Các khái niệm:

D. Chiếu sáng (lighting):

1. Các khái niệm:

a) Chiếu sáng và chiếu bóng: Trong thế giới thực, khi ánh sáng chiếu lên một bề mặt. Phần bề mặt gặp ánh sáng sẽđược chiếu sáng, phần bề mặt quay lưng lại với nguồn sáng sẽ bị tối. Nếu một đối tượng được đặt giữa nguồn sáng và một đối tượng thứ hai thì đối tượng thứ nhất sẽđổ bóng lên đối tượng thứ 2.

b) Hấp thụ, phản xạ, khúc xạ ánh sáng.

- Màu của các đối tượng bạn thấy trong thế giới thực là kết quả của quá trình đối tượng tương tác với ánh sáng. Khi sóng ánh sáng gặp đối tượng thì đối tượng có thể khúc xạ, phản xạ, hoặc hấp thụ ánh sáng. Tất cả các đối tượng đều cá một mức độ phản xạ và hấp thụ ánh sáng.

- Chú ý: Trong thế giới thực ánh sáng có thể được truyền ra bởi một đối tượng. Điều đó có nghĩa là ánh sáng truyền qua một đối tượng mà không ảnh hưởng gì (ví vụ x-ray). Tuy nhiên các kiểu nguồn sáng không thấy được trong Maya bởi vì chúng không gây ra hiệu ứng thấy được.

- Hấp thụ ánh sáng: Ánh sáng dừng lại tại một đối tượng và không gây khúc xạ, phản xạ. Các đối tựơng xuất hiện bóng tối hoặc mờđục.

- Phản xạ trên bề mặt trơn. Ánh sáng phát ra từ bề mặt của vật liệu với một góc bằng góc mà sóng ánh sáng tới.

- Phản xạ chia ra làm 3 loại:

o Phản xạ phân tán (Diffuse reflection): bề mặt phân tán phản xạ ánh sáng với nhiều góc khác nhau. Phản xạ phân tán cho ra nhiều màu hơn so với các phản xạđặc trưng khác bởi vì hầu hết các đối tượng là đục và phản xạ ánh sáng phân tán.

o Phản xạ hào quang toả ra ( Glossy reflection): các bề mặt hào quang là các bề mặt phản xạ với nhiều bề mặt nhỏ ghép nhau tạo thành các góc. Các bề mặt nhỏ phản xạ ánh sáng không chỉ phân tán mà còn phản ( tại các góc ánh sáng gần như là truyền phản xạ) làm cho bề mặt xuất hiện hào quang. o Phản x ạ toàn phần: bề mặ phản xạ toàn phần phản xạ ánh sáng một góc

bằng với góc ánh sáng đó tới. Phản xạ toàn phần làm cho các đối tượng như tảo hào quang hoặc phản chiếu như gương.

- Khúc xạ: Ánh sáng truyền qua đối tượng và bị lệch một góc. o Khúc xạ phân tán: toả ánh sáng trong nhiều goá khác nhau.

o Khúc xạ phát hào quang: các mặt phẳng toả hào quang là tập hợp các mặt phẳng nhỏ ghép lại với nhau một góc để tạo ra mặt phẳng. Các mặt phẳng nhỏ này không chỉ khúc xạ ánh sáng phân tán mà còn phát hào quang ( tại các góc gần như là khúc xạ toàn phần) làm cho bề mặt xuất hiện hào quang).

o Khúc xa toàn phần: bề mặt khúc xạ ánh sáng cùng một góc với góc của ánh sáng tới bề mặt.

c) Chiếu sáng trực tiếp và chiếu sáng không trực tiếp: - Chiếu sáng gián tiếp (chiếu sáng toàn cục):

o Ánh sánh không trực tiếp là ánh sáng phản xạ. Chiếu sáng toàn cục tương xứng với truyền ánh sáng không trực tiếp trong thực tế.

o Với chiếu sáng toàn cục, sự góp phần của ánh sáng trong phạm vi xung quanh từ các bể mặt khác trong khung cnảh được sử dụng để tính toán sự thêm vào của các nguồn sáng và giá trị màu tại một điểm trên đối tượng mà đối tượng đó không trưc tiếp được chiếu sáng ( nghĩa là những điểm không nhận được ánh sáng trực tiếp từ nguồn sáng).

o Chiếu sáng toàn cục khi ánh sáng bị phản xạ hoặc truyền qua đối tượng đục ( trong suốt hoặc bán trong suốt) đến vùng giới hạn của đối tượng hoặc phát ra từđối tượng khác.

o Ví dụ.

