Область трехмерной графики существенно отличается от традиционных видов искусства. Для искусства фотографии нажатие кнопки - это все что требуется для поимки образа; просто навел камеру и нажимай. Образ записывается мгновенно. С естественными носителями, такими как рисование маслом, образ эволюционирует из грубого наброска в завершенное произведение путем продолжительного совершенствования образа посредством кисти. Мультфильмы или комиксы прежде очерчиваются вручную, а затем раскрашиваются окончательными цветами. Создание образа с помощью компьютера представляет собой совершенно иной процесс. Создаются модели, подобные товарам в столярном магазине. Затем применяются материалы, позволяющие простой сфере стать стеклянным мячом или планетой Солнечной системы. Затем объект освещается и, наконец, сцена визуализируется в образ, подобно тому, как художник самоотверженно рисует окружающий мир
Визуализация на первый взгляд кажется простой. Однако она не настоль проста, чтобы просто щелкнуть на кнопке Render и надеяться на лучшее. Тип вывода и его использование являются существенными элементами успешной визуализации. Данная глава акцентирует внимание на неподвижных образах и освещает следующие темы:
Основы визуализации в 3D Studio MAX
Что такое битовая глубина цвета и ее использование
Определение типов выводных носителей и их ограничения
Определение четкости образа
Определение оптимального разрешения выводной печати
Изучение сложности и точности модели
Использование фоновых образов с высоким разрешением
3D Studio MAX предоставляет возможность гибко управлять визуализируемыми объектами и областями видовых окон, которые имеют множество параметров, сокращающих количество повторений, обычно необходимых в начале визуализации.
Для настройки визуализации используется команда Render Scene. Выберите пиктограмму или выполните Render в выпадающем меню, которое является командным центром визуализации со всеми наиболее широко применяемыми параметрами (см. рис. 26.1).
ПРИМЕЧАНИЕ
3D Studio MAX включает высокопроизводительный качественный окончательный визуализатор и дополнительные визуапизаторы, доступные в виде подключаемых приложений. Такого рода характеристика добавляет значительную гибкость среде 3D Studio MAX, допуская неограниченное количество типов визуализации внутри одного бесшовного пакета. Для задействования подключаемых визуализаторов выполните File"^>Preferences и выберите закладку Rendering.
Область Time Output диалога управления визуализатором предназначена для выделения визуализируемых кадров. Визуализировать можно застывший кадр, активный временной сегмент, определенный диапазон или последовательность определенных кадров. При работе с активным временным сегментом или с определенным диапазоном возможно визуализировать каждый N-й кадр. Например, можно визуализировать каждый десятый кадр указанного диапазона. Подобный прием часто полезен для визуализации последовательности кадров, которые представляют то, что происходит в анимации.
Кроме того, в диалоге управления визуализацией доступен широкий диапазон параметров, включая Video Color Check, Super Black, Fields и Force 2-Sided. Особенно полезным из перечисленного является Force 2-Sided. Другие управляющие элементы представляют собой параметры анимации, рассматриваемые в главе 27, "Визуализация анимаций". Force 2-Sided применяется для того, чтобы заставить все объекты визуализироваться как двусторонние. Хотя иногда это может оказаться полезным, особенно для объектов, имеющих инвертированные нормали или потерянные боковые грани, для регулярного применения не рекомендуется, поскольку более экономно в отношении времени визуализации применение двусторонних материалов.
ПРИМЕЧАНИЕ
Устранение фоновой ступенчатости (сглаживания) иногда является нежелательным, особенно в случае создания художественной работы, предназначенной для вырезания из фона. Двумя такими работами являются спрайты для игр и кнопки для использования в мультимедиа-проектах. Сглаживание включается за счет добавления в области [Renderer] файла Sdsmax.ini строки DontAntialiasAgainstBackground=1. Если области [Renderer] нет, ее следует добавить.
Элементы управления визуализацией 3D Studio MAX можно разделить на две группы: управляющие началом визуализации и управляющие тем, что визуализируется. Для порождения образа эти группы работают совместно. 3DS МАХ предоставляет несколько способов инициализации визуализации - отрисовку образа на экране ~ а равно и несколько способов управления тем, что именно визуализируется. С этой целью используются типы визуализации.
3DS МАХ начинает визуализацию после выполнения Rcndcringc^Render из линейки меню или, что более распространено, после нажатия одной из трех пиктограмм, связанных с визуализацией: Render Scene, Quick Render или Render Last (см. рис. 26.2).
ender Scene (визуализировать сцену). Щелчок на первой пиктограмме - Render Scene - вызывает диалог Render Scene, предоставляющий возможность подтвердить разрешение, имя выводного файла и т. п. (обратитесь к рис. 26.1). Данный вариант хорош, когда требуется изменить параметры или есть готовность вывода в файл. Однако для быстрых визуализации дополнительный диалог может усложнить путь.
Quick Render (быстрая визуализация). Для быстрой проверки визуализации наиболее подходит вторая пиктограмма - Quick Render (Shifl+Q). Она предлагает доступ к визуализации за "один щелчок" независимо от типа используемой визуализации. (Обратитесь к разделу "Типы визуализации" за подробностями по данном поводу).
ender Last (визуализировать последнее окно). Последний и самый быстрый способ визуализации видового окна заключается в использовании Render Last (Shift+E) - дальней правой пиктограммы. Render Last всегда визуализирует последнее использовавшееся видовое окно и применяет последний использованный тип визуализации. Таким образом Render Last наиболее полезен при работе в одном видовом окне и с одной и той же настройкой освещения и текстур.
3D Studio MAX обеспечивает несколько возможностей для управления тем, какая часть сцены должна визуализироваться. Данные опции доступны в верхней части интерфейса. Среди доступных возможностей имеется View, Region, Blowup и Selected (см. рис. 26.2). В предыдущих выпусках и большинстве других программ вы ограничены визуализацией только того, что отображается в активном видовом окне.
Визуализация вида (Render View). Render View представляет собой наиболее распространенный тип, поскольку визуализирует все видовое окно. Особенно данный тип подходит для окончательных визуализации.
Захват окна с помощью Render Region. Опция Render Region предоставляет возможность визуализации лишь части сцены. Это особенно удобно в случаях, когда производится тонкая настройка параметров теневых карт, изменение отражающих материалов или координирование материалов и расположения различных объектов. Объекты, которые могут отбрасывать тени или отражаться в поверхности других объектов, по-прежнему обсчитываются, несмотря на то, что они могут и не попадать в кадрирующую рамку Render Region.
Расширение вида (Blowing up a view). 3D Studio MAX предоставляют возможность увеличения области во время визуализации без распахивания самого видового окна. Это выполняется через тип Render Blowup. Render Blowup часто полезен для изучения определенных областей вида при настройке света или текстур сцены.
Избирательная визуализация посредством Render Selected. Возможность визуализировать только выбранные объекты является очень полезной при изучении влияния модификаций материала на объект. Недостаток заключается в том, что не виден любой материал, содержащий отражение или объекты, на которые отбрасывается тень. Ни один из этих эффектов нельзя показать с использованием Render Selected ввиду того, что рассматриваются только выбранные объекты.
Цветовая глубина (также называемая битовой глубиной) относится к числу цветов, которые содержатся в образе, сгенерированном компьютером. Природе нет дела до количества доступных цветов, но с компьютерами дело обстоит не так. Компьютеры должны конвертировать информацию любого типа в числовые последовательности, поэтому естественно, что они должны оцифровывать и запоминать цвета.
В компьютерном рисовании используется несколько битовых глубин, в том числе 8 разрядная настраиваемая палитра, 15- и 16-разрядные фиксированные палитры, 24- и 64-разрядные цветовые глубины. Чем больше разрядов, тем больше цветов. Реальная математика каждой цветовой глубины мало интересна для среднего пользователя. Ему важно знать количество цветов, доступных при каждой цветовой глубине, а также ее сильные и слабые стороны. Глава 2, "Смешивание цвета и света" содержит исчерпывающую дискуссию по поводу каждой битовой глубины.
8-разрядная настраиваемая палитра. Образы содержат только 256 цветов из всего спектра. Точные цвета могут различаться между разными образами, поскольку палитра настраивается на образ посредством базиса образа. Малое количество цветов недостаточно для реалистического отображения всего спектра цветов, но легко/эагружается, отображается и имеет малый размер файла.
15- и 16-разрядные фиксированные палитры. Образы содержат соответственно 32768 и 65536 цветов. Данные битовые глубины менее распространены по сравнению с 8-разрядной и 24-разрядной битовыми глубинами, однако представляют собой хороший компромисс между большим размером файла и цветовым реализмом. Фиксированная палитра также гарантирует, что многочисленные образы в 15-или 16-разрядных цветах не будут конфликтовать в используемых цветах - это полезно в играх и мультимедиа - продукции.
24-разрядный цвет. Наиболее широко распространенная палитра для реальных образов. Количество цветов в 16.7 миллионов вполне достаточно для правдоподобного отображения любого образа, видимого невооруженным глазом. Анимация, предназначенная для фильма или видео, практически всегда визуализируется в 24-разрядном цвете. Однако игры и другие базовые компьютерные графические работы применяют 24-разрядный цвет реже из-за большого размера файла и медленного отображения. По мере развития компьютеров и технологии отображения графики 24-разрядный цвет будет становиться все более и более распространенным - даже для быстро двигающихся компьютерных игр.
64-разрядный цвет. Подобные образы достаточно редки, хотя данная цветовая глубина важна для пользователей 3D Studio MAX, поскольку внутренне 3D Studio MAX визуализирует образы в 64-разрядном цвете, а затем разреживает его в меньшие цветовые глубины. Тогда как 64-разрядный цвет не отображается на обычных компьютерных экранах, данная цветовая глубина используется в высшем аналитическом сглаживании 3D Studio MAX. Данная цветовая глубина особенно при использовании с другой информацией визуализации (подобной G-буферу) может сохраняться в формате файла RLA и использоваться позже любым подключаемым приложением 3D Studio Video Post.
Основной акцент в журналах и в маркетинге 3D Studio MAX придается 24-разрядным образам и высококачественным выводным устройствам. Многие напуганы подобным обстоятельством и не осознают, что 3D Studio MAX является превосходным инструментом для создания 8-разрядных образов и файлов FLIC-стиля для Animator Pro.
Применяя 8-разрядную технологию, вы не попадете со своими работами на главные телевизионные сети, но самые распространенные игры, Web-узлы, мультимедиа-проекты, диск-базированные презентации и информационные киоски преимущественно полагаются на 8-разрядную технологию.
Для 8-разрядных анимаций и образов существует достаточно большая рыночная ниша. Применение 8-разрядного цвета не означает, что вы неполноценны или не являетесь профессионалом. Это просто означает, что по той или иной причине выбран именно данный формат файла. Восьмиразрядный формат файла обладает рядом преимуществ, оправдывающих его применение:
Небольшой размер файла. Маленькие файлы являются необходимостью для Web-узлов или презентаций, которые должны выполняться на ограниченном аппаратном обеспечении или с гибкого диска.
Быстрая загрузка и отображение. Небольшой размер файла приводит к уменьшению времени, требуемого для загрузки 8-разрядных образов в память и отображения их на экране, что весьма существенно для современных скоростных игр.
Широкая совместимость программного обеспечевия. Многие программы рисования и презентаций поддерживают файлы 8-разрядных образов, подобные BMP, PCX и PNG.
Низкие требования к аппаратному обеспечению. Во многих системах по-прежнему применяется стандарт VGA, поддерживающий 8-разрядный цвет с разрешением 320 х 200. SVGA поддерживает 8-разрядный цвет с разрешением 640 х 480, который также очень популярен, в то время как высокие разрешения и 24-разрядный цвет менее распространены.
При создании образов для отображения в World Wide Web, PC-базированных играх, клиентских системах, портативных презентациях или диск-базированном маркетинге, скорее всего потребуются 8-разрядные образы.
Работа с 8-разрядным цветом накладывает определенные ограничения на то, что можно сделать, но данные ограничения не столь обременительны, как это может показаться на первый взгляд. Ограничение в 256 цветов требует внимательного планирования использования цветов в образах. Кроме того следует находить компромисс между минимизацией размера файла и минимизацией побочных эффектов ограниченного количества цветов,
О полосах говорят как о том, что происходит, когда для представления гладкого перехода от одного цвета к следующему доступно слишком мало цветов. Подобные переходы называются цветовыми уклонами или градиентами и используются в 3DS МАХ для оттенков геометрии или при выборе материала фона. Поскольку для гладкого представления градиента нет достаточного количества цветов, вся область делится на несколько широких полос цвета, аппроксимирующих градиент. Рисунок 26.3 показывает сферу, визуализированную на градиентном фоне. И на сфере, и на фоне заметны резкие полосы.
Во избежание полос используются две основных технологии - внимательный подбор цветов и устранение градиентов. Подбор цветов сфокусирован на том факте, что для работы доступны только 256 цветов. Если выбрать для сцены существенно различающиеся цвета с полностью насыщенными оттенками, каждый цвет получит для переходов лишь немного элементов палитры, и полосы в этом случае неизбежны. Если же наоборот выбрать большую часть цветов из одного семейства с дополняющими контрастными цветами, цвета будут разделять одни и те же оттенки и полосатость уменьшится.
Ликвидация градиентов требует разбивки поверхности геометрии. От эффекта полос страдают прежде всего гладкие, сплошные объекты. Единственный способ представления затенения на поверхности гладкого объекта заключается в использовании градиента по мере изменения цветов от светлого к темному. Один из способов разбиения поверхности и избежания полос состоит в применении проецируемых материалов. Прямо сейчас посмотрите на окружающие объекты. Сколько из них имеют гладкую, сплошную поверхность? Окрашенные металлы обычно имеют гладкую сплошную поверхность, но практически все другие предметы обладают канавками, выдавливаниями и узорами. Карты выдавливания, текстуры и отражении не только прибавляют реализм к сцене, но и разбивают поверхность, сокращая полосы.
Рисунок 26.4 показывает визуализацию с использованием сплошных цветов существенно отличающихся оттенков. Ваза - зеленая, сфера - голубая, поверхность стола - коричневая, и в результате вся сцена получается полосатой. На рисунке 26.5 показана та же сцена, где изменяется только материал. Ваза теперь сделана из мрамора цвета бронзы, сфера - блестящая медь, а стол имеет текстуру дерева. Полосы едва заметны. Ключевой аспект такой визуализации заключается в том, что текстуры разбивают поверхность и материалы совместно используют похожие цветовые диапазоны.
Иногда полосы неизбежны. Вам требуется моделировать гладко окрашенные поверхности, когда текстуры и выдавливания неприемлемы. В таком случае 3D Studio MAX обеспечивает в Rendering Preferences параметр, именуемый Dither Paletted. По умолчанию данный параметр включен, но при подготовке к визуализации его можно отключить или по крайней мере подумать, следует ли использовать прореживание. Прореживание размывает грани между полосами. Это помогает глазу игнорировать грани и принимать иллюзию гладкого цветового градиента.
Недостаток прореживания заключается в том, что оно существенно увеличивает размер файла. Большинство форматов 8-разрядных образов применяет технологию сжатия, которая идентифицирует и сжимает области непрерывного цвета. Побочный эффект прореживания состоит в том, что оно уничтожает многие области непрерывного цвета, в результате чего объем файла возрастает. Например, образ на рисунке 26.5 увеличивается в размере на 30% со включенным прореживанием, хотя само прореживание практически не увеличивает качество картинки. Вообще для достижения своих целей, касающихся качества образа, следует использовать технологии проецирования с отключенным Dither Paletted. Затем потребуется решить, нужно ли прореживание для качества образа, которое должно быть сбалансировано с необходимостью уменьшения размера файла.
Еще одним поводом для озабоченности, касающимся 8-разрядных образов, является разрешение визуализации и сложность модели. Обычно 8-разрядные образы визуализируются для отображения на стандартном компьютерном экране часто с разрешением 640 х 480. Сравните это с типичными 24-битовыми разрешениями для видео 756 х 512 или для фильмов 2048 х 1536. Вы быстро осознаете, что детали, необходимые для большой цветности и высокого разрешения, "убиты" 8-битовой визуализацией. Сохраните собственное время и проектируйте свои модели зная, что малая цветность и низкое разрешение нс требуют множества деталей.
Истинный цвет (true color) или 24-разрядная визуализация может звучать сложно и немного пугающе, но на самом деле она гораздо проще 8-разрядной визуализации. Сокращение количества цветов до 256 и проду-цирование качественного образа происходит не автоматически. Оно требует предвидения и глубокого понимания того, как работают распределение цвета, полосы и прореживание. Истинный цвет или 24-разрядная визуализация и близко не предъявляют таких требований - она всегда порождает высококачественные образы и предоставляет возможность тратить время на комбинирование материалов и освещенности модели с целью достижения максимально возможного качества.
Определение конечных целей проекта на как можно более ранней стадии процесса моделирования является критическим. Лучше всего это делать до начала моделирования. Здесь необходимо задать себе ряд вопросов, а ответы на них использовать для определения направлений моделирования. Такие вопросы важны для всех моделей и анимаций, но особенно важны для работ с высоким разрешением, поскольку подобного рода работы диктуют сложность и степень детализации, требования к памяти и решения, связанные с файлами. До начала моделирования ответьте на следующие вопросы:
Какого размера будет отпечатанный образ?
Какой носитель будет использовать конечный образ?
Насколь резким должен выглядеть образ?
Какое разрешение будет использоваться для печати?
Что является визуальным фокусом модели?
Насколь близко будет допущен зритель к различным частям модели?
Приведенные вопросы должны обсуждаться во время планирования проекта и задавать их следует даже тогда, когда проект предназначен для домашнего использования, когда нет клиента или когда проект задуман как совершенно независимое предприятие. Ответы играют жизненно важную роль. Без них дело может закончиться чрезмерно большой моделью, которая недостаточно точна или не подходит для визуализации либо печати.
Разрешение выводного образа зависит носителя, от резкости печатного образа и размера печати. Вы должны принять решения по всем указанным проблемам, прежде чем сможете определить, что необходимо для окончательного выводного образа.
Наиболее важная проблема при выборе типа выводного носителя заключается в решении, требуется ли порождать непрерывный тон или экранный отпечаток. Произведенный выбор будет оказывать значительное влияние на требуемое разрешение. Вообще экранный отпечаток (screened print) порождается прореживанием образа, а отпечаток с непрерывными тонами (continuous tone print) напоминает фотографию.
При печати битового образа пикселы, формирующие композицию, должны транслироваться в такой формат, который может понять печатающее устройство. Процесс с непрерывными тонами размещает пикселы вплотную друг к другу без каких-либо зазоров между ними, которые бы позволили видеть белую бумагу. Таким образом тоны печати смешиваются вместе и не остается изолированных точек, что делает подобный тип печати наиболее простым для понимания, поскольку порождается образ, который выглядит в основном так, как он выглядит на экране. Кроме того, непрерывные тона проще всего печатать ввиду того, что единственным определяющим фактором качества печати является разрешение, обеспечиваемое для образа.
Наиболее распространенным типом печати с непрерывными тонами является стандартный фотографический отпечаток. Вывод на фотографическую пленку связан с использованием съемочной камеры для экспозиции образа на обычную 35 мм или на 4" х 5" широкоформатную пленку. Можно применять любую стандартную 100 ASA печать или прозрачную пленку (хотя рекомендуется прозрачность, которая обеспечивает соответствующую репродукцию цветов). Съемочные камеры обычно способны обеспечить от 4000 до 8000 строк разрешения.
ПРИМЕЧАНИЕ
Линии разрешения съемочной камеры относятся к количеству строк сканирования, посредством которых интерпретируется образ. Поскольку каждый пиксел должен иметь как минимум одну строку сканирования, то образ шириной в 4000 пикселов является максимальным для камеры с 4000 строками. Однако если камера является 4000-строчной, образ необязательно должен быть настоль велик. Все образы недозаполняют кадр независимо от их первоначального разрешения. Вполне убедительные образы возможны при разрешении 1200 ж 800 и даже образы с таким низким разрешением, как 600 х 400, могут оказаться достойными представления.
Красящие сублимационные принтеры представляют еще одну форму печати с непрерывными тонами, которая доступна для компьютерных образов. Это могут быть настольные или Е-размера промышленные принтеры, разрешение которых обычно составляет от 100 до 400 точек на дюйм (dot per inch "- dpi). Вид сублимирующей цветной печати напоминает цветной глянцевый отпечаток - при обоих разрешениях покрывается вся бумага и никакое прореживание не выполняется. Красящие сублимационные принтеры основаны на молекулярном взрыве так, что точки накладываются одна на другую, придавая точечному процессу вид непрерывного тона.
Качество окончательного образа с непрерывным тоном определяется плотностью пикселов на печатный дюйм. Это субъективно и варьируется от одного образа к другому. Образы, содержащие текст и мелкие детали, требуют большего количества пикселов на печатный дюйм, тогда как абстрактные образы могут обойтись меньшим количеством.
Если вывод производится на 35 мм пленку, во внимание следует принимать скорее размер печати, а не размер пленки. Для фото-ретушированных или высококачественных репродукций необходимо использовать наименьшее отношение пикселов к количеству строк сканирования. Стандартным разрешением для фотографической репродукции является 3072х2048, поскольку именно такое разрешение введено Kodak Photo CD. Подобное разрешение транслируется приблизительно в 2200 пикселов па дюйм 35 мм пленки. Размеры файлов для образов с таким разрешением составляют 18.69 Мб каждый и занимают достаточно большой объем памяти.
Экранная печать берет исходный образ и прореживает его для достижения истинного цвета. Экраны существенны для множества процессов, поскольку краски бледнеют и смешиваются друг с другом в областях пятнистого цвета. Экраны размещают цветовые компоненты (голубой, фуксин, желтый и обычно черный) в отдельные области печатной страницы. Шаблон точек дисперсного цвета создается экраном. Если пристально изучить большинство печатных материалов, можно заметить отдельные точки, которые на расстоянии выглядят как истинный цвет.
Экранные образы широко используются для целей массового производства, для журналов, брошюр, рекламы. Экранные образы также применяются с принтерами без непрерывных тонов. Таковыми являются большинство лазерных, струйных и электростатических плоттеров, устройств для нанесения расплавленного воска или краски. Все эти устройства перед печатью требуют экранизации образа.
При печати на любое из этих устройств прежде всего образ прореживается полутоновым экраном. Экраны поступают во множестве форм и размеров, включая точечные, строчные и диффузионные. Размер полутонового экрана выражается в строках на дюйм (lines per inch - Ipi) и часто носит название экранной частоты. Экранная частота говорит о том, сколько строк на печатный дюйм появляется в окончательном документе ~ чем больше Ipi, тем точнее экран. Типографии варьируют стандартные Ipi в зависимости от приложений. Грубая печать, подобная газетной, использует 85-строчные экраны, в то время как журналы для образов обычно применяют 133-или 150-строчные экраны. Размер экрана определяет, сколько в образах необходимо пикселов на печатный дюйм.
ПРИМЕЧАНИЕ
Термины точки на дюйм (dpi) и пикселы на дюйм (ppi) легко путаются. Пикселы на дюйм относятся к числу пикселов на дюйм, отображаемых монитором, тогда как точки на дюйм говорят о числе точек краски, которые принтер может напечатать на каждый дюйм. При создании компьютерных образов вы заинтересованы в третьем соотношении - количестве пикселов в дюйме окончательной печати. Это отношение часто называется пикселами на печатный дюйм и управляет размером окончательного образа.
Многие настольные издательские системы и некоторые принтеры предоставляют возможность определения типа экрана для печатных образов. (Часто экран по умолчанию применяется к образу самим принтером.) Превращение образов в экраны занимает время и для больших картин требует огромного количества памяти. Нередко приходится часами ожидать, когда на среднем настольном принтере обработается образ с высоким разрешением. Промышленные машины и съемочные камеры делают это в течение нескольких минут. Качество образа определяется осмысленностью и выравниванием экрана. Вообще экраны настольных принтеров не настоль качественны, как экраны коммерческих высококачественных устройств.
Форма, плотность и угол экранов, применяемых коммерческими принтерами, часто считается закрытой информацией. По этой причине каждый принтер имеет собственное правило достижения лучшего соотношения dpi к Ipi. Следует заранее согласовать требования к четкости образа с возможностями принтера. Большинство принтеров предпочитают работать с образами, имеющими от 200 до 400 пикселов на печатный дюйм. Количество пикселов на печатный дюйм оказывает существенное влияние на размер файла и требования к памяти. Переход с 200 на 400 пикселов на печатный дюйм в четыре раза увеличивает запросы к памяти и пространству на диске для файла.
Когда образы воспроизводятся за пределами оптимального разрешения, они начинают размываться, расплываться и приобретают зернистость. Степень и неприятность подобных эффектов варьируется в соответствии с носителями отпечатков.
Чем больше образ, тем более заметны квадратики пикселов, из которых он состоит - явление, обычно называемое зернистостью, которое чаще всего требуется избегать. Зернистость разрушает фотореалистичную иллюзию визуализированных компьютером образов. Сделать образ зернистым легко. Заставить же его казаться фотореалистичным требует значительных усилий и большого объема памяти. Зернистость сокращается за счет визуализации образа с более высоким разрешением.
ПРИМЕЧАНИЕ
Иногда зернистость является именно тем, что требуется. Несколько драматических образов были созданы за счет зернистости фона, который вел зрителя к центру с высоким разрешением - на самом деле это наложение двух или более образов или один образ, созданный с высоким разрешением, однако с привлечением битовой карты для инициирования зернистости. Зернистость можно также использовать для маскировки области или для подчеркивания факта, что образ сгенерирован компьютером.
Четкость и ясность экранного образа определятся количеством пикселов образа на строку экрана (или отношением пикселов на печатный дюйм к строкам экрана на печатный дюйм). Четкость обсуждается в терминах отношения пикселов на экранную строку и часто носит название отношения экранного решения (screen ruling). Во избежание низкокачественных образов никогда не используйте отношения, меньшее 1:1. Для оптимального качества применяйте отношение 2:1. Увеличение числа пикселов свыше 2:1 обладает минимальными, если вообще заметными, влияниями на качестве образа. Избегайте создания образов больших 2:1, поскольку они требуют значительного объема памяти для визуализации, дискового пространства для хранения и времени для печати. И это все - без увеличения качества печати.
Если принтер использует 150-строчный экран, вы обеспечиваете образ с 150-300 пикселов на печатный дюйм. Необходимость в различных экранах, прессах и принтерах варьируется, поэтому важно обсудить данное отношение с издателем до окончательного определения выводного разрешения для проекта.
Печатный размер образа оказывает наибольшее влияние на требуемое разрешение образа и на детали, необходимые для того, чтобы сделать образ убедительным. После выбора носителя и определения отношения пикселов на дюйм для желаемой четкости разрешение образа становится делом простой арифметики:
(ppi) x (Ширина печати) = Ширина разрешения
(ppi) x (Высота печати) = Высота разрешения
Память, требуемая для запоминания образа на диске и RAM принтера для обработки, определяется следующим образом:
(ppi)2 У. (печатная ширина в дюймах) х (печатная высота в дюймах) х [3 байта на пиксел) = требуемая память в байтах
Размер данных для 24-разрядного цветного пиксела (8 бит на цвет на канал х 3 канала) составляет 3 байта. Размер печати оказывает отрицательное воздействие на четкость и результирующий dpi- Каждый отпечатанный дюйм требует больше памяти.
Часто размер или, по крайней мере, максимальный размер диктует носитель. Настольные принтеры обычно ограничены отпечатками 4" х 5" или 8" х 10", тогда как красящие сублимирующие принтеры могут печатать изображения размером Е (36" х 48"). В качестве примера отпечаток 4" х 5", использующий 150-строчный экран, получается лучше всего, если поставляемый образ имеет размер:
(150 Ipi) x (2.0 пиксела на строку) = 300 ppi
ПРИМЕЧАНИЕ
Размер Е - это то же самое, что и размер письма или юридической бумаги. Размер Е является наибольшим размером для бумаги, используемым в CAD и в архитектурных работах.
Это в свою очередь означает, что разрешение образа должно быть 4" х 300ppi = 1200 х 5" х 300 ppi = 1500 или 1550 х 1200. Подобный образ потребует 1500 х 1200х3 =- 5.4 Мб памяти принтера.
Возможно потребуется печатать на оборудовании, которое не может работать с 24-разрядами истинного цвета. Большинство плоттеров и многие настольные принтеры могут работать максимум с 15- или 16-разрядными цветами.
При посылке 24-разрядного образа непосредственно на выводное устройство вы полагаетесь на его программное обеспечение, которое должно интерполировать разницу в глубине цвета. Такая интерполяция обычно не дает наилучшего результата, поскольку большинство драйверов полагаются на базовые алгоритмы, усредняющие различия. Обычным результатом являются полосы, потеки и муаровые узоры. В основном этого можно избежать, заставив 3D Studio MAX записывать 16-разрядный цвет в файл TGA со включенным разре-живанием истинного цвета.
Очень часто будет существовать образ, который-необходимо отпечатать с максимально возможным качеством. Сделать это легко, если доступна следующая информация:
Разрешение в пикселах
Количество строк экрана на дюйм
Печатаемые точки на печатный дюйм
Оптимальный размер экрана (Ipi) для печати образа составляет половину разрешения пиксел на печатный дюйм образа. Если образ для печати имеет размер 1024х768, а лучший доступный экран имеет 150 строк, образ должен печататься с разрешением 300 пикселов на печатный дюйм, что результируется в окончательный образ размером 3.41" х 2.56". Если требуется, чтобы тот же образ заполнил область 4" х З", необходимо 256 пикселов на печатный дюйм и 128-строчный экран. Хотя более грубый экран даст возможность уменьшить разрешение, он минимизирует и количество деталей, печатаемых на любом заданном дюйме.
Вам нужно сбалансировать точность и детализацию модели с точностью и детализацией предполагаемого окончательного вывода- Определение деталей объекта двояко:
Насколь близко наблюдатель подойдет к конкретному объекту?
Каким будет выводное разрешение окончательного вывода?
ПРИМЕЧАНИЕ
При выполнении анимации скорость, с которой объект пересекает экран, создает третий фактор точности, который необходимо принимать во внимание.
Данная информация потребуется при построении модели таким образом, чтобы включить в нее надлежащее количество деталей в критических местах. Объект, который выглядит приемлемо с разрешением видео 512 х 486, может легко разделиться на части или выглядеть глупо на глянцевом цветном отпечатке с разрешением 3072 х 2048.
Объект, создаваемый в 3D Studio MAX, имеет параметры, которые увеличиваются или уменьшаются по желанию. Это прекрасно для добавления деталей к объектам, которые используются как для печати, так и для анимации, поскольку детали можно увеличить для печати и затем уменьшить с целью улучшения времени визуализации.
Большинство сцен имеют фокус, которым является конкретный объект, группа объектов или область. По мере обретения моделью формы следует иметь грубое представление о конечной композиции и о том, насколь выделенным будет фокус в окончательных образах. Центральный объект или область очевидно требует большинства деталей и внимания. Для эффективной и управляемой модели необходимо набросать список областей так, как они входят в "иерархию деталей".
Подобная организация прослеживается и в традиционном искусстве иллюстрации. Архитектурные и конструкторские рисунки часто используют грубые наброски и отдельные линии для достижения иллюзии детальности и при этом не допуская перегрузки фокуса визуализации. Художники называют это эскизом и часто используют для антуража, фона и даже расширения материалов переднего плана.
Иерархия деталей проясняет, какие объекты будут выполнены детально, а какие - минимизированы. Детали создаются в двух формах - геометрии и отображении. По мере того, как объект занимает в результирующем выводе все больше пикселов, технологии моделирования, работающие с одним разрешением, при высоких разрешениях могут стать грубыми или мультфильмоподобными.
Дуги и кривые нуждаются в особом внимании по мере того, как занимают в результирующем выводе больше пикселов. Удаленные дуги могут обойтись и шагом в 15°, тогда как объекты, находящиеся на переднем плане, требуют шага дуги в 0.1°. Показ сегментов очертания круглых или изогнутых объектов - это лучший способ разрушения их правдоподобности. Модель будет наиболее эффективна, если в фокусе сцены расположить дугу с мелкими шагами и увеличить шаги в удаленных или менее сфокусированных областях. То, что сфера на переднем плане имеет 80 сегментов, не означает, что сферы на заднем плане не могут использовать 10 сегментов.
Карты, которые убедительны в качестве моделированных текстур, могут оказаться гораздо менее убедительными при их увеличении. Сказанное особенно касается карт выдавливания. Впадины и канавки, которые были имитированы, теперь нуждаются в моделировании. Швы и желобки будут гораздо более убедительными, если вы потратите время на их моделирование. Затраты времени на моделирование часто приносит меньше проблем, нежели создание больших битовых карт и настройка их размывания, пока они не покажутся приемлемыми. Нельзя по-настоящему избавиться от ступенчатости карт выдавливания, тогда как можно автоматически моделировать суставы с использованием механизации сглаживания визуализатора - и притом с гораздо меньшими накладными расходами памяти.
Не бойтесь добавлять грани для деталей, когда альтернативой является использование больших битовых карт. Добавление соответствующих геометрических деталей требует увеличения времени моделирования, чем ресурсов визуализации. Например, можно добавить 8000 граней за меньшую цену, нежели визуализация одной битовой карты 640 х 480.
Обычно для визуализации требуется использовать битовые карты. Соблюдайте следующие правила;
Используйте битовую карту с как можно большим уровнем цветовых деталей
В визуализации попытайтесь не превышать исходный размер битовой карты
ПРИМЕЧАНИЕ
Материалы, использующие процедурные текстуры, не нуждаются в особой настройке ввиду того, что их эффекты основаны иа алгоритмах и не зависят от разрешения.
Размер битовой карты может стать проблемой по мере того, как ее присутствие на сцене возрастает. Когда вы начинаете визуализировать битовые карты с превышением их исходных размеров, они выказывают признаки зернистости и прямоугольной лоскутности. Степень проявления данного эффекта зависит от субъекта образа. Битовые карты, изображающие квадраты, блоки и прямоугольники, не отражают большой деградации по мере своего увеличения сверх исходного размера. Например, можно увеличить битовую карту с контрольным узором в 10 раз и она будет выглядеть прекрасно до тех пор, пока не будет произведена попытка применения ее в качестве карты выдавливания. Однако, если та же карта была бы изображением попугая, зернистость стала бы очевидной.
В отличие от битовых карт, свобода в выборе фонового изображения для вывода с высоким разрешением недостаточна. Фоновые битовые карты должны всегда иметь 24-разрядный цвет (без JPEG-сжатия) и не должны сильно вытягиваться за пределы первоначальных размеров.
ПРИМЕЧАНИЕ
Не забудьте установить фон в Material Editor и затем применить его в визуализаторв и среде (Renderingci>Environment). Констатация факта, что фон использует Views"^>Background Image, не добавляет фон к визуализации.
Если фон увеличен, в визуализированном образе кажется, что передний план был наклеен на фон. Разница между двумя разрешениями очевидна, хотя не специалист и не сумеет сказать, что именно неправильно. При увеличении образы неизбежно размываются. Увеличение черного квадрата на белом поле не просто порождает больший черный квадрат - на границах квадрата появляется мягкая черная градация.
Всегда следует пытаться применять образы, которые не нуждаются в увеличении. В идеале необходимо использовать образы, требующие уменьшения. В этом смысле удобны образы в формате Kodak CD-ROM, поскольку они имеют разрешение 3072 х 2048.
Если в качестве фонового образа приходится использовать существующую маленькую битовую карту, ее следует перенести в программу рисования истинного цвета для конвертирования и применить соответствующие инструменты для смягчения эффекта увеличения.
Некоторые образы поддаются увеличению намного лучше других. Образы неба, дыма, воды и других объектов со свободными формами не страдают от увеличения в такой степени, как уличные сцены, изображение леса и интерьера. Если битовая карта содержит такие элементы, следует сконцентрироваться на увеличении карты специально для них.
Несколько большие возможности представляются, когда фоном является материал текстурной карты. В таком случае другие материалы могут получить доступ к битовой карте без ее повторной перезагрузки.
Объект, содержащий фоновый образ, играет роль доски объявлений. При помощи фонового объекта можно позиционировать образ по своему желанию и делать его больше или меньше с использованием размещения, координат или параметров проецирования без накладных расходов памяти на изменение размеров фонового образа.
Объекты фонового образа на сцене визуализируются в перспективе вместе со всем остальным. Поскольку объект помещается параллельно плоскости зрения, эффекты горизонтальной перспективы отсутствуют. Вертикальные элементы подвергаются воздействию перспективы. Это может оказаться особенно важным для фона, содержащего архитектурные сооружения, высокие стройные деревья, флагштоки или любые другие объекты с определенными вертикальными линиями.
Рецепт для такого образа прост. Вы не хотите, чтобы условия освещения на сцене оказывали влияние на образ, поэтому он должен на 100% обладать самоосвечением и быть совершенно плоским с черным отраженным цветом. Кроме того, следует отключить отбрасывание теней объектом доски объявлений.
Опция Show Background (доступная после щелчка правой кнопкой мыши на имени видового окна) помогает позиционировать объекты на сцене в отношениях с фоновым образом.
Предварительный просмотр не является идеальным вариантом для больших образов. В качестве обходного маневра необходимо пропорционально сократить фоновый образ и использовать его в качестве наброска настоящего образа. Вы не получите никакого преимущества, используя образ, имеющий разрешение большее видимого размера видового окна.
Фоновые образы могут быть кадрами анимации (такими как AVI или последовательностью битовых карт) или перехватом из фильма или видео. Номер кадра такой анимации блокируется на номер кадра сцены и является весьма полезным для ротоскопирования и композиции. Несколько цифровых дисковых рекордеров включают интеллектуальные подключаемые приложения, предоставляющие возможность непосредственного объединения в 3D Studio MAX видео и ЗD-гpaфики.
ПРИМЕЧАНИЕ
Safe Frame часто используется для показа того, как фон помещается в виде. Легко забыть, что видовое окно отличается от большинства визуализации и открывает несколько больше, чем реально визуализируется. Для использования механизма безопасного кадра щелкните правой кнопкой мыши на имени видового окна и выберите в появившемся меню View Safe Frame.
Часто возникает необходимость позиционирования текста поверх окончательного образа, возможно в форме логотипа, заголовка, подписи или диаграммы. Все программы рисования обеспечивают определенные механизмы для создания перекрывающего текста, некоторые даже обладают возможностью создания сглаженного текста. Однако нет программ рисования, которые бы имели возможности сглаживания, подобные встроенным в 3D Studio MAX. Реально 3D Studio MAX является лучшим составителем текста, доступным для рабочего стола. Если необходим полный контроль за окончательным положением текста, прежде чем посылать на принтер его следует скомпоновать.
Текст очень чувствителен к эффектам разрешения. Разрешение окончательного образа должно быть достаточно большим для отчетливой визуализации текста с четкими и нерасплывающимися краями. Жирные шрифты без засечек (sans serif) наиболее толерантны к низким разрешениям, но могут оказаться неподходящими. Кривые и тонкие линии простых шрифтов с засечками (serif) требуют самого высокого разрешения для сохранения мелких деталей своих краев. Текст легко создается посредством шрифтов TrueType. Внимательно изучите данные шрифты, поскольку большие кривые требуют больше деталей, задаваемых дополнительными шагами-
После создания текста его можно расположить на фоновом образе и визуализировать с фоновой битовой картой для получения окончательного вывода. Для получения неискаженного текста его следует визуализировать в ортогональных видовых окнах. Для получения трехмерного текста визуализацию можно проводить в видовых окнах Perspective или Camera.
ПРИМЕЧАНИЕ
Настройка вида Perspective полезна для управления отблесками 3D-текста.
Video Post обеспечивает опции очередности битовых карт при наложении. Video Post может создавать многослойные эффекты, получая доступ к альфа-каналу и накладывая образы друг на друга. Кроме того, Video Post обеспечивает управление положением, выравниванием и масштабированием битовой карты. Если битовая карта оказывается меньше выводного размера, она не выкладывается мозаикой, а скорее плавает на поверхности черного или цветного фонового изображения.
Если требуется сочетать геометрию сцены с более, чем одним образом. Video Post обеспечивает способ сделать это. Если вы просто накладываете геометрию на простой образ. Video Post требует гораздо больший объем памяти, чем метод фонового образа. Кроме того, нет возможности выровнять текст по отношению к фоновому образу.
Часто в нижнюю часть образа вставляют текст логотипа иди подписи. Наиболее просто подобная вставка осуществляется в моделированием текста логотипа в 3D Studio MAX и визуализацией его в 32-разрядный файл. После того, как окончательный вид и разрешение текста или логотипа устроит, совершенный 32-разрядный образ можно использовать для маркирования или подписи многих образов. Video Post прекрасно справляется с данной задачей и не имеет проблем с наложением множества образов.
На качество окончательного образа особое внимание оказывают несколько факторов. Первый учитывает размер и пропорции образа. Они должны быть настоящими пропорциями результирующей печати и никогда не должны использовать ничего кроме Aspect Ratio, равного 1,0. Aspect Ratio предназначен для конвертирования образов между различными устройствами отображения и различными разрешениями. Подобное преобразование жесткой копии только растягивает образ.
Следует внимательно учитывать использование выводной гаммы. Многим выводным устройствам, подобным съемочной камере, гамма для порождения правильного образа не нужна. Такие устройства лучше всего работают при гамме 1.0 (т.е. отключенной) и воспроизводят именно то, что видно на мониторе при предварительном просмотре. Важна координация между выводом и требованиями принтера. Всегда следует выполнить серию тестов с гаммой и без нее и добиться правильной интерпретации цветов. В случае, присутствуют если сомнения в Aspect Ratio, визуализация корректных окружностей является хорошим тестом для определения искажений образа. Выполните данный тест как можно раньше, во избежание дополнительных потерь времени.
В самом начале производственного процесса и, конечно же, перед окончательной визуализацией следует рассмотреть, кто будет ее использовать и что необходимо или предпочтительно в смысле форматов. Если печатающее оборудование находится дома, следует знать ответ на эти вопросы и считать, что вам повезло. Однако большинство пользователей 3D Studio MAX нуждается в услугах сервисных бюро и типографий. Следует вступить в контакт с одним из этих бюро для выбора правильной формы носителя данных и предпочитаемого формата образа (TGA/TIF/BMP/PNG, сжатый-несжатый, гамму и т.д.). Неправильные предположения могут вылиться в потерю времени и денег. Посоветоваться с сервисными бюро следует и перед покупкой устройств памяти, поскольку локальная совместимость устройств в высшей степени желательна.
Хотя 3D Studio MAX была сконструирована в качестве анимационной программы, она может делать превосходные неподвижные образы с высоким разрешением. Ее анимационные способности предоставляют возможность исследования опций изменения освещенности и одновременно снятия сцены несколькими камерами. Создание образов с высоким разрешением обычно связано с максимальным наращиванием ресурсов системы и требует полного понимания предъявляемых ресурсами требований.
Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет) При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 1011 раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов. Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
