Processo de Acabamento Virtual Professor: João Humberto
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Processo de Acabamento Virtual Professor: João Humberto
Yaf(a)Ray Processo de Acabamento Virtual Professor: João Humberto Camelini Email/MSN: [email protected] Apresentação baseada no Yaf(a)Ray User´s Guide O que é o Yaf(a)Ray? Yet Another Free Raytracer - ninguém sabe ao certo o que significa o (a) É Open Source e está totalmente remodelado em relação às versões anteriores Complementa o Blender, equipando-o para a obtenção de imagens de maior qualidade Mais sobre o Yaf(a)Ray: http://wiki.yafray.org/bin/view.pl/UserDoc/YafaRay Conceito de Open Source Software cujo código fonte encontra-se aberto e acessível para que os usuários possam alterá-lo livremente, contribuindo desta forma para o desenvolvimento de novas funcionalidades. Quadro de Funcionalidades do Yaf(a)Ray Conceito de Lighting Method É o método de iluminação da cena, que determina como o programa deverá processar as diferentes luzes que o usuário definiu. É possível, por exemplo, que o método considere apenas a luz direta no cálculo da iluminação, ignorando os “rebatimentos” nos objetos. Neste caso, é claro que o resultado será de qualidade inferior. Combinação de Recursos do Yaf(a)Ray Integração com o Blender Depois de instalado, o programa gera um item no menu Render do Blender, que permite que ele seja executado, conforme ilustrado a seguir: É necessário instalar o Phyton 2.5 para rodar o Yaf(a)Ray. Você pode baixar este programa neste link: http://www.python.org/download/ Phyton É uma linguagem de programação Open Source, que é orientada a objetos. Pode ser executada em Windows, Linux e Mac OS e sua instalação é necessária para que o código do Yaf(a)Ray seja “entendido” pelo seu computador. Como é a “cara” do Yaf(a)Ray? O programa se divide em três áreas principais: Object/Light/Camera, Material e Settings. Também existem um botão de Help, um botão para Renderizar (Render) e outro para atualizar a apresentação da renderização na tela (Refresh): O que significam estas opções? Settings: Com este botão, você poderá escolher o sistema de iluminação a ser empregado e configurar parâmetros gerais de renderização, como anti-aliasing e fundo da tela. Material: Com esta opção, é possível selecionar um material entre os disponíveis no Blender e aplicar as propriedades dos materiais que o Yaf(a)Ray disponibiliza. Object/Light/Camera: Esta opção reconhece qual o tipo do objeto do Blender que está selecionado no momento (objeto, luz ou câmera) e aplica sobre ele as opções que o Yaf(a)Ray oferece. As opções de luzes e câmeras, por exemplo, substituem quase todas as que o Blender puro oferece. O que significam estas opções? Help: Mostra um texto de ajuda bem simples. Refresh View: Em algumas situações, a apresentação dos objetos na tela deveria mudar quando uma opção do Yaf(a)Ray for selecionada, mas isto não acontece. Neste caso, você deverá pressionar Refresh para “forçar” esta atualização. Clicando com o mouse numa área em branco também produzirá o mesmo efeito. Render: Inicia a renderização da cena numa tela de render separada, assim você pode ir acompanhando o andamento do processo visualmente. Depois de concluída a renderização, nesta própria tela é possível salvar a imagem final. Diversidade de Materiais do Blender usados dentro do Yaf(a)Ray Configurações de Objetos Com esta opção, os objetos podem funcionar como fontes de luz do tipo AreaLight. Este tipo de luz produz sombras suaves e seu reflexo pode ser visto nas superfícies com propriedades reflexivas que estejam a seu alcance. Devido à sua relativa complexidade, este tipo de luz demora bem mais para ser renderizada, principalmente em comparação com as luzes Spot e Point. O primeiro passo para utilizar este tipo de luz é selecionar o objeto (mesh) que se pretende transformar em fonte de luz. Depois deve-se clicar em Object/Ligth/Camera e finalmente ativar o botão Enable MeshLight, como está ilustrado na tela do próximo slide. Configurações de Objetos Para mudar a cor da luz, basta clicar no retângulo que fica próximo de MeshLight Color e escolha a cor desejada. Power: permite ajustar a intensidade da luz. Double Sided: Marque esta opção se quiser considerar os dois lados das faces do objeto como AreaLight. Em Samples, você pode informar qual a quantidade de amostras para calcular a luz. Quanto mais amostras, mais demorado, entretanto melhor o resultado. AreaLight Refletida no Monitor LCD Configurações de Luzes É possível configurar a maioria das luzes no Yaf(a)Ray. A parte do Blender é somente posicionar e escolher o tipo desejado. Os parâmetros AreaLight size e Spot Beam são controlados no Blender. Você pode controlar a intensidade da luz usando os botões Power e Color do Yaf(a)Ray. Os parâmetros Distance e Energy do Blender não afetam as luzes quando estas estão sendo renderizadas utilizando o Yaf(a)Ray. Assim que a luz for criada no Blender, basta selecioná-la e clicar Object/Light/Camera para que as opções de configurações sejam apresentadas. Luzes tipo Point e Sphere Quando uma luz Lamp é criada no Blender, você pode escolher entre dois tipos: point e sphere. A luz Point é uma luz omni direcional, com sombras bem marcadas e a luz Sphere é uma luz de formato esférico, que pode produzir sombras suaves. Segue ilustração dos parâmetros que podem ser ajustados: Light color: Cor Power: Intensidade Radius: define o raio da esfera (para luz Sphere) Make light visible: esta opção faz com que a luz apareça na renderização Samples: Número de amostragens para obtenção de sombras suaves. Sphere Light Luzes tipo Directional e Sun Ao trabalhar uma luz Sun do Blender dentro do Yaf(a)Ray, você deve escolher entre dois tipos: Directional e Sun. Directional: É uma luz solar tradicional, cujos raios são paralelos, produzindo sombras bem marcadas. A luz Sun é um conceito mais avançado, que permite gerar sombras com bordas desfocadas conforme a sombra se afasta do objeto que a gerou, como é no mundo real. O botão Angle determina a área visível do Sol, assim um ângulo maior gera o efeito de um Sol maior e sombras mais suaves, o que pode ser um efeito desejável em algumas situações, como por exemplo a luz solar “filtrada” por um tempo nublado. Seguem mais parâmetros que podem ser ajustados no próximo slide: Directional Light Luzes tipo Directional e Sun Light Color: cor da luz Power: Intensidade Infinite: Se estiver acionada, esta opção faz a luz Directional cobrir uma área infinita. Se estiver desabilitada, a luz cobre um cilindro semi-infinito. Radius: Determina o raio do cilindro semi-infinito mencionado no item anterior. Angle: Tamanho visível da luz tipo Sun. Afeta sombras. Samples: Número de amostras, como já explicado anteriormente. Sun Light Luzes tipo Area e Spot A luz Area (AreaLight) já foi comentada nesta apresentação. Resta lembrar que particularmente para este tipo de luz é importante ligar a propriedade Make Light Visible, pois uma das características mais importantes desta luz é o fato dela ficar visível em faces que possuem propriedades reflexivas. A luz Spot é um tipo basicamente pontual, com propriedades direcionais, ou seja, pode ser apontada para algo. As propriedades referentes ao feixe de luz (beam) podem ser configuradas no Blender, como já foi mencionado. Para isto, utilize os painéis SpotSI e SpotBI. Spot Light Câmeras Inicialmente, a câmera deve ser criada na sua cena e o ângulo de sua lente deve ser ajustado no Blender. Selecionando-a e usando a opção Object/Light/Camera, automaticamente o Yaf(a)Ray deverá mostrar a seguinte tela com propriedades: Escolha o tipo da câmera: Architect: É uma câmera que mostra a cena em perspectiva, MAS deixando as linhas verticais nãoconvergentes. Câmeras Angular: Usa lente