Oryon's page

Cornell-box tanulmány 1. rész
(maya & mental ray)

1: Bevezető:

Nagy könnyedséggel foglaltam össze e "tutorial" jellegű leírástban azt,amit egy "Cornell-box" -ról tudni érdemes. Azonban nemcsak a téma vonalát követve, hanem kiterjesztve előtörténet és felhasználási terület leírásával illetve a segédkörnyezet megteremtésével, stb.. Mindehhez felhasználva az alábbi technikai fejlesztéseket:

Caustics
Global Illumination
Final gathering

Mindezt képek sokaságával illusztrálva. Remélem érdekes/értékes információkat találtok benne.

Felhívnám a figyelmet, hogy a képeken látható beállítások nagy figyelmet igényelnek, mert nem minden található bennük alapértelmezésben. Ha kérhetem pontosan azokkal az adatokkal dolgozz, mert a különbségek nagyok is lehetnek!
Amennyiben bármilyen jellegű kérdés merül fel benned, akkor a következő e-mail címreírj: oryon@mailbox.hu
Természetesen szívesen fogadom az építő jellegűkritikát, véleményt és gondolat is.

1.1: Kis elmélet a Cornell-boxról:

A Cornell-box egy elterjedt teszt a Gi-hoz (Global Illumination, más néven szórt fény).
Az elnevezés a Cornell Univercity -hez köthető, ugyanis az egyetem lelkes cg (computer graphics) csapata készített a grafikus laborban egy teszt "scene"-t, amellyel az akkori "radiosity" algoritmusfejlesztésüket 1984-ben e dobozka segítségével teszteltek / reprezentáltak. Azóta e doboz vált a legegyszerűbb és legjobb alaptesztnek a Gi algoritmusokhoz.
A dobozka sok fajtával büszkélkedhet, melynek az algoritmusok változatossága az oka.

Azonban nem csak cg-n működik a dolog, hanem a valóságban is.
Egy csapatot például fából+...-ból elkészítették. A mennyezeti lámpa abból állt, hogy kivágtak a tetejéből egy kockát, és 3 lámpát helyeztek a doboz tetejére. Ami bevilágított, a kivágott kockán át, a doboz belsejébe, ezáltal szórt(abb) fényt adott, mint egy lámpa.
A lényeg, hogy ebben is remekül működött a szórt fény hatása, "pont úgy" mint a cg-n. Ez elég bizonyíték, hogy (jó)pár év és itt a "valóságos render" kora (a szó legszorosabb értelmében)

Legáltalánosabb Cornell-box:
-kocka alakú, melynek a kamerával szembeni oldala ki van vágva (hiszen a belsejébe kell látnunk)
-Bal-oldali oldallapja belülről piros, míg a jobboldali Kék.
-A belső, hátsó, alsó oldalfala pedig világos szürke.
-A lámpa (area, spot, point) a "mennyezet" közelében, annak a közepén helyezkedik el.
-Egy "állámpát" (fehér doboz) is szokás a "mennyezetre" tenni, imitálva egy valódi környezetet)
-Természetesen mindez a doboz belsejében!

Cél mindezzel: a nem homogén színből álló falakon valamint a dobozba helyezett tárgyon megfigyelhető a szórt fény "pattogása" illetve intenzitása.
Példa: Elindul a foton (a fény alkotó eleme) a lámpából (A)nekipattan a piros falnak, onnan tovább(B)a sárga tárgyra, és ahol a foton a tárgyat érte, ott kissé piros lett (inkább sok sárga és kevés piros színű : ), de a másikfelén pedig a kék falról érkező foton által dereng a kék...
A Cornell-box-al tehát a tárgyak (falak a tárgyra, tárgy a falakra) egymásra hatását vizsgálhatjuk (Fig.1).

Ennyi bevezetés után itt a "tutorial"!

2: Cornell-box készítés:

Célszerű egy üres munkafelülettel kezdeni és menteni az egyes munkafázisokban (az ördög sosem alszik :).<

2.1: Cornell-box dobozból:

Először készítsünk egy Cube -t (Create/polygon primitives/Cube).
Ezt nagyítsunk (Channel box/Scale x,y,z) 20,20,20-ra.
Most pedig kivágjuk az egyik falat, hogy valahol belássunk a kocka belsejébe:
Jobb klikk (hosszan) és Face -t választva már felületeket választhatunk ki.
Válaszunk is ki mondjuk egyet a négy oldallap közül (Fig.2) és a Del billentyűvel töröljük.

Megvan a doboz. Most színezzük be a belsejét.
Nyissuk meg a Hypershade-t(Window/rendering Editors/Hypershade):
Itt készítsünk 3 Lambert típusú anyagmintát (Create/Materials/Lambert).
Válaszuk ki a lambert2-et (két bal klikk).
Bejött az Attributum editor: itt a color-ra (színre) kattintva állítsunk be telt pirosat (Fig.3). Ne zárjuk be az Attribute Editor-t, egy bal klikk a lambert3-ra, állítsuk a színét telt kékre (Fig.4).
A lambert4-nek pedig csak világosabb szürke legyen (Fig.5).
Att. Editor bezár.

Félre a Hypershade-del (de látóhatáron legyenek benne a lambertek), kattintsunk a viewportban, ahonnan töröltük a kocka egy részét, a baloldali falra (Fig.6).

Vissza a hypershade, jobb egérgomb a piros gömbön és a Assign Material to Selection-t válaszuk.
Ezzel hozzárendeltük a kiválasztott falra ezt az anyagmintát.
Most a szembe lévőre a kéket, a többire pedig a szürkét rendeljük.
Nyomj 5-ös billentyűt és Smooth Shade All -olva lesznek a felületek.
Eredmény (Fig.7).

2.2: Kiegészítők:

A box kész, most jöjjön egy sárga gömb és kocka ill. egy fehér téglatest.
(tovább nem részletezném, minden hasonlóan a 2.1-hez)
Csináljunk egy Sphere-t.

Channel box-ot töltsük ki ugyan így (Fig.8))!
Csináljunk egy sárga (R,G,B 1,1,0) lambertet a Hypers.-ban és rendeljük hozzá.

Csináljunk egy Cube-t.
Channel box-ot töltsük ki ugyan így (Fig.9)!
A sárga lambertet a Hypers.-ban rendeljük hozzá.

Csináljunk egy másik cube-t. Ez lesz az imitált fény.
Channel box-ot töltsük ki ugyan így (Fig.10)!
Csináljunk egy lambertet amin max értékre vettük az Incandescence-t a Hypers.-ban és rendeljük hozzá.

2.3: Fényt!

Csináljunk Point típusú lámpát és rakjuk az imitált fény alá nem sokkal, a következő beállításokkal: Fig.11.

2.4: Render beállítás:

Már csak a Mental ray beállításai vannak hátra.
A Display Render Globals megnyitása után a Render Using-ot mental ray-re rakjuk át.
(Ha nem jelenne meg akkor a Plug in Manager/Mayatomr.mll -t engedélyezzük!)
Common fül alatt átrakhatjuk a felbontást 640x480-ra.
A mental Ray fülre kattintva állítsuk be a Fig.12 beállításait.

Kissé túlerőltettem a fényt, hogy jobban látható legyen a hatása!!!

Eredmény:
Alap (Gi és Fg nélkül):

Csak Gi: