Raytrace 3ds max что это
Материал Raytrace используется при создании фотореалистичных прозрачных и отражающих материалов: стекла, воды, разнообразных полированных металлических и неметаллических поверхностей. Кроме того, он позволяет создавать очень точные отражения на неровных поверхностях и дополнительно обладает рядом интересных возможностей, таких как туман внутри объекта, цветная плотность и др. Материал отличается очень большим число параметров и настраивается непросто. Одним из существенных отличий материалов данного типа от стандартных является иной принцип определения степени влияния параметра на материал, которое задается не числом, а цветом — от черного (минимального) до белого (максимального).
Для небольшого эксперимента с данным материалом создайте два объекта — куб и шар, причем куб должен частично закрывать шар. Кубу присвойте обычный стандартный материал, а для шара создайте материал типа Raytrace (рис. 60) — видно, что пока материал ничем интересным не отличается. Установите темно-синий цвет для канала Diffuse и измените цвет прозрачности (Transparency) на серый (рис. 61) — куб станет одновременно и отражать и преломлять лучи (рис. 62).
Рис. 60. Исходные объекты
Рис. 61. Настройка параметров свитка Raytrace Basic Parameters
Рис. 62. Вид сцены при минимальном отражении и средней прозрачности
Откройте свиток Extended Parameters и в разделе Density (Плотность) поставьте галочку рядом с параметром Color (Цвет плотности). Установите для данного параметра значения Start равным 10 и End равным 25, а в соответствующем окне выберите красный цвет (рис. 63). Визуализированная сцена, на которой внутри куба появится плотное цветное облако (так называемая цветная плотность), представлена на рис. 64. Теперь отключите флажок Color и вместо него активизируйте флажок Fog (Туман) — установите для данного параметра те же значения Start и End и задайте голубой цвет (рис. 65). После рендеринга вы увидите, что внутреннее пространство куба окажется заполненным голубым туманом (рис. 66). Дополнительно наложите на туман текстурную карту (в данном случае выбрана текстура Swirl) и туман будет выглядеть еще интереснее (рис. 67).
Рис. 63. Настройка параметров свитка Extended Parameters для цветной плотности
Рис. 64. Вид сцены с цветной плотностью
Рис. 65. Настройка параметров свитка Extended Parameters для цветного тумана
Рис. 66. Вид сцены с тонированным туманом
Рис. 67. Вид сцены с текстурным туманом
А теперь поэкспериментируем с отражением и преломлением. Вначале дополните сцену плоскостью и назначьте ей подходящий материал. При проведении рендеринга вы увидите, что никакого отражения плоскости на кубе нет (рис. 68), так как по умолчанию устанавливается минимальная степень отражения. Вернитесь в свиток Raytrace Basic Parameters и установите в цветовом окошке Reflect чисто белый цвет (рис. 69) — это приведет к стопроцентному отражению (рис. 70). Захватом отражения можно управлять — для этого включите в секции Falloff End Distance флажок Reflect и установите для него, например, значение 170 (данное значение зависит от размещения объектов и их размера в конкретной сцене). Это приведет к тому, что отражение будет сходить на нет на указанном расстоянии от отражающего предмета — в данном случае отражение плоскости будет присутствовать только на нижней части соответствующей стороны куба (рис. 71). При желании можно дополнительно исключить ненужные предметы из отражения — для этого следует щелкнуть на кнопке Local Exclude (Локальное исключение), выделить из списка всех объектов (левый список) исключаемые и переместить их в список исключенных объектов (правый список).
Рис. 68. Вид сцены при отсутствии отражения
Рис. 69. Настройка параметров свитка Raytrace Basic Parameters
Рис. 70. Вид сцены с полным отражением
Рис. 71. Вид сцены с ограниченным в диаметре отражением
Теперь разберемся с преломлением. В свитке Extended Parameters в разделе Density отключите флажок Fog. В свитке Raytrace Basic Parameters для параметров Reflect и Transparency установите темно-серый цвет (рис. 72) и визуализируйте сцену — в результате куб снова станет темно-синим и наполовину прозрачным, а сквозь него будут отображаться отдельные фрагменты шара с преломлением (рис. 73). Откройте свиток Raytracer Controls (Настройки отражения) и удалите уберите галочку Raytrace Refractions — это приведет к тому, что предметы будут только отражать, но уже не преломлять (рис. 74).
Рис. 72. Настройка параметров свитка Raytrace Basic Parameters
Рис. 73. Вид сцены: материал куба частично прозрачен, отражает и преломляет
Рис. 74. Вид сцены с частичным отражением, но без преломления
Результат будет еще интереснее, если предварительно наложить на сцену фоновое изображение. Откройте меню Rendering=>Environment (Рендеринг=>Окружение), щелкните на кнопке Environment Map, в открывшемся списке дважды щелкните на строке Bitmap и укажите графический файл в качестве фона. В окнах проекций данного фонового изображения не будет видно, но оно будет отображаться при визуализации сцены. В качестве объектов сцены создайте плоскость и стоящий на ней чайник. Теперь нужно подготовить такие материалы, чтобы на плоскости отражались фон, а на основной поверхности чайника — только фрагменты его ручки. Это значит, что для плоскости никаких ограничений на отражение нет, а у чайника отражающая способность должна быть невелика и должен быть выставлен запрет на отображение плоскости. Для материала чайника преломление отключено, а для плоскости — включено. Возможные варианты настройки основных параметров материалов показаны на рис. 75 и 76, а визуализированная сцена — на рис. 77.
Рис. 75. Настройка параметров свитка Raytrace Basic Parameters для чайника
Рис. 76. Настройка параметров свитка Raytrace Basic Parameters для плоскости
Рис. 77. Чайник на плоскости
Материал Matte/Shadow
Материал Matte/Shadow принципиально отличается от других типов материалов, так как не визуализируется. Назначение данного материала — не отображение поверхности в каком-то определенно виде, а, наоборот, ее скрытие. Объект, которому присвоен материал Matte/Shadow, становится своеобразным отверстием на сцене, позволяющим отсекать любую геометрию позади себя и проявлять фон. Это дает возможность моделировать совмещение заднего фона (Background) и объектов в сцене. Причем объекты, которым назначен материал Matte/Shadow, становятся прозрачными до фонового изображения, а остальные предметы могут отбрасывать на них тень — создается иллюзия, что объекты отбрасывают тень прямо на фон.
Для примера попробуем взять произвольное изображение в качестве фона сцены, внедрить в сцену простейший объект и добиться того, чтобы тень от объекта падала на фон. В качестве фона возьмем рис. 78. Вначале создадим на его основе текстурную карту — откройте редактор материалов, активизируйте свободный слот, щелкните на кнопке Get Material и в разделе New выберите Bitmap, в качестве текстурной карты укажите соответствующий файл на диске. Учитывая, что карта будет накладываться на фон, переключите ее с текстурного отображения (Texture) на отображение в виде карты окружения (Environ Mapping), установив для нее тип Screen (рис. 79). Установите созданную текстурную карту в качестве фона. Для этого откройте меню Rendering=> Environment (Рендеринг=>Окружение), щелкните на кнопке карты None, в открывшемся окне Material/Map Browser переключитесь на вариант Mtl Editor и выделите только что созданную карту.
Рис. 78. Фоновое изображение
Рис. 79. Подключение текстурной карты в качестве фонового изображения
Поверхность, на которую объекты будут отбрасываться тень, сформируем на основе обычной плоскости. Создайте плоскость и разместите ее нужным образом — для удобства ориентации лучше сделать фон видимым в окне проекции Perspective. Для этого воспользуйтесь командой Views=>ViewPort Background, щелкните на кнопке Files (Файлы) и укажите файл для фона (рис. 80). В нашем случае форма и положение плоскости не очень актуальны — она просто должна находиться в правой нижней части сцены. Однако чаще всего параметры объекта с материалом Matte/Shadow приходится скрупулезно подгонять так, чтобы вместить его в определенную ограниченную зону фонового изображения, что без включения видимости фона невозможно. Создайте несколько объектов, которые по замыслу должны отбрасывать тень (рис. 81).