angular e permite gerar imagens de ambientes pequenos, fazendo-os parecerem maiores. Ortogonal: Gera uma vista perpendicular (ou seja, sem efeito túnel, sem perspectiva) Perspective: É um tipo de câmera padrão, que simula as lentes fotográficas, gerando efeitos de perspectiva. Nela, é possível configurar o efeito Depth of Field (DOF), que já foi discutido na aula anterior. Eis as suas configurações, que serão comentadas no slide seguinte: Câmeras Bokeh Type: Quando se usa DOF, esta opção permite configurar o formato dos pontos na região desfocada. Bokeh Rotation: Rotação dos pontos desfocados. Aperture: Tamanho da abertura, que determina quão desfocados ficarão os objetos fora de foco. Bokeh Bias: Determina onde estará a ênfase do desfoque. Existem três opções: Uniform, Center ou Edge (desfoque uniforme, maior no centro ou maior nas bordas) DOF Distance: Determina a distância na qual os objetos estarão em foco. Os demais estarão desfocados. Obj: Informe aqui o nome do objeto do Blender que deverá ficar em foco, em detrimento aos demais. Calculate Distance: Calcula a distância entre o objeto informado no campo Obj e a câmera e coloca este valor no campo DOF Distance. Vistas em perspectiva e peça ortogonal Distorções em ambientes pequenos causados por lentes angulares Depth of Field (DOF) Depth of Field (DOF) Materiais Ao contrário do que acontece nas luzes, em que pouca coisa se aproveita do Blender, os materiais são totalmente obtidos na lista deste programa e apenas são aplicadas sobre eles as propriedades do Yaf(a)Ray. Existem 4 tipos de materiais no Yaf(a)Ray, com várias possibilidades para cada um deles: Materiais Glass: vidro, água e vidro falso. Glossy: todos os tipos de plásticos, metais polidos e ásperos, pintura de veículos, madeira lixada e envernizada, superfícies pintadas, enceradas, vidraças, superfícies orgânicas e materiais com reflexões anisotrópicas. Coated Glossy: pinturas de veículos e superfícies enceradas. Shnydiffusemat: pedra, metal enferrujado, concreto, tecido, papel, madeira rústica, cortinas, espelhos perfeitos, materiais com uma transparência básica, sistemas de partículas etc. Glass (com Refração e Reflexão) Considerações sobre o Material Glass O material Glass pode ser particularmente útil quando for necessário obter um material que represente um meio transparente com um índice de refração (IOR). Este tipo de material também é interessante para obter efeitos cáusticos ou de espelho, a depender do ângulo de incidência da luz. Pode-se utilizar Glass para obter uma sombra com transparência falsa, quando os raios cáusticos não são fortes ou uniformes o suficiente para “acender” a cena que esteja atrás de um objeto transparente. Refrações Positiva e Negativa Considerações sobre o Material Glass A absorção é o processo pelo qual uma luz é parcialmente absorvida por um meio, sendo outra parte dela refletida ou refratada. Quanto mais a luz tem que “viajar” dentro do meio, mais ela é absorvida por ele. Os ajustes de filtros não apenas determinam a cor da luz refratada, como também afeta a cor do meio transparente, da mesma forma que o parâmetro Absorp Color (cor absorvida). Absorp Distance controla quanto a luz vai entrar no material para sofrer absorção, diminuindo a intensidade de saída. Considerações sobre o Material Glass Seguem mais opções deste tipo de material: Absorp Color: Cor da luz que não foi absorvida (que sai). Escolher a cor branca equivale a desabilitar. Filter Color: Cor da luz refratada. Mirror Color: Cor da luz refletida. IOR: Índice de refração (já comentado na aula anterior) Transmit Filter: Força da luz refratada. Só vale quando é escolhida uma cor em Filter Color. Dispersion Power: Força do efeito dispersivo. Fake Shadows: Se estiver ligada, esta opção ignora o efeito da refração, gerando sombras transparentes se a opção Transparent Shadows do comando Render também estiver