IndigoRender & Maxigo

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2 IndigoRenderer v con plug in di connessione Maxigo v e utilizzo di Violet 0.3 IndigoRenderer la storia Indigorenderer è il risultato di un progetto ideato da Nicols Chapman OnoSendai che nel Luglio 2004 iniziò a lavorare ad un innovativo motore di render unbiased; il 6 febbraio 2006 viene rilasciata la versione 0.1 di Indigo. Da questo momento Indigo inizia a farsi strada tra software concorrenti ben piu blasonati e con fondi economici neanche paragonabili, due fra tutti Maxwell render e Fryrender. Indigorenderer oggi è giunto alla versione con quasi utenti registrati al proprio sito. Scena realizzata da Filippo Rotatori Radiosity utilizzando solamente lo skylight con l ausilio dell exit-portal Indigo è un applicazine stand-alone, quindi necessita di plug-in di connessioni a software di modellazione 3d.(per citarne alcuni : blender,3dmax,cinema4d,xsi,rhino) ogni immagine presente nel manuale appartiene al legittimo proprietario, che ha dato il permesso per l utilizzo su questo manuale ed è sottoposta a regolamento del copyright 1

3 Note preliminari su Maxigo Maxigo V è il lavoro di Jyrgen Aleksejev Suvakas che usando il suo tempo e la sua abilità ha realizzato questo stupendo tool di connessione, che ci permette di utilizzare Indigo direttamente all interno di 3d studio max aumentando notevolmente la produttività e velocità di lavoro. Una novità importantissima di quest ultima versione del bridge è la possibilità di avere un preview fedele del materiale che stiamo realizzando, facendoci risparmiare tempo e fatica. Note sul manuale: mentre sto realizzando questo manuale, Indigo ha continuato ad evolversi ed implementare le sue caratteristiche. Per motivi pratici, non posso fare ai vari capitoli aggiunte ad ogni nuovo aggiornamanto, quindi ho deciso di realizzare un up-date tra qualche tempo, quando verranno introdotte migliorie rilevanti o nuove funzionalità. Tutto il manuale è stato ideato e realizzato come aiuto pratico per gli utenti di Indigo, con particolare attenzione a coloro che ne usano la capacità all interno di 3d Studio Max; per questo è stato preferito mostrare con immagini il diverso funzionamento dei parametri, approfondendo la pratica e alleggerendo la parte teorica. Filippo Rotatori Radiosity 2

4 PRIMA PARTE Indice pag. La storia OnoSendai & Suvakas 1 Installazione 4 IndigoRender e gli unbiased 5 Indigo render tab 8 Enviroment 9 Tonemapping il Reinahrd 24 Camera 28 Export e il Render Setup avanzato Preset SECONDA PARTE Materiali Caratteristiche avanzate (exit-portal, caustiche,discpacement,ies) Violet tone mapper (applicativo esterno di Indigo) Ringraziamenti L autore 3

5 Installazione di Indigorender con Maxigo e settaggio in 3d Studio Max Indigorenderer: decomprimere l archivio contenente Indigorenderer, copiare i file in c:\indigo. All interno di questa cartella aggiungere 2 cartelle:la prima rinominarla hdri e la seconda textures ed al suo interno procedurals N.B. Ricordiamo che tutte le textures che si vorranno utilizzare nei render, dovranno essere poste in c:\indigo\textures, cosi anche le mappe hdri dovranno essere poste nella cartella c:\indigo\hdri. Maxigo: decomprimere l archivio maxigo, copiare i file contenuti nelle cartelle nelle rispettive di 3d studio max. La cartella MAXIGO va copiata con i suoi file all interno nella directory di 3dmax nella cartella script. I file dentro la cartella startup andranno copiati all interno della cartella startup di 3d studio max. N.B. Non sovrascrivere la cartella startup di 3dmax con quella all interno di maxigo, copiare solo i file Copiare i file contenuti dentro icons che è contenuta in Ui di maxigo all interno della cartella icons di 3dmax che trovate all interno della cartella Ui. Copiare i file all interno di macroscript che è contenuta in Ui di maxigo all interno della cartella macroscript di 3dmax che trovate all interno della cartella Ui. Ora apriamo 3d Studio Max, eseguiamo lo script di indigo o lanciamo con un comando rapido,impostabile dal pannello costumize, per fa comparire il render tab di Indigorenderer, andiamo nella casella Indigo setup si aprirà il seguente pannello: 4

