Eine 3D-Szene beleuchten. Klingt ziemlich einfach, nicht wahr?
Die Beleuchtung in der „realen Welt“ geschieht meistens einfach. Die Sonne geht auf, wir betätigen einen Schalter oder wir öffnen die Jalousien und voilà: Licht. Wir denken vielleicht darüber nach, wo wir eine Lampe platzieren, wie wir die Jalousien ausrichten oder wohin wir die Taschenlampe richten, aber zu neunzig Prozent der Zeit ist unsere Erfahrung mit Licht ziemlich passiv.
In der Computergrafikbranche sieht es anders aus.
Wie jeder großartige Fotograf sagen würde, ist Beleuchtung alles.
OK, alles mag ein bisschen hyperbolisch sein, aber eine gut implementierte Beleuchtungslösung kann einen Render sehr gut machen oder brechen. Ohne großartige Beleuchtung kann sogar ein fantastisches 3D-Modell im Endergebnis flach und nicht überzeugend wirken.
Wir werden nicht zu viel Zeit damit verbringen, Ihnen Gründe dafür vorzuhalten, warum Beleuchtung ein so wichtiger (und unterschätzter) Aspekt der CG-Pipeline ist.
Machen Sie die Seite jedoch zu einem Sprung und wir beginnen unsere Diskussion über 3D-Beleuchtungstechniken mit einem Überblick über die sechs Arten von Leuchten, die in üblichen 3D-Softwarepaketen zu finden sind.
Obwohl es ziemlich einfach ist, in Ihrem 3D-Softwarepaket auf die Schaltfläche "Licht erzeugen" zu klicken und eine Lichtquelle in Ihrer Szene zu platzieren, ist die Realität des Fahrzeugs viel komplexer.
Es gibt eine Reihe von gut etablierten 3D-Beleuchtungsparadigmen, und die Art der Szene bestimmt normalerweise, welche am besten geeignet ist. Zum Beispiel machen Techniken, die für eine Innenumgebung gut geeignet sind, für Außenaufnahmen in der Regel wenig Sinn. In ähnlicher Weise erfordert "Studio" -Beleuchtung für die Produkt- oder Charakterwiedergabe ein ganz anderes Verfahren als die Beleuchtung für Animation und Film.
Am Ende ist jede Situation anders, aber bestimmte Lichttypen funktionieren gut für bestimmte Szenen.
Hier sind einige Standard-Beleuchtungsoptionen, die in den meisten 3D-Software-Suites zu finden sind.
Standard-Beleuchtungsoptionen
- Punkt / Omni Light: Ein Punktlicht wirft die Beleuchtung von einem einzigen unendlich kleinen Punkt im 3D-Raum in alle Richtungen nach außen. Punktlichter sind nützlich für die Simulation einer omnidirektionalen Lichtquelle: Glühlampen, Kerzen, Christbaumkerzen usw.
- Richtungslicht: Im Gegensatz zu Punktlichtern, die einen bestimmten Ort in der 3D-Szene einnehmen, soll ein gerichtetes Licht eine extrem entfernte Lichtquelle (wie die Sonne oder der Mond) darstellen. Strahlen, die von gerichtetem Licht geworfen werden, verlaufen parallel von jedem Punkt des Himmels in eine einzige Richtung und werden normalerweise verwendet, um direktes Sonnenlicht zu simulieren. Da ein gerichtetes Licht eine entfernte Lichtquelle darstellt, bedeutet seine X-, Y-, Z-Koordinate nichts - nur sein Rotationsattribut hat Einfluss auf die Beleuchtung der Szene.
- Scheinwerfer: Scheinwerfer in 3D-Anwendungen sind ziemlich selbsterklärend, da sie ihren realen Gegnern ziemlich ähnlich sind. Ein Strahler sendet ein kegelförmiges Lichtfeld von einem einzigen Punkt im Raum aus. Scheinwerfer werden häufig für Dreipunkt-Studiobeleuchtung verwendet und auch für die Simulation von Leuchten, bei denen ein deutlicher Sichtabfall von hell auf dunkel auftritt - Straßenlaternen, Schreibtischlampen, Deckenbeleuchtung usw.
- Flächenlicht: Ein Flächenlicht ist ein physikalisch basiertes Licht, das Richtstrahlen aus einer festgelegten Grenze heraus wirft. Flächenleuchten haben eine bestimmte Form (entweder rechteckig oder kreisförmig) und haben eine bestimmte Größe. Sie sind daher sehr nützlich für die Simulation von Leuchtstofflampen, hinterleuchteten Bildschirmen und anderen ähnlichen Beleuchtungsfunktionen. Flächenlichter können als Photonenstrahler verwendet werden, wenn die globale Beleuchtung in Mental Ray verwendet wird, wodurch sie eine beliebte Wahl in der Produktbeleuchtung und Architekturvisualisierung sind. Obwohl Flächenlichter eine allgemeine Richtwirkung haben, emittieren sie keine parallelen Strahlen wie ein gerichtetes Licht.
- Volumen Licht: Das volumetrische Licht ist vielleicht das härteste, um den Kopf zu wickeln. Mit den Standardeinstellungen ist es fast identisch mit einem Punktlicht, das omnidirektionale Strahlen von einem zentralen Punkt aus emittiert. Im Gegensatz zu Punktlicht hat ein volumetrisches Licht jedoch eine bestimmte Form und Größe, die sich beide auf das Abfallmuster auswirken. Ein volumetrisches Licht kann in der Form eines beliebigen geometrischen Grundelements (Würfel, Kugel, Zylinder usw.) eingestellt werden, und das Licht beleuchtet nur Flächen innerhalb dieses Volumens.
- Umgebungslicht: Ein Umgebungslicht wirft weiche Lichtstrahlen in alle Richtungen und kann verwendet werden, um den Gesamtpegel der diffusen Beleuchtung in einer Szene zu erhöhen. Es hat keine spezifische Ausrichtung und wirft daher keinen Grundschatten, ist jedoch nicht wirklich omnidirektional wie ein Punktlicht. Das Umgebungslicht ist vergleichbar mit dem Licht der Abenddämmerung, kurz nachdem die Sonne untergegangen ist.
Die hier besprochenen Lichtarten können von einfachen Dreipunkt-Studiobeleuchtungen bis hin zu komplexen animierten Szenen mit mehr als 40 Leuchten verwendet werden. Sie werden fast immer in Verbindung miteinander verwendet - eine Szene macht es sehr selten nur Punktlichter einschließen oder nur Flächenlichter usw. einschließen
Trotzdem haben wir gerade erst begonnen, die Oberfläche eines tiefen und vielfältigen Themas der 3D-Beleuchtung zu kratzen.