acionada. Absorção de Luz – Absorp Translucidez Considerações sobre o Material Glossy Uma reflexão Glossy equivale a um efeito borrado, que se deve a micro-rugosidades existentes na superfície, como ilustrado a seguir: Este material permite a obtenção do efeito anisotrópico, já estudado em aula anterior. Aqui, quando a opção de anisotropia é acionada, surgem diversas outras opções que podem ser reguladas para se obter o resultado desejado. No próximo slide estão explicados alguns dos parâmetros ajustáveis para este material: Considerações sobre o Material Glossy Diff. Color: cor da reflexão difusiva Glossy Color: cor da reflexão glossy Diffuse Reflection: quantidade da reflexão difusa. Glossy Reflection: quantidade da reflexão glossy. Exponent: Quanto a reflexão glossy estará borrada. Anisotropic: Habilita a reflexão anisotrópica. Exponent Horizontal e Vertical configuram quanto será borrado na horizontal (U) e vertical (V). Efeito Anisotrópico Considerações sobre o Material ShinyDiffuse Quando a opção Mirror Strength é maior que 0, uma nova opção aparece, possibilitando habilitar a reflexão do tipo Fresnel, que significa basicamente: quanto maior o índice, maior a reflexão obtida. Diffuse Color: cor da reflexão difusa. Mirror Color: cor da reflexão do espelho. Diffuse Reflection: intensidade de reflexão difusa. Transparency: Transparência básica (sem refração) Translucidez: Transparência parcial. Reflexão Reflexão com Difusão Considerações sobre o Material ShinyDiffuse Transmit Filter: quantidade da luz que gera coloração na sombra (tanto transparente quanto translúcida) Emit: quantidade de luz difusa que o material emite. IOR: Índice de refração. Configurações do Render É possível configurar até 5 perfis de render no Yaf(a)Ray. Os 5 perfis podem ser renomeados e cada um pode ter um padrão de qualidade diferente. Configurações do Render Æ Métodos de Iluminação Existem 4 métodos de iluminação no Yaf(a)Ray. Bidirecional, Pathtracing e Photon Mapping executam a chamada Global Illumination (luz direta + indireta, conforme estudado na aula anterior), enquanto Direct Lighting leva em conta apenas a luz emitida diretamente. Seguem breves comentários sobre os métodos de iluminação disponíveis: Configurações do Render Æ Métodos de Iluminação Path Tracing: método obsoleto, que traça o raio de luz saindo da câmera até alcançar a fonte de luz. Só quando esta é encontrada o programa calcula a sua contribuição, levando em conta as características de cada superfície visível. O método é adequado para situações em que há boa iluminação (outdoor ou com amplas janelas no ambiente). Não se mostra adequado para a obtenção de efeitos cáusticos, pois exige um número muito elevado de amostras, o que aumenta o processamento: Configurações do Render Æ Métodos de Iluminação Photon Mapping: é um algorítmo de Global Illumination que calcula o fluxo da energia luminosa pela cena. Pacotes de luz (fótons) são emitidos pelas fontes de luz e, ao encontrarem superfícies, calculam as coordenadas do ponto, a energia resultante e a direção da fonte. Posteriormente, ocorre a triangulação dos pontos e o cálculo por interpolação da energia ao longo das faces. Quando o cálculo da energia num ponto qualquer é realizado, o programa procura um fóton nas proximidades, dentro de um raio definido pelo parâmetro Diff. Radius. Final Gather Configurações do Render Æ Métodos de Iluminação Depth: número máximo de reflexões (bounces) e refrações. Quanto maior este valor, mais realística será a cena e mais demorado será o processamento. Photons: Número de fótons a serem emitidos pela fonte de luz para posterior interpolação. Quanto maior o número, menores serão os triângulos e maior a precisão. Este método de iluminação é o mais adequado para a obtenção de efeitos cáusticos. Configurações do Render Æ Métodos de Iluminação Direct Lighting: Quando este tipo de iluminação é utilizado, apenas as luzes que vêm diretamente das fontes são consideradas. Para este tipo de luz, existe uma opção para ativação de efeitos cáusticos: Photons: número de fótons a serem emitidos para o cálculo do efeito cáustico. Caustic Depth: número máximo de refrações cáusticas Caustic Mix: número de fótons a serem “misturados” para obtenção do efeito “borrado”. Caustic Radius: quantidade de borrado Efeito Cáustico Configurações do Render Æ Métodos de Iluminação Ambient Occlusion (AO): é um método de shading que leva em consideração a atenuação da luz devido à oclusão (fechamento, afunilamento). Ambient Occlusion (observar a cama) Configurações do Render Æ General Settings Raydepth: número máximo de rebatimentos de raios para o cálculo do Raytracing recursivo. Shadow Depth: número máximo de rebatimentos para o cálculo das sombras. Gamma: ajusta a resposta dos mecanismo de render à luz para adequação ao display. Para o Windows, o valor padrão de gamma é 2.2, enquanto para Macintosh e Linux o valor mais adequado é 1.8. Transparent Shadows: Permite a obtenção de sombras falsas no material Glass (isto já foi comentado). Configurações do Render Æ General Settings Clamp RGB: Reduz o brilho das cores para obtenção de um melhor efeito anti-aliasing. Clamp desabilitado Clamp habilitado Threads: divide o cálculo de renderização em dois ou mais processos simultâneos (para propósitos de multiprocessamento) Clay Render: ignora todos os materiais e gera uma renderização “em argila”. Configurações do Render Æ General Settings Output to XML: A cena é gravada num arquivo XML do Yaf(a)Ray. Todos os parâmetros ajustados são armazenados neste arquivo (boa forma de guardar uma configuração sem gerar um arquivo grande). Draw Render Params: Os parâmetros de render são escritos sobre a imagem, assim quando você postá-la num fórum os outros poderão saber quais ajustes foram feitos para se obter aquele resultado final. Custom String: Insere um texto de sua escolha no que será escrito no item acima. Draw Render Params Configurações do Render Æ Anti-Aliasing Settings Existem três tipos de filtros anti-aliasing: Box, Gauss e Mitchell. O filtro Box não apresenta o risco de amplificar o ruído da amostragem, mas sua qualidade é questionável. O filtro Gauss pode deixar como resíduo pequenos problemas nas bordas dos objetos, mas sua qualidade é um pouco superior. Mitchel é sem dúvida o filtro que processa o máximo de detalhes. Anti-Aliasing Configurações do Render Æ Anti-Aliasing Settings Estas são as configurações de AntiAliasing disponíveis: Pixelwidth: quanto maior o valor deste parâmetro, mais suave ficará a imagem. AA Samples: define o número de amostras a serem aplicadas na primeira passagem do filtro. AA Inc. Samples: define o número de amostras a serem aplicadas nas passagens subseqüentes do filtro. Configurações do Render Æ Background Settings Existem 4 tipos de fundos, que são os seguintes: Sunsky, Texture, Gradient e Single Color Fundo Sunsky: Reproduz um céu realístico, com suas variações de cores. Fundo Texture: Permite que uma textura seja utilizada como fundo. Você também pode também utilizar isto como uma fonte de luz (basta usar o botão IBL On/Off). O objetivo principal desta opção é permitir o uso de imagens HDRI para iluminar a cena. O botão Rotation permite rotacionar a textura, e IBL Samples possibilita regular a intensidade de emissão de luz da imagem. Background Sky Background Texture Configurações do Render Æ Background Settings Para utilizar texturas é necessário carregá-las usando os botões Blender Texture. Fundo Gradient: Usa um gradiente de duas partes, uma representando o céu e outra a terra, divididos na linha do horizonte da câmera. O botão Power pode ser utilizado para multiplicar a intensidade da cor de fundo. Fundo Single Color: Uma única cor. Background Gradient Dúvidas?
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