6 Clicchiamo su Browser, quello evidenziato in figura ed andiamo a selezionare l exe di Indigo che troveremo nella cartella C:\indigo. Ora siamo pronti a partire.. 5

7 Indigo Render: differenza tra unbiased e biased. Prima di iniziare a parlare di come funziona Indigo, bisogna definire che tipo di Render Engine sia: esistono due tipi principali di motori di render, gli unbiased (come Indigorender, maxwell fryrender ed altri) e i biased (come Vray, Final render, Mental ray ). Immagine realizzata da lar111 con Indigo ogni immagine presente nel manuale appartiene al legittimo proprietario, che ha dato il permesso per l utilizzo su questo manuale ed è sottoposta a regolamento del copyright Si definisce un motore unbiased cioè senza trucco o che non interpola, un software che calcola le immagine seguendo funzioni matematiche che considerano la luce come un onda elettromagnetica, quindi simulano il comportamento della vita reale, questo porterà ad avere immagini senza artefatti e con una rifinitura progressiva che usa come termine di paragone il tempo. Gli unbiased non possono essere forzati, se si vuole realizzare un salotto di una casa, bisognare considerare la luce del sole, eventuali lampadari e così via. 6

8 Per avere un buon risultato, i modelli devo essere sufficientemente accurati e così come i materiali che, come la luce, si comportano come in natura e cioè secondo caratteristiche fisiche ben definite E facile supporre che software basati su queste premesse impiegano molto tempo per raggiungere un immagine di qualità; questo perchè il software unbiased calcola ogni possibile interazione che ogni oggetto ha all interno della scena. A differenza dei biased cioè che interpolano o con trucco che considerano l oggetto in base alle caratteristiche definite dall utente; ad esempio se vogliamo la generazione di una caustica, dovremo specificare al render engine che in quella scena ci sono elementi che devo emettere cautiche e specificare quali. In parole povere i biased hanno parametri che permettono di facilitare i calcoli a motore di render, quindi accelerano i tempi, ma se i settaggi dei parametri, che spesso sono molteplici per ogni singolo effetto, non sono più che perfetti, il render perderà in realismo, cioè potrebbe portare l immagine ad un aspetto poco reale, proprio perché lo abbiamo forzato modificando i parametri. Tra le caratteristiche principali di IndigoRender, dobbiamo sottolineare: render collaborativo in rete, unbiased multiple scatterig, lunghezza d onda dipendente dallo scattering e dal coefficiente di assorbimento, atmosferic scatterig model, HDR output, 16 bit per exr e 32 bit per Indigo image (.igi estensione proprietaria di indigo), modello di sistema sole-cielo fisico, supporto per geometrie complesse, modello di camera fisicamente corretta basata su parametri reali, materiali fisicamente accurati e realistici, istancing, tecnologia exit-portal 7

9 Maxigo Render Tab Si parte. 8

10 L Enviroment Il sub-tab enviroment è il pannello dove sono racchiuse le vari tipologie di illuminazione che Indigo ci fornisce, esse sono: Constant Background, skylight, HDR Enviroment, Fog\Dust, quest ultimo non rappresenta un vero è proprio sistema di illuminazione, infatti permette di attivare l effetto nebbia\polvere all interno della scena. Di norma troveremo una di queste opzioni sempre attivate, tranne nella situazione in cui vorremo avere un illuminazione solamente da emitter, le quali, come vedremo più avanti, sono vere e proprie sorgenti luminose. Infatti, assegnato un Emitter material ad un oggetto, esso diventa in tutto e per tutto una fonte luminosa, descritta da watt, gradi k ecc., comunque avremo modo di approfondirle nei capitoli seguenti. 9

11 Costant Background Stato del comando nel rendering:opzionale Attivando questa opzione la nostra scena verrà illuminata da un colore costante che viene dettato dal rettangolo colorato a fianco della spunta. Vediamo alcuni esempi: Immagine 1 Costant Background colore bianco Immagine 1 Costant Background colore azzurro IMMAGINE 1 IMMAGINE 2 10

12 Come è facile notare tutta la scena rimane influenzata dal colore del fondale, modificando tutta la nostra scena Esempio di color background sotto forma di xml file (N.B. XML inizialmente era usato da indigo per esportare le scene dai modellatori 3d e poter cosi calcolare il render) example xml: <background> <spectrum> <blackbody> <temperature>3500</temperature> <gain>1.0</gain> </blackbody> </spectrum> </background> Skylight Stato del comando nel rendering:opzionale Scena realizzata da Filippo Rotatori Radiosity utilizzando solamente lo skylight ogni immagine presente nel manuale appartiene al legittimo proprietario, che ha dato il permesso per l utilizzo su questo manuale ed è sottoposta a regolamento del copyright 11

13 Lo skylight rappresenta il sistema fisico sole-cielo in Indigorender. Esso può essere utilizzato per la simulazione accurata della luce del sole, per esempio per illuminare una stanza con la luce che entra da una finestra o per una scena di esterno. Per utilizzare lo skylight in Maxigo dobbiamo usare una target-direct, luce di standard di 3d studio max(vedi figura successiva). Lo sky light ha 3 parametri fondamentali, i primi due sono la posizione e l inclinazione del sole rispetto al nostro piano d appoggio, il terzo è il turbinio. 12

14 Vediamo ora alcune differenze di inclinazione e di turbinio. Nelle immagini successive il valore del Turbinio è uguale a 2 - varia solo inclinazione e la posizione del sole E ben evidente il cambiamento di colorazione del nostro oggetto e il cambiamento dell ombra. 13

15 Inclinazione e posizione del sole costanti varia il turbinio (immagine 1 turbinio 2, immagine 2 turbinio 8) Immagine 1 Turbinio = 2 Immagine 2 Turbinio = 8 La variazione del turbinio ha un immediato riscontro sul cambiamento della colorazione del cielo, che possiamo vedere dal cambiamento delle riflessioni e del colore della luce 14

16 Scena realizzata da Pavel Shabanov cooler_inc utilizzando IndigoRender ogni immagine presente nel manuale appartiene al legittimo proprietario, che ha dato il permesso per l utilizzo su questo manuale ed è sottoposta a regolamento del copyright -Indigo e Maxigo non dispongono ancora della possibilità di settare lo skylight in base ad una città o a coordinate date. In questo caso possiamo usare uno stratagemma e 3d max ci viene in aiuto. Il procedimento è molto semplice, creiamo un daylight di 3dmax, scegliendo una città a nostra preferenza, ora creiamo una direct targhet sovrapponendola sia in vista top, sia in front e in left al nostro daylight. A questo punto non ci rimane che usare il comando select and link ( ) e colleghiamo l icona del daylight a quella della direct light, ora se modifichiamo le coordinate di latitudine e longitudine il daylight si muoverà insieme al target light, che ricordiamo in Maxigo rappresenta il sole. Quando abbiamo raggiunto la posizione desiderata cancelliamo il daylight ed avremo il nostro solo impostato su dati reali. 15

