lens Flare Properties. Порядок! Тепер натисніть кнопку Node Sources. В діалоговому вікні Select Flare Objects виберіть об’єкт Line01 і натисніть кнопку Ok. Звертаю Вашу увагу на те, що для одного ефекту відблиску можна задавати кілька об’єктів.


6. Ok, тепер напис Line01 з’явилася біля кнопки Node Sources. У правій частині вікна Lens Effects Flare розташована панель з вкладками складових ефектів відблиску. Найперша вкладка (Prefs) відповідає за включення ефектів. Всього їх в нашому розпорядженні вісім. Коротенько опишу їх всіх.


• Brighten – як і випливає з назви, посилює яскравість відблиску. Ніяких спеціальних налаштувань, крім оклюзії (Occlusion, знаходиться в крайньому правому стовпчику цієї ж закладки), не має.
• Glow – сяйво навколо точки виникнення відблиску. Як і всі наступні ефекти, має настроюються градієнти Radial Color, Radial Transparency, Circular Color, Circular Transparency і Radial Size.
• Ring – малопомітне кільце червоного (по замовчуванням) кольору, що знаходиться навколо відблиску.
• Auto Sec (вкладка A
Sec) — смуга світяться кіл, що проходить через відблиск і центр модельованого зображення.
• Man Sec – формує зображення, до якого входить вторинне кільце, зміщене відносно самого фларіка.
• Rays – в центрі Lens Flares виникає невелика світиться точка, від якої в різні боки розходяться тонкі промені світла. Розмір за замовчуванням досягає половину розміру кільця ефекту Ring.
• Star – діє аналогічно Rays. Промені мають більшу довжину і ступінь розмиття.
• Streak – горизонтальна смуга, що проходить через центр відблиску. Ефект виникає тільки у секретних агентів Малдера і Скаллі при використанні ними ж ДУЖЕ потужних джерел світла :).


Налаштування цих ефектів дуже прозаїчні, тому чіпати я їх не буду. Звернемося до загальних налаштувань фларіка, а точніше до групи Lens Flare
Properties.
• Seed — як і у всій програмі, установка зерна генератора випадкових чисел. Виставивши в полі введення Seed випадкове число, Ви отримаєте новий варіант ефекту.
• Size – так, це саме воно. Налаштування розмірів фларіка в первозданному вигляді.
• Hue – зовсім не матюк, а настройка кольору. Параметр колірної моделі HSV (Hue / Saturation / Value – колір / насиченість / значення). Колірна модель? RGB знаєте? Майже те ж саме, тільки зовсім навпаки :). Прапорець Apply Hue Globally займається тим, що додає Hue глобально, до всієї сцені.
• Angle – кут і є.
• Intensity – інтенсивність світіння відблиску. Погодьтеся, все дуже тривіально.
• Параметр Squeeze ми вже змінювали. Він відповідає за стиснення відблиску по вертикалі. Стискається від кільця (Значення 0), до вузької смуги (100).
Група Lens Flare Effects встановлює розмиття відблиску та його загасання в залежності від відстані. Налаштувати ці параметри пропоную в якості домашнього завдання.


7. Все, натискаємо кнопку Ok і повертаємося у вікно Video Post (Ви про нього ще не забули?). Натисніть кнопку Execute Sequence. Якщо Вас цікавить лише один кадр, а не анімація, то в групі Time Output вікна Execute Video Post перемкніть селектор в положення Single. Все, натискаємо Render і йдемо пити кави.


Нагадаю про обмеження, що накладаються стандартним фільтром 3D Studio MAX. Справа в тому що, як я вже говорив, відблиск – дефект оптичної системи камери, тому його не можна затулити якими об’єктами сцени – фларік завжди буде знаходитися на передньому плані.


Загальних рекомендацій з обходження цієї перешкоди немає, але в кожному конкретному випадку можна щось придумати.


І наостанок я розповім ще про один ефект, який також пов’язаний з оптичною системою, на Цього разу не тільки камери, але і людини. Пов’язаний він з величиною отвору діафрагми об’єктива, причому так, що чим менше діаметр отвору, тим цей параметр більше, і навпаки. Здогадалися? Так, це глибина різкості.
Фотоапарати-“мильниці”, що продаються на кожному розі, мають настройку різкості на нескінченність. На фотографії, зробленій за допомогою такого фотоапарата, різкими будуть практично всі об’єкти, що знаходяться на відстані більше метра. Камера 3D Studio MAX діє аналогічно, тому нам доведеться моделювати глибину різкості вручну.


Створіть у монтажник (Rendering -> Video Post …) черга, яка є точною копією попередньої (З відблиском). У черзі подій двічі клікніть на пункті Lens Effects Flare. В групі Filter Plug-In вікна Edit Filter Event встановіть випадає в положення Lens Effects Focus і натисніть кнопку Setup.


Селектор, встановлений в положення Scene Blur, застосовує розмиття до всієї сцені. Radial Blur – розмиття за принципом ефекту риб’ячого ока (я вже говорив про це). Якщо Ви встановите селектор в положення Focal Node, попередньо обравши деякий об’єкт натисненням на кнопку Select, то вибраний об’єкт буде перебувати у фокусі об’єктива. Інші об’єкти сцени будуть розмиті.


При встановленому прапорці Affect Alpha і рендеринге в 32-бітовому форматі розмиття також буде додаватися і до альфа-каналу зображення. Опція застосовується для суміщення декількох зображень один з одним.


Horiz. Focal Loss і Vert. Focal Loss задають коефіцієнти розмиття зображення по горизонталі і вертикалі відповідно. Прапорець Lock пов’язує ці параметри (вертикальне розмиття одно горизонтальному).


При встановленому селекторі Radial Blur поле введення Focal Limit задає відстань від центру зображення, на якому ефект розмиття досягає повної сили. При вибраному параметрі Focal Node відстань рахується від камери.


Focal Range встановлює відстань, на якому починає проявлятися дія розмиття. Якщо параметри Focal Range і Focal Limit будуть відрізнятися на невелике значення, то Ви отримаєте зображення з гострими нерозмиті гранями в фокусі.


Закрийте вікно і виконайте рендеринг. Не забувайте, що візуалізувати зображення треба через вікно монтажника Video
Post -> Execute Sequence.


Стоп, знято!

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*