Визуализация объёма¶
Активация визуализации объёма
Volume rendering is a method for rendering light as it passes through participating media, within a 3D region. The implementation in Blender a physically-based model, which represents the various interactions of light in a volume relatively realistically.
Визуализация объёма
Rendering a volume is different from Solid Render. For volume light enters a 3D region of space (defined as the volume) that may be filled with small particles, such as smoke, mist or clouds. The light bounces around off the various molecules, being scattered or absorbed, until some light passes through the volume and reaches the camera. In order for that volume to be visible, the renderer must figure out how much material the light has passed through and how it has acted and reacted within that volume, the volume object needs to contain a 3D region of space, for example a manifold closed mesh, such as a cube, not just a flat surface like a plane. To get an image, the renderer has to step through that region, and see how much „stuff“ is there (density) in order to see how light is absorbed or scattered or whatever. This can be a time-consuming process since it has to check a lot of points in space and evaluate the density at each.
Опции¶
Плотность¶
Постоянная плотность и плотность из текстуры
Когда свет проходит через объём, с ним происходит множество разных вещей, которые влияют на его итоговый цвет, когда он достигнет камеры. Эти вещи представляют собой физические взаимодействия, происходящие в реальном мире, и большинство из них зависят от плотности объёма, которая может быть как постоянной по всему объёму, так и определяться текстурой. Путём регулирования плотности объёма можно достить типичных «объёмных» эффектов, вроде облаков или густого дыма.
- Плотность
- Базовая потность материала. Другие плотности, доставаемые из текстур, добавляются поверх этой.
- Масштаб плотности
- Глобальный множитель, увеличивающий или уменьшающий кажущуюся плотность. Может быть полезен для получения одинаковых результатов при разных масштабах сцены.
Затенение¶
Лампа-прожектор, рассеиваемая в постоянном объёме
Когда свет от внешнего источника входит в объём, он не просто проходит сквозь него. Свет рассеивается на мельчайших частицах внутри объёма, и только его часть достигает камеры. Это свойство позволяет увидеть световые лучи, когда свет путешествует по объёму и рассеивается в нём, прежде, чем достигнуть глаз.
Параметры затенения
- Рассеивание
- Количество света, рассеиваемого в объёме. Чем больше света рассеивается в объёме, тем меньшая его часть проникнет в остальные области объёма. Увеличение этого параметра даёт эффект увеличения плотности объёма, поскольку свет рассеивается быстрее на его «поверхности», оставляя внутренние участки темнее, так как свет их не достигает.
Обратите внимание на пример ниже, чем меньше света рассеивается в объёме, тем проще ему проникать сквозь него и тем менее выражены тени.
Рассеивание: 0.5 |
Рассеивание: 1.0 |
Рассеивание: 2.0 |
Рассеивание: 5.0 |
Асимметрия¶
Изотропное и анизотропное рассеивание
The default method for scattering light in a volume is for the light to be deflected evenly in all directions, also known as Isotropic scattering. In the real world different types of media can scatter light in different angular directions, known as Anisotropic scattering. Backscattering means that light is scattered more towards the incoming light direction, and forward scattering means it is scattered along the same direction as the light is traveling.
- Асимметрия
- Asymmetry controls the range between backscattering (-1.0) and forward scattering (1.0). The default value of 0.0 gives Isotropic scattering (even in all directions).
Пропускаемый свет¶
Пропускаемый свет – это общее определение для света, проходящего сквозь объём.
Пропускаемый свет может быть результатом нескольких различных взаимодействий, например:
- The left over result of incoming light after it has reflected/scattered out of the volume.
- The left over result of light after being absorbed by the volume (and converted to heat).
Здесь цвет пропускаемого света используется для установки конечного цвета, который свет примет после прохождения сквозь объём.
- Цвет пропускаемого света
- Результирующий цвет света, когда он пройдёт сквозь объём.
Обратите внимание на пример ниже: чем больше света рассеивается в объёме, тем меньше проходит через него.
Цвет пропускаемого света: жёлтый, рассеивание: 0.5 |
Цвет пропускаемого света: жёлтый, рассеивание: 1.0 |
Цвет пропускаемого света: жёлтый, рассеивание: 2.0 |
Цвет пропускаемого света: жёлтый, рассеивание: 5.0 |
Излучение¶
Некоторые объёмы могут испускать свет, который в них не входил, посредством химических или термальных процессов, например, горения. Этот свет генерируется в самом объёме и не зависит от света, пришедшего из внешних источников.
На текущий момент излучаемый свет не влияет на другие объёмы или поверхности (как это делает параметр «Излучение» для материала поверхности).
- Цвет свечения
- Цвет света, излучаемого объёмом.
- Излучение
- Множитель интенсивности излучаемого цвета, позволяющий увеличивать или уменьшать её.
Излучение: 0.25, рассеивание: 0.5 |
Излучение: 0.25, рассеивание: 1.0 |
Излучение: 0.25, рассеивание: 2.0 |
Излучение: 0.25, рассеивание: 5.0 |
Отражение¶
Параметры отражения могут использоваться для подкрашивания или масштабирования рассеиваемого в объёме света. Они влияют только на свет от ламп, рассеявшийся в объёме, и не влияют на цвет прошедшего через объём или излучённого им самим света.
Эти параметры не вполне физически корректны, поскольку не сохраняют энергию. Это значит, что рассеявшияся свет не повлияет на оставшийся, который пройдёт дальше сквозь объём.
Например, говоря физическим языком, если в объёме по направлению к камере рассеются оранжевые компоненты света, дальше проникать сквозь объём будет только дополнительная до белого компонента цвета (синяя), в результате чего объём должен будет принять многоцветный вид, который может быть трудно использовать. Для того, чтобы упростить установку цвета объёма, вы можете использовать параметры отражения для быстрой настройки общего оттенка.
- Цвет отражаемого света
- Цвет рассеиваемого в объёме света.
- Отражение
- Множитель интенсивности отражения, позволяющий увеличивать или уменьшать её.
Подсказки¶
В идеале, перед использованием настроек отражения, попытайтесь достичь требуемого результата при помощи остальных настроек объёма и освещения. Если вы придерживаетесь физической правдоподобности, материал будет работать правильно и будет более предсказуемым и полезным в более широком диапазоне сценариев освещения. Конечно, вы всегда можете нарушить эти правила!
Отражение: зелёный, рассеивание: 0.5 |
Отражение: зелёный, рассеивание: 1.0 |
Отражение: зелёный, рассеивание: 2.0 |
Отражение: зелёный, рассеивание: 5.0 |
Отражение: зелёный, пропускаемый цвет: жёлтый, рассеивание: 0.5 |
Отражение: зелёный, пропускаемый цвет: жёлтый, рассеивание: 1.0 |
Отражение: зелёный, пропускаемый цвет: жёлтый, рассеивание: 2.0 |
Отражение: зелёный, пропускаемый цвет: жёлтый, рассеивание: 5.0 |
Освещение¶
Параметры освещения
Вам доступны несколько режимов затенения, варьирующихся в диапазоне от быстрой визуализации до физической точности.
- Режим освещения
- Без затенения
- Режим без затенения является самым простым, полезен для лёгкого тумана или пара.
- С затенением
- Режим с тенями похож на режим без затенения, но с тенями от внешних объектов.
- С затенением
- Режим с затенением использует объёмный метод одиночного рассеивания для самозатенения объёма проходящим светом.
- Множественное рассеивание
- Позволяет рассчитыаеть множественное рассеивание.
- Затенение + множественное рассеивание
- Объединяет функциональность затенения и множественного рассеивания.
- Параметры затенения
- Внешние тени
- Временное получение теней от источников за пределами объёма.
- Кэшировать освещение
- Предварительный расчёт информации о затенении с её сохранением в воксельную сетку; ускоряет затенение за счёт незначительного снижения точности.
- Разрешение
- Разрешение воксельной сетки; низкие разрешения быстрее, высокие разрешения используют больше памяти.
- Параметры множественного рассеивания
- Диффузия
- Коэффициент диффузии, сила эффекта размытия.
- Распространение
- Пропорциональное расстояние, на которое распространяется свет.
- Интенсивность
- Множитель для энергии нескольких рассеянных источников света.
Прозрачность¶
Настройки прозрачности те же самые, что и при визуализации сплошных сред, за исключением того, что они содержат меньше параметров для настройки. При визуализации объёма у вас есть только:
- Маска
- Z-прозрачность
- Трассировка лучей
Интегрирование¶
Параметры интегрирования
- Шаг расчёта
Метод расчёта шагов по объёму.
- Случайно
- Метод выбора случайного размера шага.
- Постоянно
- Метод выбора постоянного размера шага.
- Размер шага
- Расстояние между последовательными выборками глубины из объёма. Размер шага определяет, насколько объём будет зашумлён. Более высокие значения сокращают время визуализации и увеличивают зашумлённость.
- Глубина отсечения
- Ранняя приостановка продвижения луча, если передача падает ниже этого значения яркости. Более высокие значения ускоряют расчёт объёмов плотных материалов за счёт потери точности.
Опции¶
Параметры объёма для материала
- Трассируемый материал
- Allow this material to calculate ray tracing.
- Полная сверхвыборка
- Материал будет визуализироваться с полным затенением/текстурами для всех сэмплов сглаживания.
- Туман
- Использование тумана с этим материалом (из настроек окружающей среды).
- Группа источников света
- Использование освещения этого материала только от ламп из этой группы.
- Исключить
- Материал использует группу источников света только для себя; лампы из этой группы не освещают остальную сцену.
Дым и огонь¶
Создание материала¶
Материал должен быть материалом объёма, нулевой плотности и высоким значением масштаба плотности.
The material settings.
Smoke requires a complex material to render correctly. Select the big cube and go to the material tab. There change the material to „Volume“ and set the density to 0. If you set the density to values bigger than 0 the domain cube will be filled with the volume material. The other settings will affect the smoke, though.
Добавление текстуры¶
Кроме того, дым нуждается в своей собственной текстуре. Вы можете использовать объёмную текстуру, также известную как воксельные данные. Вы должны установить домен объекта и изменить его степень влияния.
Параметры текстуры
Go to the texture tab and change the type to Voxel Data. Under the Voxel Data-Settings set the domain object to our domain cube (it should be listed just as „Cube“ since we are using Blender’s default cube). Under Influence check „Density“ and leave it at 1.000 (Emission should be automatically checked, too). Now you should be able to render single frames. You can choose to color your smoke as well, by turning Emission Color back on.
Finished result.
Совет
Чтобы видеть дым более чётко
На вкладке «Окружающая среда (мир)» выберите для горизонта очень тёмный цвет.
Smoke Simulator with Fire Texture¶
С помощью другой текстуры вы можете превратить ваш дым в огонь! Для того, чтобы сделать огонь, увеличьте «Излучение» в панели материала.
The fire material.
Then, add another texture (keep the old texture or the smoke will not show). Give it a fiery color ramp- which colors based on the alpha, and change the influence to emission and emission color. Change the blend to Multiply.
Параметры текстуры огня
Визуализация огня