L utilizzo di altri motori di rendering

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1 L utilizzo di altri motori di rendering 1 Mental ray, il motore di render più utilizzato, non è l unico tra quelli integrati in 3ds Max 2012; accanto ad esso troviamo innanzitutto lo Scanline, il motore di default che, nonostante la sua semplicità di utilizzo, è utile nella renderizzazione di scene semplici, con materiali poco sofisticati, ed è proprio in questi casi che conviene utilizzarlo: per guadagnare minuti preziosi! Tra i motori integrati a partire da questa versione di 3ds Max c è l innovativo iray che, a dispetto di una semplicità di utilizzo estrema, è in grado di generare immagini di sintesi foto realistiche in tempi davvero molto brevi. Abbiamo già accennato alla possibilità di equipaggiare 3ds Max con motori di renderizzazione alternativi a quelli integrati; molti di questi vengono utilizzati correntemente in produzioni pubblicitarie o cinematografiche per animazioni e visual effects di grande impatto visivo. Si tratta di strumenti software che offrono molteplici vantaggi ma sopratutto riducono sensibilmente il tempo di apprendimento, attraverso la semplicità delle opzioni e il buon risultato ottenibile anche senza essere dei guru. Questi motori di renderizzazione quali per esempio Vray di Chaos Group, Maxwell Render di Next Limit o Brazil di Splutterfish, sono quelli più diffusi e dei quali abbiamo scelto di occuparci In ogni caso non c è che l imbarazzo della scelta! Consultando siti internet e forum on line, gli articoli e i post pongono spesso v-ray al centro dell attenzione, ma questo non è sufficiente per affermare che sia il motore migliore, significa però che è ampiamente diffuso. Per sperimentare le potenzialità di ognuno dei software descritti vi consiglio di scaricarne le versioni di prova gratuite dai rispettivi siti internet: non c è niente di meglio che toccare con mano, prima di scegliere il renderizzatore che fa per voi. ScanLine Il motore di rendering impostato per default all interno di 3ds Max è lo Scanline che, per la produzione dell immagine di sintesi, utilizza il metodo della proiezione di una retta orizzontale che intercetta le geometrie dall alto verso il basso e renderizza in quest ordine le facce rilevate determinandone il colore. Lanciando un qualsiasi render di prova si può notare come il motore operi per riga, e non per aree rettangolari come mental ray o vray(figura 1.1). È come se si srotolasse una tapparella con l immagine 1

2 capitolo web 1 già pronta. Aprendo un nuovo documento di 3ds Max, il motore di rendering attivo di default è proprio lo Scanline (figura 1.2). Figura 1.1 Scanline intercetta le facce da renderizzare e ne calcola il colore una riga per volta, a partire dall alto Figura 1.2 Scanline è impostato come renderer di default nella sezione Assign Renderer Si è gia accennato a come lo Scanline sia ancora utilizzato per la produzione di immagini di sintesi semplici ovvero che non contengano materiali complessi; esso, infatti, non è in grado di rappresentare fenomeni fisici, quali l illuminazione indiretta e le caustiche, utili per laresa fotorealistica dell immagine. Moltissimi parametri e opzioni sono però gli stessi utilizzati per mental ray, di seguito verranno presi in considerazione solo quelli caratteristici di Scanline. La scheda Common Comune, infatti, è comune a tutti i motori di rendering: si rimanda al capitolo precedente per informazioni dettagliate sui parametri che contiene. La scheda Renderer renderizzatore, invece, contiene parametri propri dello Scanline. Innanzitutto, nella sezione Default Scanline renderer, si definiscono quali proprietà della scena saranno calcolate dalla scansione di rendering e quali invece saranno ignorate. Iniziamo con le proprietà della sezione Options Opzioni. 2

3 L utilizzo di altri motori di rendering Figura 1.3 Finestra di dialogo Render setup, scheda Renderer di Scanline Mapping Mappatura: attiva o disattiva le impostazioni di mappatura dei materiali presenti nella scena. L oggetto può essere renderizzato con il colore proprio (verde uniforme) oppure renderizzato con tutti gli effetti che prevede il materiale (es: verde della foglia di acero). Shadow Ombre: abilita o disabilita la creazione di ombre proiettate nel caso ci fossero fonti luminose attive riducendo il tempo di renderizzazione (vedi differenze tra le figure 1.4 e 1.5) Figura 1.4 Esempio di render con ombre attivate Figura 1.5 La stessa immagine con la funzione Shadow Ombra disattiva 3

4 capitolo web 1 Enable SSE Abilita SSE: attiva o disattiva le Streaming SIMD Extensions Estensioni SIMD per lo Streaming. Queste estensioni fanno si che in rapporto al tipo di processore interno del computer, si possa velocizzare il calcolo di rendering. SIMD sta per Single Instruction, Multiple Data Istruzioni single, dati multipli. Auto Reflect/Refract And Mirrors Auto riflesso/rifrazione e riflessioni: abilita o disabilita la il calcolo di riflessioni, rifrazioni e l utilizzo di mappe di riflessione. Force Wireframe Forza filo di ferro: attiva o disattiva la modalità di rendering wireframe. Modalità che permette di renderizzare senza i materiali, solamente con gli Edge Segmenti che compongono la mesh. Lo spessore del filo che compone il tutto è modificabile attraverso l incrementatore Wire Thickness Spessore Filo. Tenete presente questa opzione: potrebbe succedere di desiderare delle immagini in parte renderizzate ed in parte a filo di ferro. Preparate due render, uno con questa opzione attiva e uno con l opzione disattiva. Poi fondeteli con Photoshop a vostro piacere. Figura 1.6 Scena renderizzata con i materiali Figura 1.7 La stessa scena in versione Wireframe Filo di ferro le diverse tipologie di mapping mappatura: Le immagini renderizzate possono essere dotate o meno di effetti che simulano una serie di fenomeni visibili nella realtà. Le ricerche e i progressi nel campo del rendering sono state in gran parte motivate dal tentativo di simularli in modo accurato ed efficiente. Texture-mapping: è un metodo per definire i dettagli del colore di una superficie mettendola in corrispondenza con un immagine (texture) Bump-mapping: è un metodo per simulare irregolarità nella forma di una superficie mettendola in corrispondenza con un immagine (bump map) che definisce una perturbazione fittizia della superficie, usata solo per ricavarne una distorsione della direzione perpendicolare (normale) impiegata nei calcoli per la propagazione della luce. Normal-mapping: è un metodo simile al bump mapping in cui l immagine definisce 4

5 L utilizzo di altri motori di rendering direttamente come perturbare la normale della superficie in quel punto. Displacement-mapping: è un metodo simile al bump mapping in cui i chiaro-scuri di un immagine vengono utilizzati per definire un effettiva perturbazione della forma della superficie, producendo ad esempio silhouette irregolari. La sezione successiva Antialiasing è dedicata al calcolo dell antialiasing, l elaborazione che permette, in fase di rendering, di ammorbidire l antiestetico effetto di scalettatura che si crea sui bordi delle geometrie create con il calcolatore (che ragiona per quadratini). Di antialiasing si è parlato al capitolo precedente descrivendo il parametro Sample quality di mental ray. In modo molto simile, qui è possibile selezionare dalla tendina a scomparsa il livello di antialiasing necessario per il proprio rendering; è possibile inoltre impostare su attivo/disattivo il Filter Maps Filtro mappe per abilitare l antialiasing anche alle mappe di tutti i materiali presenti in scena. All interno della scheda Raytracer Tracciature del raggio (di luce) è possibile regolare o attivare/ disattivare diversi parametri riguardanti i materiali raytracer e il loro comportamento durante la fase di rendering. Nella sezione Ray Depth Control Controllo profondità raggio è possibile impostare il numero massimo di riflessioni e la soglia minima sotto la quale non verranno creati riflessi. La prima funzione viene determinata dall inserimento di un valore numerico, che ha un escursione di 50 unità, all interno di Maximum Depth Profondità massima. La Cutoff Threshold Soglia minima determina, attraverso l inserimento di un valore compreso tra 0 e 1, il grado di tolleranza riflessioni. Color To Use At Max Depth Colore da usare alla massima profondità permette di scegliere il colore che avrà un riflesso alla massima profondità; è possibile selezionare Background Sfondo per utilizzare il colore dello sfondo, solitamente il nero, o Specify Specifica per impostare un colore differente da quello dello sfondo. L area Global Raytrace Engine Options Opzioni globali motore raytrace si occupa di attivare o disattivare aspetti differenti riguardanti i materiali raytrace e il loro comportamento e di escludere o includere delle geometrie dal calcolo raytrace. Figura 1.8 La scheda Raytracer 5

6 capitolo web 1 La scheda Render elements Elementi di render corrisponde a quella già illustrata per mental ray se avete bisogno di ripassare qualche opzione, tornate al capitolo precedente. Infine la scheda Advanced Lighting Illuminazione avanzata consente di selezionare un metodo i illuminazione avanzata che affianchi lo Scanline nell approssimazione della luce ambientale scegliendo tra: Light Tracer Radiosity Ognuno dei due plugin di calcolo della luce ambientale contiene dei parametri propri del metodo utilizzato. Dato da qualche versione di 3ds Max ci sono motori che gestiscono in modo non approssimato queste condizioni di illuminazione, non ha senso che se ne parli ancora. Concentrate la vostra attenzione sul motore di render che segue. Questo riesce ad eseguire il calcolo dell illuminazione in modo esatto! Iray Iray (o come recita il nome commerciale completo NVIDIA iray) rappresenta il futuro della renderizzazione in tutti i campi: architettura, design, cinema, cartoni animati, pubblicità, video musicali si tratta di un motore di rendering realizzato nel 2010 dalla azienda tedesca mental images ed utilizzato oggi in molte applicazioni di modellazione e rendering quali 3ds Max, Maya, Cinema4D, CATIA, ecc. L obiettivo che iray si pone è quello di riprodurre fedelmente la luce reale invece di approssimarla attraverso algoritmi che imitino gli effetti fisici prodotti dalla luce. I motori di rendering di questo tipo, quelli che riproducono in modo reale la luce sono detti Un-biased mentre, al contrario, i motori che lavorano per approssimazione sono detti Biased; iray, in quanto motore un-biased, calcola la luce in modo fisicamente corretto: il livello di dettaglio che si può raggiungere è altissimo, la luce viene distribuita in modo capillare e omogeneo, le ombre rappresentate sono fisicamente corrette, insomma si raggiunge davvero una qualità fotografica. Per ottenere questi risultati, al contrario di quanto si può pensare, i tempi di calcolo necessari sono inferiori rispetto a quelli impiegati dai motori fin qui analizzati; iray, infatti sfrutta anche la potenza elaborativa della scheda grafica, insieme a quella del processore centrale nella fase di elaborazione. Vale a dire massimo realismo dell immagine e abbattimento dei tempi. Ma quello che vi farà più innamorare di questo motore sarà probabilmente la sua estrema facilità di utilizzo legata alla semplicità dell interfaccia: ricordate quante schede contengono le finestre di dialogo per l impostazione del render di mental ray e di scanline? E quante voci e parametri complessi contiene ognuna di esse? Ne abbiamo appena finito di parlare! Nel caso di iray, invece, sarete sorpresi dall esiguità delle opzioni d interfaccia: osservate la figura 1.9, la finestra Render setup Impostazioni render di iray è composta da solo una scheda oltre alla scheda Common Comune! Diversamente da mentalray e da altri renderizzatori con tecnologia ray-tracing, la qualità del render con iray non dipende da impostazioni complicate di approssimazione della illuminazione globale ma, semplicemente, dal tempo che si decide di dedicare al calcolo della scena e, ovviamente, dalla potenza di calcolo e dal numero delle schede grafiche disponibili. 6

7 L utilizzo di altri motori di rendering Figura 1.9 Finestra di dialogo Render setup di iray Se avete già completato la lettura dei paragrafi dedicati ai motori Scanline e mental ray, i parametri di iray non risulteranno sconosciuti! Il rollout iray vi permette di impostare il criterio di produzione della vostra immagine; potete scegliere quale sia il fattore determinante la qualità del render: Time Tempo: impostando la durata del render in ore, minuti e secondi iray calcolerà l immagine raggiungendo la massima qualità possibile in base al tempo impostato. Iterations (Number of passes) Iterazioni (numero di passaggi): impostate un numero di passaggi in base alla qualità che desiderate ottenere; in questo caso il render si concluderà dopo avere terminato tutti i passaggi. Unlimited Illimitato: non impostate alcun limite al tempo di rendering né alla qualità e lanciate il rendering, la finestra di avanzamento rendering mostrerà, rispetto alla precedente versione, una barra animata per l animazione piuttosto che una percentuale fissa e il numero di interazioni trascorse; quando avrete raggiunto la qualità desiderata potrete interrompere il calcolo con il pulsante Pause Pausa e salvare la scena nello stato corrente. Nel rollout Advanced parameters Parametri avanzati trovate il resto delle impostazioni. 7

8 capitolo web 1 Figura 1.10 Finestra di avanzamento rendering Con la versione 2014 è stato introdotto il pannello Solver Method in cui poter attivare un campionatore che consenta il miglioramento dell illuminazione di interni e dell illuminazione caustica. Con Architectural Sampler si migliora la qualità dell illuminazione interna riducendo la granulosità della resa; con Caustic Sampler si migliora l aspetto delle scene che includono caustiche ovvero qualora ci fosse la presenza di luce che illumina superfici tramite riflessione speculare o trasmissione come ad esempio il fascio di luce proiettato su di un tavolo da una brocca di acqua. In Trace/Bounce Limits avete la possibilità di imporre una qualità più approssimativa alla luce passando dal parametro Physically correct (Unlimited) Corretta fisicamente (Illimitata), che simula il comportamento reale della luce, alla voce Maximum number of light bounces Numero massimo di rimbalzi della luce. Se scegliete questa secondo metodo dovrete inserire un valore superiore o inferire a 4, il numero di rimbalzi massimi impostati di default, a seconda che vogliate schiarire la scena e aumentare la qualità del render, oppure produrre un immagine di test. In Image Filtering (Antialiasing) è possibile scegliere tra Box, Gauss e Triangle per il calcolo dell antialiasing, la riduzione dell effetto scalettatura dell immagine. Infine con Material Override avete, la possibilità di applicare un unico materiale a tutta la scena, di solito il bianco, ma più in generale, quello che avrete trascinato nel pulsante accanto, utile per effettuare render di prova in maniera rapida. Nel Rollout Displacement Parameters Parametri Scostamento è possibile impostare la qualità e la definizione della proprietà di displacement dei materiali: i parametri sono familiari: sono gli stessi già visti per mental ray. Nel Rollout Hardware Resource Risorse Hardware è possibile impostare le risorse per il calcolo del rendering. Si possono scegliere i processori della macchina da impiegare (Allocate CPUs Number OF Processors) e sfruttare i processori della scheda grafica (Allocate GPUs CUDA Devices); ovviamente questo è possibile se si possiede una scheda grafica che supporta tale tecnologia. Impostati questi pochissimi parametri non vi rimane altro che premere il pulsante Render Renderizza e attendere che l immagine venga elaborata: in qualsiasi momento potete premere il pulsante Pause Pausa per sospendere il processo di renderizzazione per tutto il tempo che desiderate; successivamente con il comando Resume Riprendi potete ripartire dallo stesso punto. 8

9 L utilizzo di altri motori di rendering Figura 1.11 Rollout Displacement e Hardware Resource iray e i materiali Iray gestisce solo determinati materiali, mappe o shader, qualora il modello avesse collegato un materiale non supportato Iray lo renderà di colore grigio e verrà segnalato un errore nella finestra dei messaggi di rendering. I materiali supportati da Iray sono: Arch & Design, Autodesk Material, Multi Sub-Object. Con la versione 2014 Iray può ormai supportare tutte le mappe e gli shader, nello specifico: Bitmap, Checker map, Color Correction map, Dent map, Gradient map, Gradient Ramp map, Marble map, Mix map, Noise map, Normal Bump map, Output map, Perlin Marble map, RGB Multiply map, Speckle map, Substance map, Tiles map, Waves map, Wood map, Environment Background Switcher, Kelvin Temperature Color shader, mr Physical Sky, Ocean shader (figura 1.12 a pagina seguente). 9

10 capitolo web 1 Figura 1.12 Material/ Map Browser Nella cartella degli esercizi del capitolo 20 è disponibile il modello dell immagine 1.13: potete utilizzarla per testare ciò che abbiamo descritto in questo paragrafo. Figura 1.13 Immagine d interni in fase di elaborazione con iray. Notate il tipico effetto sgranato delle immagini di iray non complete. 10

11 L utilizzo di altri motori di rendering Figura 1.14 Immagine d interni renderizzata con iray. Qui è evidente tutta la nitidezza e l omogeneità dell illuminazione. Vray Tra i motori esterni, integrabili in 3ds Max, Vray è, senza ombra di dubbio, il più diffuso soprattutto per la produzione di immagini architettoniche complesse, statiche e animate, e viene inoltre adoperato anche per animazioni pubblicitarie e cinematografiche. Si tratta di un applicazione sviluppata dall azienda bulgara Chaos Group, che viene utilizzata come motore di rendering complementare in programmi simili a 3ds Max quali Maya, Cinema4D, ma anche all interno di Rhino 3D, SketchUp, ecc. Grazie ai sofisticati algoritmi di illuminazione indiretta di cui dispone è gli riesce molto bene la sintesi di scene estremamente fedeli alla realtà. Questo motore di rendering viene installato sempre come plugin e si integra molto bene con 3ds Max, fornendo insieme al programma vero e proprio anche un nutrito set di materiali vray, luci vray ed effetti vray; una volta installato il plugin, provate ad aprire lo Slate material editor con la pressione del tasto <M>: tra l elenco dei materiali troverete anche diversi materiali di tipo Vray (figura 1.15). Vray utilizza la tecnica di Ray Tracing per il calcolo del colore dei singoli pixel che compongono l immagine, mentre per la complessa operazione del calcolo dell illuminazione, dispone di diversi metodi di calcolo; abbiamo già visto come mental ray si serva dei concetti di Final gather raccolta finale e di Global illumination Illuminazione globale (mappa di fotoni) per il calcolo della luce indiretta; Vray, invece, utilizza ben quattro diversi metodi di calcolo della luce: Direct Computation Calcolo diretto: l illuminazione indiretta è calcolata in ogni punto ombreggiato della scena. Questo calcolo permette di ottenere immagini estremamente pulite e realistiche a discapito della velocità di esecuzione. Viene in- 11

12 capitolo web 1 fatti utilizzato prevalentemente per immagini statiche, ma evitato per la renderizzazione di animazioni. Irradiance Map Mappa di irradiazione: è la caratteristica principale di VRay, permette la creazione di mappe di illuminazione da applicare agli oggetti della scena 3D, in modo veloce e molto scalabile, e permettendo di interagire sulla quantità di fotoni emessi, sulla loro dimensione e molto altro ancora. Il calcolo avviene sfruttando la metodologia Irradiance caching, ovvero l illuminazione indiretta viene calcolata solamente in alcuni punti della scena, riducendo il tempo dedicato al calcolo, per poi interpolare il risultato su tutti i punti restanti. L Irradiance Map Mappa di irradiamento viene utilizzata frequentemente per animazioni poiché da la possibilità di salvare il risultato del calcolo del primo frame per riutilizzarlo nei successivi. Questa operazione può causare dei problemi se eseguita in modo impreciso poiché vengono a crearsi delle evidenti sporcature nell immagine: gli esempi proposti nel prossimo paragrafo chiariranno meglio cosa intendo. Photon Map Mappa fotoni: questo metodo di calcolo elabora il percorso dei fotoni emessi dalle sorgenti luminose che rimbalzano sugli oggetti. Viene utilizzato in scene di interni e non produce risultati pregevoli, ma può servire per veloci anteprime di illuminazione. Anche Photon Map permette il salvataggio del calcolo per il suo riutilizzo in frame successivi o in viste differenti. Light Map Mappa luce: questa soluzione di approssimazione di illuminazione indiretta viene generata tracciando molteplici percorsi dalla camera memorizzando i precedenti fino alla creazione di una struttura 3D. Viene utilizzata indifferentemente sia per scene interne sia per esterni e realizza illuminazione di notevole realismo. Figura 1.15 Selezionando Vray come renderer, si rendono disponibili i materiali di tipo Vray nello Slate material editor 12

13 L utilizzo di altri motori di rendering Meglio Vray o mental ray? È pressoché impossibile fare una comparazione tra le performance in termini di tempi di calcolo di Vray e mental ray: i tempi dipendono da numerosissime variabili dell uno e dell altro motore, considerato anche il fatto che con piccole variazioni dei parametri possono aumentare sensibilmente i tempi e, allo stesso tempo, a piccoli miglioramenti qualitativi dell immagine possono corrispondere ingenti aumenti di tempo. Non è il tempo, dunque, il criterio che va adottato nella scelta del motore di render. Sebbene si possa scegliere un motore in alternativa all altro, ci sono alcune differenze tra i due: una volta terminata la lettura di questo paragrafo vi accorgerete che molti sono i parametri in comune ma, spesso, hanno solo nomi diversi! Figura 1.16 La finestra di dialogo render setup di VRay Figura 1.17 Esempio di render ottenuto con VRay. Tutto l ambiente è costruito intorno al televisore. 13

14 capitolo web 1 Dalla scheda VRay, rollout Frame buffer potete attivare Enable built-in frame buffer per visualizzare la finestra del render di Vray piuttosto che quella tipica di 3ds Max; le due sono molto simili ma, attivando questa spunta, avete la possibilità di salvare le immagini in formato RAW, cosa normalmente non consentita da 3ds Max; un immagine RAW contiene tantissime informazioni in più rispetto ai normali formati compressi, per esempio i dati di sulle condizioni di ripresa dell immagine. Il rollout successivo, Global Switches Interrutori globali, permette di attivare o disattivare i diversi elementi che compongono il render (luci, ombre, displacement ) in modo da produrre immagini di prova più velocemente e focalizzarsi su alcuni aspetti del render. È da questa sezione che viene attivata, per esempio, la funzione Override material Sovrascrivi materiale, che sostituisce a tutti i materiali della scena un unico materiale introdotto nella casella accanto a questo parametro: il confronto tra le figure 1.18 e 1.19 chiarisce gli effetti di questo parametro su una scena d interni, che verrà utilizzata in questo paragrafo per illustrare i principali parametri di VRay. Figura 1.18 Material override disattivato Figura 1.19 Material override attivato 14

15 L utilizzo di altri motori di rendering Nella stessa sezione, in presenza di materiali trasparenti e/o riflettenti, è possibile inoltre attivare o disattivare la voce Reflection/Refracion Riflessione/Rifrazione e regolare la loro qualità aumentando il valore Max Depth Profondità massima: l immagine 1.20 è stata prodotta con il valore Max Depth impostato a 2, mentre nella 1.21, dove le riflessioni sono di qualità decisamente superiore, Max Depth è stato impostato a 10. Figura 1.20 Con Max Depth = 2 le riflessioni sono approssimative Figura 1.21 Con Max Depth = 10 le riflessioni sono migliori Anche l antialiasing viene gestito in modo molto simile ai motori di render già presi in esame: dall elenco Antialiasing filter Filtro antialiasing è possibile selezionare l algoritmo: 3ds Max è in grado di riconoscere le aree che hanno bisogno di essere maggiormente campionate laddove ci sono differenze di colore o di illuminazione mentre, in prossimità di aree più omogenee, utilizza una campionatura meno fitta. Per aumentare la qualità dell immagine e ridurre le sporcature i parametri da aumentare sono quelli del rollout Adaptive subdivision image sampler mentre il rollout successivo. Environment Ambiente, consente di impostare un colore oppure una mappa per simulare lo sfondo o l ambiente circostante: è anche possibile illuminare la scena, attraverso un colore definito accanto al valore GI Environment: la seconda esercitazione guidata, in fondo a questo capitolo, suggerisce una modalità di illuminazione avanzata con il metodo delle mappe HDRI. I valori Dark Multiplier e Bright multiplier se aumentati producono un aumento della luminosità generale dell immagine secondo un algoritmo che va selezionato accanto alla voce Type Tipo: nella maggior parte dei casi il tipo HSV exponential si rivela il più efficace. Nell immagine 1.24 il valore Dark Multiplier è stato aumentato da 1 a 2 rispetto all immagine precedente: si nota come, sebbene le aree in ombra risultino schiarite, l immagine risulta complessivamente più piatta, questo è il motivo per cui si consiglia di non aumentare eccessivamente questo valore. Infine, il rollout Camera è in grado di applicare effetti speciali al render quali il Depth of Field Profondità di campo e il Motion blur Sfocatura movimento (gli stessi che abbiamo imparato a conoscere al capitolo precedente, a proposito del metal ray). 15

16 capitolo web 1 Figura 1.22 Nelle aree più omogenee la campionatura dell immagine è meno fitta e viceversa Figura 1.23 Dark multiplier =1 Figura 1.24 Dark multiplier =2, le zone in ombra risultano schiarite 16

17 L utilizzo di altri motori di rendering Ciò che conferisce realismo all immagine, lo abbiamo già visto, è il calcolo dell illuminazione indiretta che considera, oltre alla luce che colpisce direttamente gli oggetti, anche i rimbalzi successivi che la luce compie nello spazio: semplicemente aggiungendo la spunta alla casella ON nel rollout VRay Indirect Illuination (GI) l illuminazione di un interno cambia radicalmente, come mostra il confronto tra le immagini 1.25 e La seconda immagine presenta degli evidenti difetti che si manifestano quando ancora gli altri parametri relativi alla Global Illumination non sono stati impostati: nel seguito del paragrafo vedremo come correggerli. Figura 1.25 Global Illumination disattivata Figura 1.26 Global Illumination attivata Vray gestisce l illuminazione indiretta attraverso i Primary Bounces Rimbalzi primari e i Secondary Bounces Rimbalzi diffusi secondari. La prima soluzione si occupa di calcolare i rimbalzi dei fotoni su superfici visibili dalla camera, siano esse parti in 17

18 capitolo web 1 ombra, specchiate o rifratte. I rimbalzi secondari vengono invece calcolati per aumentare la resa fotorealistica, calcolando tutte le superfici nascoste alla camera. Per quanto riguarda i Primary Bounces il motore di default è Light Cache, utilizzato in via generale per rendering di prova: le immagini successive mostrano quale sia la qualità che si ottiene nella stessa scena selezionando Irradiance Map al posto di Light Cache, con i parametri di default. Per quanto riguarda le impostazioni di Ittadiance Map, la qualità può essere facilmente gestita attraverso la selezione di una voce dall elenco dei preset (nel caso specifico Medium = Medio). Figura 1.27 Primary bounces engine Light cache con impostazioni di default (Sudivisions = 500, Interpolation samples = 5) Figura 1.28 Primary bounces engine Irradiance map con impostazioni di qualità medium media, con Global subdivisions multiplier =1 Sebbene la qualità sia notevolmente migliorata, è possibile rimuovere le macchie che rovinano l immagine aumentando il parametro Global subdivisions multiplier Moltiplicatore delle suddivisioni globali. Nell immagine 1.28 questo parametro era 18

19 L utilizzo di altri motori di rendering stato impostato, di default, a 1; mentre nelle immagini successive si è cercato di correggere la sporca tura aumentando il parametro a 4 (figura 1.29) e poi a 16 (figura 1.30). Figura 1.29 Global subdivisions multiplier = 4 Figura 1.30 Global subdivisions multiplier = 16 Poiché, soprattutto nella zona del piano cucina, alcune imperfezioni non sono state rimosse nemmeno con l operazione appena effettuata, è possibile agire sul parametro Interpolation samples: la figura 1.32 è stata ottenuta aumentando il parametro da 20 a

20 capitolo web 1 Figura 1.31 Interpolation samples = 20 Figura 1.32 Interpolation samples = 150 Queste sono le impostazioni fondamentali di VRay; tra le numerose funzioni di questo motore si ricorda la renderizzazione avanzata e realistica dell illuminazione tramite mappe di radianza HDRI, la possibilità di gestire in modo fisico e realistico anche le impostazioni di camere, che possono essere regolate tramite parametri reali, dei materiali che risultano realistici anche senza lunghi settaggi e la gestione di reticoli fotometrici, tramite l utilizzo di file *.IES. Vray è disponibile per il download in prova dal sito provate ad installarlo per testare le sue funzionalità. Ogni versione di Vray è compatibile con una versione specifica di 3ds Max e viene rilasciata qualche mese dopo l uscita di 3ds Max. 20

21 L utilizzo di altri motori di rendering vray rt La tendenza che hanno tutti i motori di rendering, allo stato dell arte attuale, è quella di affidare il calcolo alla GPU piuttosto che alla CPU per la visualizzazione del modello in realtime. VRay RT è il modulo di VRay della Chaos Group dedicato esclusivamente al rendering di anteprima in tempo reale (Real Time). Esso funziona e va acquistato solo insieme al già celebre VRay. Come iray si tratta di un motore che utilizza la potenza della scheda grafica per incrementare le prestazioni in fase di renderizzazione delle immagini. V-Ray RT esegue il calcolo effettivo all esterno di 3ds Max, e utilizza di uno o più VRay render server che funzionano sullo stesso computer o su uno o più computer diversi raggiungibili in rete locale. Il plugin presente in 3ds Max si preoccupa solamente di verificare i cambiamenti di scena e di visualizzare il risultato finale. Maxwell Render Questo motore di renderizzazione ha la qualità di poter gestire la scena con algoritmi che rispettano fedelmente il comportamento della luce e dei materiali reali. Maxwell render ( in quanto renderer unbiased, non consente l inserimento di effetti aggiuntivi ma, tramite svariate iterazioni del processo di renderizzazione, è in grado di produrre un render con una qualità fotorealistica molto elevata. Per questi motivi questo motore non dispone di impostazioni complesse e avanzate ma solamente l attivazione e la gestione di Sky Dome Cupola cielo e Physical Sky Cielo fisico, per la sintetizzazione di illuminazione realistica di base, l introduzione di mappe di radianza HDRI per rifrazioni, riflessioni, sfondo e canale illuminazione e l attivazione di livelli diretti/indiretti e caustiche. Maxwell ha un interessante funzione, denominata Multilight Luce multipla, che dà la possibilità, una volta iniziata la fase di rendering, di attivare/disattivare qualsiasi fonte luminosa presente in scena e di regolarne singolarmente l intensità. Questa potente caratteristica consente quindi di non dover regolare l illuminazione e di fare molteplici prove di rendering per ottenere il risultato voluto, ma di regolare, direttamente sul render in esecuzione, la soluzione preferita di illuminazione. È possibile, anche con questo renderizzatore, salvare separatamente i diversi livelli che compongono l immagine finale, funzione che abbiano già analizzato in merito a mental ray, per poi assemblarli e modificarli successivamente con programmi di compositing. Maxwell Render viene utilizzato prevalentemente per immagini statiche per l elevata mole di calcolo che è in grado di elaborare e per l estrema perizia che risiede negli algoritmi di illuminazione e sintetizzazione di materiali ed effetti luminosi, quali caustiche, rifrazioni e riflessioni. Si può intuire quando sia dispendioso in termini di tempi di calcolo dover riprodurre l esatto comportamento della luce anziché approssimarla. 21

22 capitolo web 1 Conclusioni Qualunque sia il motore di rendering che avete deciso di eleggere come vostro compagno di lavoro la strada per arrivare alla composizione di render realistici deve passare attraverso numerose prove su cui deciderete di cimentarvi. Questo capitolo vi ha illustrato il funzionamento dei motori di rendering principali che si possono utilizzare in alternativa a mental ray ma c è un ingrediente indispensabile che dovrete coltivare da soli: l esperienza. Prima di camminare con le vostre gambe, però, vorrei accompagnarvi passo dopo passo con due brevi esercitazioni guidate: la prima mostra il procedimento per la realizzazione di un rendering di base con il motore Scanline, la seconda utilizza VRay per la produzione dell immagine di sintesi di una scena illuminata con una mappa HDRI. Se non bastassero, fate un salto sul nostro sito: organizziamo un sacco di corsi professionali su questi argomenti. Esercitazione guidata La renderizzazione di base una scena con Scanline Con questa esercitazione imparerete alcuni semplici passi per la renderizzazione di una scena con il motore di rendering di default Scanline, comprese le operazioni di settaggio dei frame e del file di uscita. Aprire il file Pen Drive.max presente nella cartella degli esercizi del capitolo 20 del CD-ROM allegato alla guida. Aprite la finestra di dialogo Render Setup premendo il pulsante <F10>. All intero della scheda Common notate che nell area Time Output l opzione selezionata è Single Singolo: verrà quindi renderizzato unicamente il frame selezionato nella Timeline Linea temporale, in questo caso il frame zero (0). Figura 1.33 Modello iniziale in modalità wireframe Figura 1.34 Area Time Output 22

23 L utilizzo di altri motori di rendering Nella stessa scheda occorre impostare la dimensione dell immagine da renderizzare: nella sezione Output Size Dimensione uscita, il valore predefinito è , con una risoluzione con proporzione 4:3; quest ultima è modificabile in due modi differenti: Manualmente: inserendo da tastiera la dimensione desiderata per Width Larghezza e Height Altezza; Preset: selezionando una voce dalla lunga lista di risoluzioni preimpostate che variano per dimensione e proporzione. Di default il preset selezionato è Custom Personalizzato e le risoluzioni selezionabili variano da a , tutte con proporzione 4:3, ovvero quella dei tradizionali monitor o televisori. Impostate la risoluzione con uno dei due metodi descritti. Dopo aver impostato una risoluzione appropriata è importante dare un nome e una locazione all immagine: fate clic su Files nella sezione Render Output Uscita del render e selezionate la cartella di destinazione del file, date un nome significativo all immagine e indicate il formato di compressione. 3ds Max permette il salvataggio in molteplici formati di compressione, in questo caso selezionate il formato TIF che garantisce una compressione esigua del file. Figura 1.35 Impostazione della risoluzione a 800 ô 600 nell area Output size Figura 1.36 Impostazione del percorso e del formato di salvataggio rendering 23

24 capitolo web 1 A questo punto è necessario selezionare la vista da renderizzare. Volendo renderizzare la vista Camera, occorre selezionarla dall elenco in fondo alla finestra accanto alla voce View ma, prima, occorre che questa vista sia attiva nella viewport! A tale scopo, fate clic in qualsiasi dei riquadri della Viewport e premete <C>, oppure fate clic con il tasto destro del mouse sulla scritta in alto a sinistra che riporta il nome della vista (per esempio Perspective) e scegliete Views Viste Camera. Dopo aver attivato la camera tornate nella finestra di dialogo del rendering e fare clic sull elenco View Vista: adesso è selezionabile la vista Camera. Passati alla scheda Renderer Renderizzatore, selezionate la voce Shadows Ombre in modo da visualizzare anche le ombre nel render finale. Figura 1.37 Dopo aver attivato la vista Camera nella Viewport, è possibile selezionarla dall elenco delle viste renderizzabili Figura 1.38 Attivazione delle ombre (Shadows) Dopo aver impostato questi semplici parametri è possibile premere il tasto Render in basso a destra nella finestra di dialogo del render, l icona omonima sotto la barra principale oppure il tasto <F9>, per lanciare il render. Appariranno due finestre: Rendering: in cui è possibile osservare le impostazioni che avete appena regolato e una barra che descrive l avanzamento della scansione di rendering. Camera, Frame 0 (1:1): che mostra l immagine durante la sua generazione. Il nome che comparirà sopra di essa varia in base alle impostazioni immesse: vista, frame che va generandosi e, tra parentesi, il numero del frame renderizzato sul numero dei frame totali da renderizzare. Per effettuare un render senza aprire la finestra di dialogo premere il tasto <F9> o fare clic sull icona Quick Render Render veloce. Attendete qualche secondo e Voilà! Il gioco è fatto. Se volete aggiungere qualche effetto all immagine, ripercorrete le indica- 24

25 L utilizzo di altri motori di rendering zioni proposte nel paragrafo dedicato allo Scanline: potete utilizzare questo modello per tutte le prove che vorrete eseguire. Figura 1.39 Render eseguito Esercitazione guidata Illuminare con immagini HDRI in Vray Vi propongo, ora che avete già sperimentato qualche tecnica di renderizzazione, l utilizzo di Vray con una particolare condizione di illuminazione: utilizzando delle immagini HDRI (acronimo che sta per High Dynamic Range Image) che sono in grado di illuminare la scena simulando condizioni reali di illuminazione. Le immagini HDRI sono il risultato della fusione di immagini dello stesso ambiente ripreso a 360 in condizioni di esposizione diverse; applicando questa particolare mappa all Environment Ambiente circostante rispetto scena inquadrata è possibile illuminare attraverso di essa la scena. Questa particolare tecnica viene utilizzata soprattutto in presenza di oggetti riflettenti in modo che l immagine HDRI venga da essi riflessa, conferendo particolare realismo all immagine. Dalla cartella degli esercizi del capitolo 20 aprite il file VRay HRDI_inizio.max. Innanzitutto premete il tasto <F10> e settate VRay come motore di rendering (figura 1.40). Attivate il calcolo della Global Illumination: dalla scheda Indirect Illumination Illuminazione indiretta mettete la spunta alla casella GI. I rimbalzi primari verranno calcolati con il motore Irradiance map. Per evitare di eseguire test di prova lentissimi, nel rollout Irradiance map selezionate il preset di impostazioni Low Basso, come mostrato in figura

26 capitolo web 1 Figura 1.40 Impostare Vray come motore di rendering Figura 1.41 Attivazione della Global Illumination Passiamo alla creazione dei materiali Vray da utilizzare il faretto e per lo sfondo; terminata questa fase completeremo le impostazioni di rendering. Con il tasto <M> attivate lo Slate Material editor e create un nuovo materiale di tipo VRay Mtl. Per generare un materiale riflettente impostate i parametri come mostrato in figura 1.42: accanto al campo Reflect Riflesso sostituite al colore nero una tonalità di grigio tanto più chiara quanto più riflettente volete che sia il materiale; accanto al campo Diffuse color Colore diffuso scegliete un colore a piacere e, infine, assegnate il colore al fartto. Eseguite un test di render per verificare le impostazioni del materiale (figura 1.43). Figura 1.42 Creazione della mappa Vray HDRI 26

27 L utilizzo di altri motori di rendering Figura 1.43 Creazione del materiale riflettente per il faretto Create ora una mappa di tipo VRayHDRI selezionandola dal Material/Map Browser dall elenco Maps Mappe Standard: questa mappa verrà utilizzata per l illuminazione. Facendo clic sul pulsante Browse accanto alla voce HDR Map navigate fino alla cartella degli esercizi di questo capitolo e selezionate il file Mappa HDRI.hdr. Potete vedere un anteprima dell immagine in figura Prima di procedere selezionate la voce Explicit channel Canale esplicito alla sezione Map Type Tipo di mappa: questo parametro regola il modo con cui viene avvolta l immagine attorno alla vostra scena e dipende dalla modalità con cui è stata generata questa immagine. Potete verificare attraverso l anteprima la leggibilità della mappa. Figura 1.44 Creazione della mappa Vray HDRI 27

28 capitolo web 1 Figura 1.45 Immagine HDRI e anteprima della mappa con Map Type = Explicit channel Mantenendo aperto il Material Editor spostatevi nella finestra Render Setup di Vray, scheda Vray. Nel rollout Environment Ambiente circostante attivate le caselle GI Environment (skylight) override e Reflective/Refractive environment override e, accanto ad entrambe e voci, trascinate la mappa HDRI appena creata, 3ds Max chiederà quale metodo vogliate utilizzare: selezionate l opzione Instance Istanza (figura 1.46). Lanciate il render e, come risultato, otterrete un immagine simile a quella mostrata in figura Figura 1.47 Selezionare il metodo Instance per la mappa HDRI Figura 1.46 Attivazione dell environment di VRay con mappa HDRI 28

29 L utilizzo di altri motori di rendering Figura 1.48 Render finale 29