Рис. 80. Включение видимости фонового изображения
Рис. 81. Исходный вид сцены
Добавьте источник света типа Omni, разместив его так, чтобы вся сцена оказалась освещенной. Для этого активизируйте вкладку Light (Источники света) панели Create и создайте в окне любого окна проекции источник света точно так же, как создаете обычные объекты. Отрегулируйте его положение. Не снимая выделения с источника света, откройте вкладку Modify и в свитке General Parameters включите флажок Shadows (Тени) для отображения теней (рис. 82).
Рис. 82. Настройка отображения теней
Вызовите редактор материалов, выделите свободный слот, кликните на кнопке Standard и установите материал Matte/Shadow. Проверьте, чтобы в параметрах материала была включена опция Receive Shadows (Получить тени). Выделите плоскость, назначьте ей данный материал и визуализируйте сцену (рис. 83). На данном рисунке видно, что объекты действительно отбрасывают тени на фоновое изображение, но сами тени чересчур яркие. Интенсивностью отображения теней несложно регулировать путем изменения цвета тени в свитке Matte/Shadow Basic Parameters — можно просто изменить выставляемый по умолчанию черный цвет на ту или иную градацию серого либо, что еще лучше, определить цвет теней на конкретном фоновом изображении и ввести для искусственной тени те же самые значения цвета. Для этого щелкните правой кнопкой мыши на интересующем цвете в окне рендеринга (рис. 84), запомните появившиеся в открывшемся окне параметры, а затем укажите их в свитке Matte/Shadow Basic Parameters (рис. 85). Кроме того, учитывая, что тень от правой части объекта Torus Knot падает на совершенно иной фрагмент фона (а значит, цвет тени должен быть другим), переместите объекты более приемлемым образом, и после визуализации вы увидите, что тени стали более естественными (рис. 86).
1. Продемонстрируем работу с материалами типа Multi/Sub—Object (Многокомпонентный материал) и Raytrace (Трассировка лучей) на примере лампочки. Откройте файл lamp1.max. Выделите колбу лампочки и перейдите на вкладку Modify (Изменить) командной панели. Назначьте колбе модификатор Edit Poly (Редактируемая полигональная поверхность). Раскройте строку Edit Poly последнего модификатора, расположенного над модификатором Displace (Смещение). Переключитесь в режим редактирования Polygon (Полигон). Перейдите в окно проекции Front (Вид спереди) и выделите те полигоны, которые составляют цоколь. При этом проследите, чтобы в свитке настроек Selection (Выбор) был снят флажок Ignore Backfacing (Игнорировать задние грани), в противном случае задние грани останутся невыделенными.
2. Перейдите к свитку Polygon: Material IDs (Полигон: Идентификаторы материала) и в поле Set ID (Установить идентификатор) введите число 1, нажмите клавишу (рис. 6.1).
Затем с помощью команды Edit > Select Invert (Редактирование > Инвертировать выделение) инвертируйте выделение. В результате выделятся полигоны, составляющие стеклянную часть лампочки. В поле Set ID (Установить идентификатор) свитка Polygon: Material IDs (Полигон: Идентификаторы материала) введите число 2, нажмите клавишу . Выйдите из режима редактирования полигонов, щелкнув на строке Edit Poly (Редактируемая полигональная поверхность).
Откройте редактор материалов, щелкнув по клавише , и выберите свободную ячейку. Щелкните на кнопке Standard (Стандартный) и в окне Material/Map Browser (Браузер материалов и текстурных карт) выберите материал Multi/Sub—Object (Многокомпонентный материал). Примените материал к колбе лампочки, перетащив его из ячейки на объект в окне проекции.
3. В свитке Multi/Sub—Object Basic Parameters (Основные параметры многокомпонентного материала) настроек материала нажмите Set Number (Установить количество) и в появившемся окне Set Number of Materials (Установить количество материалов) введите число 2. В настройках материала остаются только два типа материала с идентификаторами 1 и 2 (рис. 6.2).