ƒ Ánh sáng truyền bẻ tại đáy của cánh cửa có thể làm cho ánh sáng tràn vào phòng.

ƒ Bức tường trắng phản xạ ánh sáng từ nguồn sáng đến các đối tượng khác tròng phòng.

ƒ Nước có thể truyền ánh sáng từ mặt nước lên sàn nhà. - Chiếu sáng trực tiếp( các nguồn sáng).

o Chiếu sáng trực tiếp chỉ khi ánh sáng được phát ra trưc tiếp từ nguồn sáng. o Ánh sáng trực tiếp được phát ra trực tiếp từ nguồn sáng và truyền theo

đường thẳng đến điểm được chiếu sáng. o Ví dụ:

ƒ Nguồn sáng spot chiếu sáng vào diễn viên trên sàn diễn. ƒ Ánh sáng mặt trời chiếu sáng trực tiếp vào bãi tắm nắng.

o Với việc chiếu sáng trực tiếp chỉ mỗi khi thêm vào một nguồn sáng mới thì được tính toán trên toàn bộ các ánh sáng bổ sung đến một điểm được chiếu sáng.

o

2. Các loại nguồn sáng trực tiếp:

a) Các nguồn sáng trực tiếp:

- Maya có một số các nguồn sáng cho phép bạn cấu trúc nhiều hiệu ứng ánh sáng rộng rải.

- Maya có một số các nguồn sáng cho phép bạn cấu trúc nhiều hiệu ứng ánh sáng rộng rải.

- Nếu không có nguồn sáng nào trên khung cảnh thì khung cảnh là màu đen khi render bởi vì không có ánh sáng chiếu lên đối tượng. Bằng cách điếu khiển cường độ, màu sắc, hướng thì ánh sáng trở thành một yếu tố chính để tạo khung cảnh Maya.

- Với Maya bạn phải điều khiển nhiều trên placemet,intensity và các thuộc tính khác của nguồn sáng hơn là làm việc với ánh sáng thực. Chiếu bóng, toả sáng, hightlight và sương mù thêm vào để tạo hiệu ứng ánh sáng như thế nào trên khung cảnh.

b) Thực hiện render bằng mental ray:

- Mặc dù bạn có thể thực hiện render nguồn sáng area bằng mental ray, nhưng nó chỉ có thể sử dụng như nguồn sáng trực tiếp. Nếu bạn muốn render nguồn sáng area bằng mental ray để tạo sự chiếu sáng không trưc tiếp thì bạn phải dùng mental ray cho area light.

- Mặc dù bạn có thể thực hiện render nguồn sáng area bằng mental ray, nhưng nó chỉ có thể sử dụng như nguồn sáng trực tiếp. Nếu bạn muốn render nguồn sáng area bằng mental ray để tạo sự chiếu sáng không trưc tiếp thì bạn phải dùng mental ray cho area light.

- Bạn tạo mental ray cho area light bằng cách gọp nguồn sáng point light và nguồn sáng spot light thành một.

- Mental ray cho erae light làm việc bằng cách chiếu tia sáng từ một điểm đặc biệt thành.

c) Việc chiếu sáng mặc định trong Maya:

- Mặc định trong Maya không có nguồn sáng. Tuy nhiên việc chiếu sáng mặc định giúp cho thấy được các đối tượng hiển thị ở dạng các khối trong khung nhìn khung cảnh (nhấn 5). Nếu bạn tắc chiếu sáng mặc định và không có nguồn sáng trong khung cảnh thì khung cảnh sẽ xuất hiện tối.

- Mặc định trong Maya không có nguồn sáng. Tuy nhiên việc chiếu sáng mặc định giúp cho thấy được các đối tượng hiển thị ở dạng các khối trong khung nhìn khung cảnh (nhấn 5). Nếu bạn tắc chiếu sáng mặc định và không có nguồn sáng trong khung cảnh thì khung cảnh sẽ xuất hiện tối.

- Bậc/tắc các nguồn sáng nếu lạm muốn thấy và render một đối tượng toả sáng. - Nguồn sáng mặc định tại thời điểm render:

o Nếu bạn muốn render một khung cảnh mà không có một nguồn sáng nào thì Maya tạo ra một nguồn sáng durectional trong suốt quá trình render cho nên bạn có thể thấy được các đối tượng. Nếu không có nguồn sáng này thì các đối tượng của bạn không được chiếu sáng và kết quả render của bạn là một màu đen.

o Nguồn sáng mặc định được tạo ra bởi camera render. Toàn bộ khung cảnh được chiếu sáng và không có vấn đề dù camera đối diện với nguồn sáng. Vùng bề mặt đối diện trực tiếp camera sẽ sáng còn phần ẩn sau camera sẽ tối. Điều này làm cho các mặt trông giống như thật.

o Sau khi render hoàn tất, Maya bỏ nguồn sáng mặc định trong khung cảnh. o Chú ý: Nguồn sáng mặc định IPR được thêm vào khung cảnh trong quá

trình sử lú render bằng nhiều cách chẳn hạn như nguồn sáng mặc định tại thời điểm render.