17 Esempio di skylight sotto forma di xml file (N.B.XML inizialmente era usato da indigo per esportare le scene dai modellatori 3d e poter cosi calcolare il render) xml example: <skylight> <sundir> </sundir> <turbidity>2</turbidity> </skyligh Scena realizzata da Roberto Alberganti ( utilizzando solamente lo skylight ogni immagine presente nel manuale appartiene al legittimo proprietario che ha o dato il permesso per l utilizzo su questo manuale ed è sottoposta a regolamento del copyright 16

18 Stato del comando nel rendering:opzionale HDR Enviroment Immagine realizzata da Furumaru B.Martins con Indigo usando solo HDR enviroment ogni immagine presente nel manuale appartiene al legittimo proprietario che ha dato il permesso per l utilizzo su questo manuale ed è sottoposta a regolamento del copyright L HDR Enviroment è un sistema di illuminazione basato su immagini ad alta risoluzione nel caso di indigo mappe.exr (di tipo latitudinali\longitudinali e sferiche), esse forniscono luce alla scena basandosi sulla differenza di profondità dei pixel, differenze di gamma, di colore ecc, tutto questo permette a queste immagini di illuminare la scena, proiettando luce sui nostri oggetti basandosi sull immagine che rappresentano. E facile intuire l utilizzo più immediato che possiamo fare di questo tipo di illuminazione, ad esempio riprodurre l illuminazione che ha una sfera appoggiata su di un tavolo, a questo punto ci dovremmo procurare una mappa.exr che rappresenti l immagine di un tavolo al centro di una stanza, cosi la nostra sfera non solo si 17

19 avvarrà dell illuminazione derivata da tale mappa, ma ne sfrutterà le caratteristiche anche per le riflessioni. CONSIGLIO: Le mappe.exr non sono diffusissime, infatti in altri software si utilizzano mappe hdri per la medesima funzione, un software che permette di lavorare con tali mappe è NUKE, ma anche Photoshop che, anche nelle versioni più vecchie, può gestire file di tipo exr con l aggiunta di un semplice plug-in liberamente scaricabile dal sito Splutterfish, sito proprietario del noto motore di rendering di global illumination Brazil. Nel caso che non volessimo abbandonare il nostro 3d max, esso ci viene in aiuto, e potremo facilmente crearci delle mappe exr da qualunque tipo di immagine con pochi passaggi; 1-apriamo il View image file dal menu file di 3d studio max ed apriamo l immagine che vorremo far diventare la nostra mappa.exr. 2-ora dal viewer andiamo a salvare la nostra immagine nella cartella c:\indigo\hdr con formato exr. Ora è possibile caricarla dal render tab di Indigoredner nella sezione dell Hdr enviroment. 18

20 Vediamo alcuni esempi: Render risultante (grain 100) 19

21 Render risultante (grain 100) 20

22 In questi 2 esempi le differenze sono ben visibili, non solo il colore della luce generale è cambiato, ma anche le caustiche del vetro e le riflessioni sulla sfera metallica Da sottolineare il fatto che la mappa.exr è visibile come sfondo della nostra scena, Indigo non ha ancora la possibilità di non mostrare la mappa come sfondo Esempio di Hdr enviroment sotto forma di xml file (N.B. XML inizialmente era usato da indigo per esportare le scene dai modellatori 3d e poter cosi calcolare il render) Example XML: <env_map> <spherical> <path>probes/kitchen_probe.float</path> <width>640</width> <gain>0.9</gain> </spherical> <!--latlong> <path>probes/skylight-day.exr</path> <gain>1.0</gain> </latlong--> </env_map> 21

23 Scena realizzata da Bertrand Benoit BbB rende rizzata in IndigoRender ogni immagine presente nel manuale appartiene al legittimo proprietario che ha dato il permesso per l utilizzo su questo manuale ed è sottoposta a regolamento del copyright 22

24 Stato del comando nel rendering:opzionale Il Tonemapping REINHARD Il tonemapping chiamato anche color mapping è usato quando si vuole applicare una trasformazione del colore su di un immagine. Il tonemapping di tipo Reinhard è considerato un tipo di correzione del colore ibrida, poiché è un mix tra il colormapping lineare ed esponenziale. Vediamo alcuni esempi per capirne meglio il funzionamento. Test1:tonemappingoff Test 2:tonemapping on (1,1,6) 23

25 Test 3: tonemapping on (3,1,6) Test 4: tonemapping on (1,3,6) 24

26 Test 3: tonemapping on (1,1,1) Test 4: tonemapping on (1,1,10) Example XML: <tonemapping> <reinhard> <pre_scale>1.0</pre_scale> <post_scale>1.0</post_scale> </reinhard> </tonemapping> 25

27 Scena realizzata da Pavel Shabanov cooler_inc utilizzando IndigoRender 26

28 Stato del comando nel rendering: necessario La Camera La camera di indigo funziona come una normale fotocamera, infatti è possibile settare sia l ISO, F-stop, Shutter e il bilanciamento dei bianchi. Questo ci permette di poter simulare in tutto e per tutto una macchina fotografica reale, prima di esaminare i parametri uno ad uno, osserviamo alcune diverse situazioni. 27

29 f2.2, 1/1600 s, ISO 320 Immagine corretta Immagine congelata correttamente. Se avessimo scelto una velocità lenta, non avremmo che una macchia bianca sul monitor. In una sequenza così rapida com è una montagna russa, le alte velocità sono essenziali per catturare il movimento. Se aggiungiamo acqua alla scena, le velocità si fanno imprescindibili. Anche così, non ci inganniamo: il semplice fatto di usare una velocità rapida non risolve la foto; sarà necessario avere un buon occhio per scattare e catturare quell istante irripetibile che te durerà solamente una piccolissima frazione di secondo; ed attenzione al ritardo delle fotocamere, che qui gioca a nostro svantaggio. ( materiale gentilmente concesso da ) 28

30 E-20, f3.6, 1/400 s Immagine congelata non correttamente. Sale? Scende? Sta immobile? Qui, la magia della fotografia spicca per la sua assenza. Abbiamo trasformato una magnifica istantanea piena di velocità frenetica in una cartolina semplice che non ha finito di rappresentare la realtà. In queste situazioni, nelle quali vogliamo immortalare ciò che si muove a gran velocità, congelare il suo movimento non è fare giustizia alla realtà( materiale gentilmente concesso da ) f4.5,1/25s,iso80 f8,1/100s,iso80 29

31 1. Buona ripresa del movimento. Avrà coraggio il poliziotto o non gli resta altro rimedio? L assenza della realtà è qui totalmente evidente: un uomo solo schivando decine di macchine che passano insieme con lui a tutta velocità. Qui non c è dubbio: le automobili vanno a tutto gas. 2. Cattiva ripresa del movimento. Qui le automobili circolano a tutto gas per metà della città Ma a nessuno gli interesserà se glielo raccontiamo. Lo sfondo sarebbe il riferimento perfetto per raffigurare nell immagine la pazzia della strada. Qui, per disgrazia, al posto della frenetica vita di Madrid vediamo soltanto un automobile che, chi lo sa?, può stare ferma al semaforo ( materiale gentilmente concesso da ) Questi esempi prendono in considerazione foto di oggetti in movimento, ma servono a far meglio capire l importanza del giusto bilanciamento dei parametri della camera. Un effetto che è strettamente legato a questi parametri è il DOF (depth of field, cioè quell effetto che ci permette di sfuocare un determinato oggetto nella scena e centrarne altri, vediamo ora un semplice schema in cui possiamo vedere la regola base. 30

32 I parametri che riguardano principalmente il DOF sono l f/stop e la distanza focale. Un f/stop con valore basso 1.8; 2; 2.8(vedi tabella sotto), produrranno poco Dof; in altre parole, solo una piccola parte dell immagine risulterà a fuoco. Per quanto riguarda la lunghezza focale, possiamo dire che una grande lunghezza focale 50mm; 70mm; 100; riducono il Dof. Ricordiamo inoltre che è considerato standard il 24mm (wide angle) poiché ci permetterà di avere gran parte dell immagine in fuoco corretto. Tabella f/stop, notare come per valori grandi l area dell otturatore 31

33 Vediamo ora alcuni esempi pratici, dove il paramtro sottolineato corrisponde alla variazione rispetto all esempio 1 Esempio 1: -Enviroment:Constant Background (r,g,b:255,255,255) Gamma 3.5 -Tonemapping off White Balance : D65 -ISO 100 -f/stop 16 -shutter 1/100 -Colore piano (r,g,b: 150,150,150 ) ; Colore cubo (r,g,b:236,236,236) 32

34 Esempio 2: -Enviroment:Constant Background (r,g,b:255,255,255) Gamma 3.5 -Tonemapping off White Balance: D65 -ISO 200 -f/stop 16 -shutter 1/100 -Colore piano (r,g,b: 150,150,150 ) ; Colore cubo (r,g,b:236,236,236) 33

35 Esempio 3: -Enviroment:Constant Background (r,g,b:255,255,255) Gamma 3.5 -Tonemapping off -White Balance: E -ISO 100 -f/stop 16 -shutter 1/100 -Colore piano (r,g,b: 150,150,150 ) ; Colore cubo (r,g,b:236,236,236) 34

36 Esempio 4: -Enviroment:Constant Background (r,g,b:255,255,255) Gamma 3.5 -Tonemapping off -White Balance: F11 -ISO 100 -f/stop 16 -shutter 1/100 -Colore piano (r,g,b: 150,150,150 ) ; Colore cubo (r,g,b:236,236,236) Esempio 5: 35

37 -Enviroment:Constant Background (r,g,b:255,255,255) Gamma 3.5 -Tonemapping off -White Balance: D65 -ISO 100 -f/stop 8 -shutter 1/100 -Colore piano (r,g,b: 150,150,150 ) ; Colore cubo (r,g,b:236,236,236) Esempio 6: 36

38 -Enviroment:Constant Background (r,g,b:255,255,255) Gamma 3.5 -Tonemapping off -White Balance: D65 -ISO 100 -f/stop 16 -shutter 1/800 -Colore piano (r,g,b: 150,150,150 ) ; Colore cubo (r,g,b:236,236,236) Questa tabella rappresenta la variazione del colore della luce sulla variazione di temperature. 37

39 Questi esempi servono a cercare di far comprendere come la modifica di un singolo parametro muta il risultato del render. Da sottolineare che se attiviamo il Tonemapping, il settaggio dell ISO,Shutter e f/stop diventa secondario, poiché il tonemapping viene preso in considerazione da indigo a discapito dei suddetti parametri; mentre per quanto riguarda il bilanciamento dei bianchi, che sono rappresentati dalla tabella qui sopra, influenza l immagine anche con tonemapping acceso. Nel render tab della camera di Maxigo, ci sono altri 2 parametri, che potrebbero tornarci utili: l autofocus, bloom e glare. L autofocus è molto semplice da capire,(la sua spiegazione sta nel nome stesso),appuntando questa opzione, Indigo tende a renderizzare con il giusto fuoco ogni oggetto nella scena.l effetto bloom, che consiste in una sfocatura di tipo gaussiano nelle aree più luminose della scena, è tipicamente usato per riprodurre alcuni effetti del sole. Esso è regolato 38

40 dall intensità (intensity) e dal raggio (radius).( questo effetto è possibile aggiungerlo in post-produzione con l utilizzo di Violet 0.3) L effetto glare è l effetto che si può notare in una fotografia che viene scattata verso una lampada; esso è regolato dal peso (weight), dai lati (blades) e dal raggio (radius). ( questo effetto è possibile aggiungerlo in post-produzione con l utilizzo di Violet 0.3) Vediamo alcuni esempi: Effetto Bloom Effetto Glare 39

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