Каждый из этих материалов будет назначаться тем участкам колбы, которым присвоен соответствующий идентификатор. По умолчанию оба материала имеют тип Standard (Стандартный).
5. к настройкам материала Multi/Sub—Object (Многокомпонентный материал), нажав кнопку Go to Parent (Перейти к родительскому элементу) . Щелкните на кнопке с названием второго материала и выберите для него тип материала Raytrace (Трассировка лучей). Из списка типов затенения Shading (Затенение) выберите Phong (Алгоритм затенения по Фонгу).
6. В свитке настроек Raytrace Basic Parameters (Основные параметры алгоритма трассировки лучей) задайте параметру Diffuse (Рассеянный отраженный цвет) значения (236, 240, 244), а значение параметра Index of Refr. (Коэффициент преломления) установите равным 1,32. В области настроек Specular Highlights (Параметры зеркальных бликов) установите значение параметра Specular Level (Интенсивность зеркального блика) равным 190, Glossiness (Размер пятна зеркального блика) – 74, Soften (Размытость) – 0,1 и выберите цвет Specular Color (Цвет зеркального блика) co значениями (255, 255, 255).
7. Чтобы сделать стекло прозрачным, выберите светлый цвет для Transparency (Прозрачность). Для этого нажмите кнопку цвета рядом с названием этого материала и в окне Color Selector: Transparency (Назначение параметров цвета: Прозрачность) установите значения (200, 200, 200). Материал для стеклянной части лампочки готов. Присвойте материал колбе лампочки.
8. Стойку, в которой закреплены проволочки, сделаем стеклянной. В редакторе материала выберите следующую свободную ячейку, щелкните на Standard (Стандартный) и выберите материал Raytrace (Трассировка лучей). Параметры материала задайте аналогично тем, что были указаны для стеклянной части лампочки. После визуализации у вас должна получиться лампочка, показанная на рис. 6.3.
Материал Raytrace (Трассировка лучей) использует алгоритм просчета трехмерной сцены, дающий наиболее натуральный и естественный вид отображаемых материалов. Он применим при создании фотореалистичного вида прозрачных и отражающих материалов – стекла, воды, различных полированных металлических и неметаллических поверхностей, а также эффектов преломления лучей в прозрачных объектах. Получить материал с эффектами отражения и преломления можно, используя материал Standard (Стандартный) с текстурными картами Reflect/Refract (Отражение/Преломление). Однако применение материала Raytrace (Трассировка лучей) позволяет получать более качественное изображение, поскольку он формирует физически более точные отражения и преломления. Вследствие этого материал типа Raytrace (Трассировка лучей) требует более продолжительных расчетов. Чтобы его применить, щелкните на кнопке Standard (Стандартный). Затем в открывшемся окне Material/Map Browser (Браузер материалов и текстурных карт) в области Browse From (Выбрать из) выберите опцию New (Новый). В открывшемся справа списке двойным щелчком выберите материал Raytrace (Трассировка лучей).
Свиток Raytrace Basic Parameters (Основные параметры алгоритма трассировки лучей) этого материала содержит следующие параметры (рис. 5.1):
- Diffuse (Рассеянный отраженный цвет) – цвет световых лучей, рассеиваемых материалом, аналогично материалу Standard (Стандартный). Эффекты отражения и прозрачности здесь не учитываются, они определяются другими параметрами и накладываются поверх рассеянного освещения. Если параметру Reflect (Отражение) задать чисто белый цвет, то цвет рассеивания вообще не будет виден;
- Ambient (Фоновое освещение) – отличается от аналогичного параметра материала Standard (Стандартный). Он определяет количество фонового освещения, поглощаемого материалом. Оказывает влияние на основной цвет материала, определяемый параметром Diffuse (Рассеянный отраженный цвет). Если параметр Ambient (Фоновое освещение) задать чисто белым, то это будет равносильно блокированию цветов Ambient (Фоновое освещение) и Diffuse (Рассеянный отраженный цвет) для материала Standard (Стандартный) (кнопка слева от их наименований в редакторе материала);
- Reflect (Отражение) – цвет зеркального отражения (файл Raytrace.max). Белый цвет отражения обеспечивает полную зеркальность объекта. Если цвет зеркального отражения сделать черным, то отражения объектов на поверхности материала формироваться не будут. В сцене на рис. 5.2 для основания коробки установлено значение параметра Reflect (Отражение) = (213,213,213);
- Luminosity (Светимость) – черный цвет означает отсутствие светимости, а белый – полную светимость. Аналогичен параметру Self-Illumination (Самосвечение) материала Standard (Стандартный). Исключением является то, что он никак не связан с параметром Diffuse (Рассеянный отраженный цвет). Например, вы можете задать голубой цвет для параметра Diffuse (Рассеянный отраженный цвет) и красный цвет для параметра Luminosity (Светимость);
- Transparency (Прозрачность) – этот параметр аналогичен цвету фильтра материала Standard (Стандартный) в сочетании с его параметром Opacity (Непрозрачность). На рис. 5.2 прозрачность полусферы Transparency (Прозрачность) равно (255,255,255). Это означает, что объект полностью прозрачный;
- Index of Refr. — коэффициент преломления света. На рис. 5.2 для полусферы был установлен коэффициент преломления = 1,1. Величина данного параметра зависит от того, какой материал вы хотите получить. Например, для вакуума он равен 1, для воздуха – 1,0003, для воды – 1,333, для стекла – от 1,5 до 1,7, для алмаза – 2,419, для сапфира – 1,77;
- Specular Highlights (Параметры зеркальных бликов) – группа параметров, управляющих характеристиками световых бликов на поверхности материалов;
- Environment (Внешняя среда) – установка флажка дает возможность задать карту текстуры окружающей среды, которая учитывается при формировании цвета зеркального отражения и цвета прозрачности;
- Bump (Рельеф) – установка флажка и использование соответствующей текстуры позволяет регулировать высоту неровностей поверхности объекта.
Рис. 5.2
2. Откройте файл 9_Spheres7.max и активизируйте новую ячейку редактора материалов. Введите имя будущего материала – «Вода чистая». Для изменения типа материала вызовите диалоговое окно Material/Map Browser (Браузер материалов и текстурных карт), нажав кнопку Standard (Стандартный), и из списка типов материалов выберите Raytrace (Трассировка лучей). В свитке Raytrace Basic Parameters (Основные параметры алгоритма трассировки лучей) выберите метод затенения Phong (Алгоритм затенения по Фонгу), снимите в этом свитке флажки Ambient (Фоновое освещение), Reflect (Отражение) и Transparency (Прозрачность) и установите их счетчики соответственно в 65, 45 и 65. Значения параметров Index of Refr. (Коэффициент преломления света) сделайте равным 1,7, Specular Level (Интенсивность зеркального блика) – 180 и Glossiness (Размер пятна зеркального блика) – 40. Установите флажок 2-Sided (Двухсторонний материал) и назначьте новый материал объекту Sphere-08 (файл 9_Spheres8.max).
3. Скопируйте этот материал в соседнюю справа ячейку, переименуйте его – «Вода тяжелая» и измените параметр Index of Refr. (Коэффициент преломления) на 0,97. Присвойте новый материал объекту Sphere-09. Теперь можно запустить визуализацию созданной сцены. При удачном взаимном расположении всех сфер можно видеть, что на поверхностях последних двух сфер отражаются другие сферы. Смотрите готовый файл 9_Spheres9.max (рис. 5.3).
By:
The Raytrace material is an advanced surface-shading material. It supports the same kinds of diffuse surface shading that a standard material does. It can also create fully raytraced reflections and refractions. It also supports fog, color density, translucency, fluorescence, and other special effects.
-
Material/Map Browser > Materials > Scanline > Raytrace
Balls using raytrace material to reflect each other
The reflections and refractions Raytrace material generates are more accurate than those produced by the Reflect/Refract map. Rendering raytraced objects can be slower than using Reflect/Refract. On the other hand, Raytrace is optimized for rendering 3ds Max scenes. You can further optimize it for your scene by excluding specific objects from raytracing.
Note: If you want accurate, raytraced reflections or refractions in a standard material you can use the Raytrace map, which uses the same raytracer. The Raytrace map and material share global parameter settings.
Attention: Raytrace map and Raytrace material use a surface's normal to decide whether a ray is entering or exiting a surface. If you flip the normals of an object, you can get unexpected results. Making the material 2-Sided doesn't correct the problem as it often does with reflections and refractions in Standard materials.
In some cases, the colors in the Basic Parameters rollout of Raytrace material behave differently from colors in standard materials. Standard material has a diffuse shading model that does an excellent job of rendering solid, nonreflective objects such as plastic, ceramic, and so on. In effect, this model applies color to the object. The color components in Raytrace material, on the other hand, attempt to model their physical counterparts in nature.
In Raytrace material, the surface reflects its Diffuse color component without specular reflection, while the Reflect color component controls the amount of specular reflection. These two material components are layered together. The results you see depend on the layering effect. For example, if the material is not transparent and completely reflective, no diffuse color is visible. If the material is not transparent and completely nonreflective, only the diffuse color is visible.
Raytrace material has a large user interface with a lot of controls. In general, if you are using Raytrace to create reflections and refractions, the controls in the Basic Parameters rollout are the only ones you need to adjust. The Extended Parameters rollout for Raytrace has controls for special effects. The Raytracer Controls rollout affects the raytracer itself. Use the Raytracer Controls to turn the raytracer on or off, and to toggle other options. Use the Raytracer Global Parameters Rollout (Rendering Raytrace Globals) to set options globally (for all Raytrace materials and maps in the scene), including recursion depth.
By:
The Raytrace material is an advanced surface-shading material. It supports the same kinds of diffuse surface shading that a standard material does. It can also create fully raytraced reflections and refractions. It also supports fog, color density, translucency, fluorescence, and other special effects.
- Material/Map Browser > Materials > Standard > Raytrace
Balls using raytrace material to reflect each other
The reflections and refractions Raytrace material generates are more accurate than those produced by the Reflect/Refract map. Rendering raytraced objects can be slower than using Reflect/Refract. On the other hand, Raytrace is optimized for rendering 3ds Max scenes. You can further optimize it for your scene by excluding specific objects from raytracing.
Note: If you want accurate, raytraced reflections or refractions in a standard material you can use the Raytrace map, which uses the same raytracer. The Raytrace map and material share global parameter settings.
Attention: Raytrace map and Raytrace material use a surface's normal to decide whether a ray is entering or exiting a surface. If you flip the normals of an object, you can get unexpected results. Making the material 2-Sided doesn't correct the problem as it often does with reflections and refractions in Standard materials.
In some cases, the colors in the Basic Parameters rollout of Raytrace material behave differently from colors in standard materials. Standard material has a diffuse shading model that does an excellent job of rendering solid, nonreflective objects such as plastic, ceramic, and so on. In effect, this model applies color to the object. The color components in Raytrace material, on the other hand, attempt to model their physical counterparts in nature.
In Raytrace material, the surface reflects its Diffuse color component without specular reflection, while the Reflect color component controls the amount of specular reflection. These two material components are layered together. The results you see depend on the layering effect. For example, if the material is not transparent and completely reflective, no diffuse color is visible. If the material is not transparent and completely nonreflective, only the diffuse color is visible.
Raytrace material has a large user interface with a lot of controls. In general, if you are using Raytrace to create reflections and refractions, the controls in the Basic Parameters rollout are the only ones you need to adjust. The Extended Parameters rollout for Raytrace has controls for special effects. The Raytracer Controls rollout affects the raytracer itself. Use the Raytracer Controls to turn the raytracer on or off, and to toggle other options. Use theRaytracer Global Parameters Rollout (Rendering Raytrace Globals) to set options globally (for all Raytrace materials and maps in the scene), including recursion depth.
Читайте также: