Или как се създава фотореалистичен пейзаж




Или как се създава фотореалистичен пейзаж

PCMagazine, Брой 9
Категория: Фото редактори
Етикети: фото редактор
Светлин Светлинов
14.9.2009

Или как се създава фотореалистичен пейзаж

Непознати земи

Vue е от онези CGI програми, които някак си остават в сянката на „големите“ като 3ds max, Maya, Combustion или Shake, но в същото време (особено през последните години) играят ключова роля в подготовката на визуалните ефекти в много от най-интересните филмови заглавия. Като най-ярък пример си остава четвъртият епизод на Индиана Джоунс. Сещате ли се за онези огромни латиноамерикански джунгли, които Инди посети в търсене на Кристалния череп? Е, може да развалям донякъде илюзията, но те не са истински... Генерирани са точно с Vue.

Нов свят

Vue има за цел да създава максимално реалистични природни картини. Това включва ръчно „моделирани“ или процедурно генерирани ландшафти, растителност, вода (езера, реки, морета) и небе (заедно с обемни облаци), а финалът може да серендва като готово фоново изображение или да се прехвърли за дообработка към външна програма за композитинг. Нещо повече – Vue се предлага като плъгин към 3ds max и Maya, като позволява да генерирате виртуални природни декори директно под любимия си тримерен моделер.

Което го прави „родственик“ с така популярния Bryce, само дето Vue е много по-мощен, гъвкав и далеч по-професионален.

Нова екосистема

Едно от най-уникалните неща във Vue са алгоритмите за процедурно генериране на растително покритие на пейзажа, обединени под названието Eco System. На практика Vue имитира „израстването“ на каквито искате земни екосистеми – гори, джунгли, савани, поля. Това обаче изисква тежки изчисления, особено ако трябва да подготви наистина реалистичен пейзаж с гъсто покритие (примерно това на Амазония), което се простирамаксимално далеч, дори отвъд границите на хоризонта. В новата си версия програмата използва динамичен подход – зоните се „посаждат“ с растителност само когато насочите „поглед“ към тях, тоест окото на камерата.

Резултатите са умопомрачаващи. Поне за мен и моите скромни представи де, ограничени (признавам) до Bryce и Paint Effects на Maya. В случая с Vue, също както под Paint Effects, може да „залесявате“ интерактивно с помощта на мишката, като нанасяте растителното покритие върху „мъртвата“ земя – буквално за секунди може да подготвите савана с хиляди храсти или безкрайна сибирска тайга. Имате си четка за нанасяне, гумичка, отделно инструменти за уголемяване/смаляване и добавяне на цвят. Плюс това за правилното положение на растенията (особено по стръмни планински части на пейзажа) Vue разполага с алгоритми за равномерно разпределение и правилно позициониране.

Но това не е всичко. Най-впечатляваща (поне за мен) си остана опцията за анимиране на растителното покритие, в което да демонстрирате начинът, по който флората се развива с течение на времето – как „превзема“ територии, как вехне и чезне или как прелива в друг тип растителност.

Схематичен изглед

Това е начин за бързо визуализиране на взаимоотношенията между обектите във вашата сцена– терен, растителност, текстури, покрития и т.н Всеки един от тях е представяне като елемент (възел), като параметричните връзки на отделните му характеристики с други елементи от сцената са представени във вид на свързващи линии. Обясних го твърде „научно“ и сложно, но на практика е много лесно – местите, дърпате, свързвате. Така много нагледно и практично се подготвят анимации, скриптове, дефинират се поведенчески модели и сложни анимационни процедури. Може да накарате растителността да се разрасне, щом се появи „вода“, да измира и вехне от суша или ядрен взрив или каквото ви хрумне.

„Облаче ле бяло...“

С Vue може да създавате небе. Не просто син фон, не просто красива текстура или рисунка, а правдоподобно генериран небосвод, който в една или друга степен се подчинява на така сложнитеатмосферни закони. Става въпрос за технологията Spectral Cloud II.

В случая задачата на Spectral Cloud успява да генерира формата на облаците така, че да се доближават максимално до тези, истинските, които може да видите като вдигнете поглед към небето, като особено внимание е обърнато на характерни форми (примерно купести или перести облаци), обемността, разпръскването на светлината, като дори може да пресъздадете разнообразни природни феномени, като например „фонтана“ от спускащи се слънчеви лъчи.

И всичко това, наблягам – създадено чрез собствени алгоритми, разработени от e-on. И при това оптимизирани алгоритми. E-on твърдят че са подобрили времето за рендване на облаците (които се отличават с особено сложна геометрия) дори при активирано глобално осветяване..

Интелигентни терени

Впечатляващ е начинът, по който Vue „обмисля“ и създава ландшафта. На практика в новата версия не само може да рисувате пейзаж. Той може да бъде... жив! И да се променя с... положението на камерата – колкото повече я доближавате до терена, толкова по-висока детайлност получавате. И обратно. Гъвкаво и удобно наистина. И макар да звучи логично, забавно и лесно, зад процедурното генериране на терени стоят изключително сериозен труд и особено сложни алгоритми. Те, подобно на „екосистемите“, ви позволяват да генерирате ландшафт, без да се тревожите за неговите размери и сложност, като в същото време ви е оставена опция за „лично творчество“ – може да „пипнете“ където е необходимо с четката, да „дорисувате“ скали, да добавите ерозия и други ефекти.

Процедурните пейзажи са особено подходящи за подготовка на спиращи дъха панорами, статични изгледи и подготовка на фонови изображения за киното. За улеснение са предвидени и готови шаблони (presets) за бързо генериране на популярни видове ландшафти с предварително съобразени типове покрития и текстури.

Растеж

В основата на екосистемите на Vue стои технологията SolidGrowth. Нейната задача, както можете сами да се досетите, включва алгоритми за генериране растежа на всевъзможни растения. Общият им брой, поне в стандартната версия, е над 160. Да, изключително „бедно“ на фона на огромното ботаническо разнообразие на нашата планета, но в същото време напълно достатъчно, за да генерирате растителността от всяко кътче на планетата – палми, секвои, треви, храсти, широколистни и иглолистни дървета и още, и още.

Уникалността на SolidGrowth обаче се състои в друго. Алгоритъмът е така замислен, че на практика няма да намерите две еднакви растения от един и същи вид. Което ви позволява да генерирате наистина максимално реалистична растителна покривка, като елиминирате и минималния шанс зрителят да се усъмни, че става въпрос за компютърна графика. Vue може да симулира поведение на растенията в зависимост от атмосферните фактори (вятър, бриз, буря), да добавя сенки, цветове, отражения от околни обекти (езера, небе и т.н.)

Вълни и морета

Флуидната симулация на Vue не е смайваща и несравнима, но определено е впечатляваща. И доста по-достъпна и разбираема, поне що се касае досимулиране на водна повърхност. С помощта наWater Surface Editor, почти като на шега, може да създадете гладки езерни води, спокоен океан или бурно море. Параметрите не са много, но напълно достатъчни – имате контрол върху степента на вълнение, височината и дължината на вълните, обема и начина на формиране на пяната на брега и още, и още.

Рендъринг

Лично аз много харесвам рендъринга на Vue (макар и да не е така известен, както например V-Ray, Mental ray или POV-Ray), още повече че освен това поддържа radiosity (досадно непреводим термин, който касае усъвършенстван, „омекотяващ“ алгоритъм при изчисление на рендъринг с глобално осветяване).

В новата версия разработчиците се хвалят, че са постигнали 4(даже 6!)-кратно подобрение на производителността при рендъринга с активиран radiosity спрямо предишната версия, а при модели със стандартно осветяване подобрението е 20 процента. Това се постига чрез интелигентно повторно използване на част от вече извършените изчисления при непряко осветяване с radiosity. В резултат се пести адски много време в излишно повторно изчисляване на цялата сцена и може даизвършвате леки корекции и да експериментирате, без да чакате повторно рендване от нулата.

OpenGL

Рендърингът е важен, но същото важи и за превю режима. E-on твърдят че са пренаписали OpenGL оптимизацията за работно визуализиране, така че да използват предимствата на най-новите графични и процесорни мулти-кор ядра. Резултатът (по техни думи) е до 5(пет!)-кратно повишена производителност, особено що се касае до новите процедурни терени и растителност, като са запазили опцията за пълен антиалайзинг! Всъщност не само превю, но и цялата архитектура на Vue 7 е с чисто нов сорс код, така че да се използват максимално възможностите на актуалните харду- ерни компоненти.

Готови за пътешествие?

Най-хубавото на Vue е, че има най-разнообразни версии. От елитния и скъп Vue 7 Infinite (който струва около хилядарка в долари) до Vue 7 Pioneer, който е по джоба на всеки любител ентусиаст (под 50 долара). А ако се колебаете – има напълно безплатна учебна версия на Vue Infinite на сайта на разработчика! Стискам ви палци! – Светлин Светлинов


Съдържание: