Эффект каустики
Среди большого количества работ профессиональных создателей трехмерной графики наибольший интерес всегда вызывают те, в которых изображены стеклянные предметы.
Самые известные производители трехмерных редакторов и дополнений к ним показывают возможности своих продуктов, производительность визуализаторов на примере картинок с большим количеством отражений и преломления лучей света.
Чтобы созданный трехмерный стеклянный объект выглядел реалистичным, над ним нужно очень долго работать. Вручную подбирать настройки визуализатора очень трудно, ведь для просчета каждого варианта потребуется довольно много времени. Поэтому кроме большого желания и художественного вкуса, для создания реалистичного стекла вам понадобятся элементарные знания физики, в частности о коэффициенте преломления.
Коэффициент преломления напрямую зависит от типа материала, для стекла он имеет одно значение, для бриллианта (например, вы решили смоделировать кольцо с бриллиантом) – совсем другое. Таблицу со значениями коэффициента преломления можно найти в любом справочнике по физике, приведем краткую таблицу для основных сред (табл. 7.1).
Таблица 7.1. Коэффициенты преломления для различных сред.
| Среда | Значение |
|---|---|
| Алмаз | 2.42 |
| Вода | 1.33 |
| Глицерин | 1.47 |
| Лсд | 1.31 |
| Масло оливковое | 1.46 |
| Сахар | 1.56 |
| Слюда | 1.56-1.60 |
| Спирт этиловый | 1.36 |
| Стекло | 1.5-2 |
| Топаз | 1.63 |
Знаком ли вам термин каустика? Уверены, что само явление вы наблюдали неоднократно, однако не все знают его название. Этим термином называются блики света на поверхностях, полученные вследствие прохождения света через прозрачную среду. Например, солнечный зайчик от стакана с водой. Каустика бывает двух видов: рефрактивная (полученная путем преломления) и. рефлективная (полученная путем отражения). Также каустикой можно считать идеально преломленный (отраженный) свет.
Стандартный алгоритм просчета изображения в 3ds max 7 не учитывает каустику, что наряду с невозможностью корректного просчета теней, является его главным недостатком. Как мы уже говорили в предыдущей главе, проблема прочета теней решается при помощи метода глобального освещения, который присутствует во всех альтернативных визуализаторах.
Внешние визуализаторы могут предложить и решения для просчета каустики. Нужно отметить, что механизм просчета этого эффекта во всех визуализаторах один и тот же. Для имитации каустики программы используют алгоритм фотонной трассировки, о котором также шла речь в предыдущей главе (см. разд. "Характеристики света" гл. 6). Все присутствующие в трехмерной сцене источники света начинают испускать частицы. Визуализатор прослеживает путь таких частиц, выделяет области поверхности, на которые попадают фотоны, и на основе этого создает эффект каустики.
Качество получаемого эффекта каустики зависит от многих настроек. В частности, нужно учитывать количество фотонов, глубину трассировки, расстояние от поверхности до источника света, на котором анализируются фотоны и т. д. Однако во многих случаях имеет смысл использовать те настройки, которые установлены для просчета эффекта каустики в визуализаторах по умолчанию, так как большая часть значений параметров подходит для любой сцены.
Примечание
Подробнее о создании эффекта каустики средствами визуализатора mental ray читайте в разд. "Урок 17. Создание эффекта глубины резкости средствами визуализатора mental ray" данной главы.