ƒ Nguồn sáng mặc dịnh IPR sẽ bị bỏ đi ngay sau khi xử lý IPR kết thúc ( ví dụ khi bạn click nùt IPR stop).

ƒ Nguồn sáng mặc định IPR không được lưu cùng với khung cảnh, ngăn cản bạn thưc hiện thêm nguồn sáng vào khung cảnh bạn đã lưu.

d) Giãm cường độ sáng theo khoảng cách.

- Trong thực tế độ sáng củ nguồn sáng mạnh nhất tại nguồn sáng và giãm dẩn khi xa nguồn sáng. Trong Maya thì giãm cường độ sáng xảy ra nếu thuộc tính decay được chọn. Tuy nhiên màu của nguồn sáng vẫn giữ nguyên không bị thay đổi theo khoảng cách.

- Trong thực tế độ sáng củ nguồn sáng mạnh nhất tại nguồn sáng và giãm dẩn khi xa nguồn sáng. Trong Maya thì giãm cường độ sáng xảy ra nếu thuộc tính decay được chọn. Tuy nhiên màu của nguồn sáng vẫn giữ nguyên không bị thay đổi theo khoảng cách.

- Trong Maya bạn có thể chọn giá trị của giãm cường độ sáng bằng cách khởi tạo các thuộc tính cúa Decay Rate. Việc khởi gán trước độ giãm cường độ sáng thì thường không đủđể tạo ra tất cả các hiệu ứng ánh sáng. Tuy nhiên trong một vài trường hợp bạn có thể tạo ra một kiểu giãm độ sáng đặc trưng riêng cho mình. e) Liên kết các nguồn sáng.

- Khi bạn tạo ra một nguồn sáng, thì nguồn sáng mới sẽ chiếu mặc định lên tất cả các bề mặt trong khung cảnh. Tương tự khi bạn tạo ra một bề mặt thì tất cả các nguồn snág sẽ chiếu lên nó.

- Khi bạn tạo ra một nguồn sáng, thì nguồn sáng mới sẽ chiếu mặc định lên tất cả các bề mặt trong khung cảnh. Tương tự khi bạn tạo ra một bề mặt thì tất cả các nguồn snág sẽ chiếu lên nó.

- Bạn có thể liên kết các nguồn sáng với các bề mặt (hoặc một nhóm các bề mặt) hoặc một đối tượng ( hoặc một nhóm các đối tượng) nhận chiếu sáng của một nguồn sáng đặc biệt.

- Liên kết với nguồn sáng giúp bạn render thuận tiện hơn và nhanh hơn. Bạn có thể tạo ra các khởi tạo ban đầu xho nguồn sáng để điều khiển mối quan hệ giũa các nguồn sáng và các đối trượng trong một khung cảnh phức tạp.

f) Hiệu ứng ánh sáng sáng rực( glow), hào quang (halos) và chập chờn đốm lửa (lens flares).

- Bất cứ nguồn sáng nào thấy được trong camera đều có khả năng gây ra một hiệu ứng quang học đặc biệt. Bạn có thể sử dụng khả năng của Optical FX để tạo ra các hiện tượng phát hào quang, toả sáng, bập bùng của ánh lửa trê n bất kỳ nguồn sáng nào chiếu trực tiếp vào camera.

- Bất cứ nguồn sáng nào thấy được trong camera đều có khả năng gây ra một hiệu ứng quang học đặc biệt. Bạn có thể sử dụng khả năng của Optical FX để tạo ra các hiện tượng phát hào quang, toả sáng, bập bùng của ánh lửa trê n bất kỳ nguồn sáng nào chiếu trực tiếp vào camera.

- Chú ý bạn cũng có thể điuề khiển việc toả sáng như thế nào từ một bề mặt ảnh hưởng lên độ toả sáng của một bề mặt khác hoặc tạo sự thể hiện mù cho một nguồn sáng đặc biệt.

- Thực hiện toả sáng như thế nào trong animation.

o Đặc biệt trong quá trình animation, nguồn sáng sẽ bị hấp thụ bởi các đối tượng di động. Trên thực tế, sự di chuyển của đối tượng từ từ làm cho hiêu ứng quang học toả sáng giãm dần. Tuy nhiên trên đồ hoạ máy tính hiện tượng toả sáng sẽđột ngột biến mất(điều này làm cho mất tự nhiên đối với mắt người).

o Trong Maya, khi bạn thên sự toả sáng cho một nguồn sáng, thì các đối tượng geometry sẽ tự động được tạo ra để tính toán phần trăm nhìn thấy của ánh sáng để làm cho cãm giác mất thực do toả sáng tạo ra giãm đi .

ƒ Đối với nguồn sáng spot thì các vòng tròng được tạo ra. ƒ Đối với nguồn sáng point tạo ra hình cầu

ƒ Đối với nguồn sáng area thì các hình chữ nhật được tạo ra.

3. Chiếu sáng toàn cục và hiện tượng caustisc a) Chiếu sáng toàn cục: a) Chiếu sáng toàn cục:

- Chiếu sáng toàn cục: là một kỹ thuật được sử dụng để thực hiện chiếu sáng không trực tiếp, các hiẹn tượng tự nhiên mà ởđó ánh sáng bao quanh bất cứ thứ gị trên đường truyền của nó cho đến khi nó hoàn toàn được hấp thụ.

- Chiếu sáng toàn cục cho phép bạn thiết kế trong như thực ( bỗ sung các ánh hiện tượng chiếu sáng trong thế giới thực, đó là một cách tốt để thực hiện:

o Thấy được cấu trúc và các project thiết kế trong lĩnh vực công nghiệp. Các đồ án yêu cầu tính chính xát về chiếu sáng vật lý.

o Các profect giải trí yêu cầu có thể bán được nhưng không yêu cầu tính chiếu sáng vật lý chính xát

- Mental ray tạo chiếu sáng toàn cục bằng cách theo đường đi của phonton và ghi lại các điểm biên của nó trong áp phonton.

b) Caustisc: là hiệu ứng ánh sáng đặc biệt được tạo ra bởi phản xa, kuác xa hoặc tán sắc ánh sáng. Caustisc là một dạng của chiếu sáng toàn cục nhưng được xử lý bởi metel ray để cho ta dễđiều khiển chúng

c) Phủ màu:

- Phủ màu là hiệu ứng chiếu sáng toàn cục, ở đó ánh sáng phản xạ phủ các màu phản xạ lên bề mặt gần đó.

- Phủ màu là hiệu ứng chiếu sáng toàn cục, ở đó ánh sáng phản xạ phủ các màu phản xạ lên bề mặt gần đó.

- Màu phát sáng của đối tượng được phản xạ trong khi một phần màu của nó bị hấp thụ. Ánh sáng bị phản xạ có thể phủ màu phát ra lên đối tượng gần nó.

d) Participating media:

- Participating media là hiện tượng chiếu sáng không trực tiếp, ởđó ánh sáng tương tác với một phần nhỏ không gian bề mặt hơn là toàn bộ không gian hơn bề mặt. Trong Maya các phonton tương tác với hiệu ứng ánh sáng trong không gian (các hiệu ứng này tham gia vào quá trình truyền ánh sáng bằng cách hấp thụ một ít ánh sáng).

- Participating media là hiện tượng chiếu sáng không trực tiếp, ởđó ánh sáng tương tác với một phần nhỏ không gian bề mặt hơn là toàn bộ không gian hơn bề mặt. Trong Maya các phonton tương tác với hiệu ứng ánh sáng trong không gian (các hiệu ứng này tham gia vào quá trình truyền ánh sáng bằng cách hấp thụ một ít ánh sáng).

- Ví dụ Participating media là các tia sáng trong vùng mù của luồng sáng từ đèn trước của xe car.

- Participating media làm việc giống như cách global illumination làm việc trên bề mặt, ngoại trừ volume shaders và volume photon shaders được yêu cầu

E.

Đánh bóng bề mặt

1. Các khái niệm: a)Đánh bóng của bề mặt

- Trong thực tế bất kỳ một đối tượng được tạo ra là 1 trong 2 yếu tố chính để xát định sự xuất hiện của các bề mặt (không phải nguồn sáng). Đấy là bởi vì khi ánh sáng gặp đối tượng thì một ít ánh sáng được hấp thu một ít ánh sáng phản xạ làm cho các đối tượng lán hơn, sáng hơn.

- Trong May sự xuất hiện của đối tượng được xát định bởi shaded của đối tượng như thế nào. Việc làm bóng một bề mặt là sự kết hợp vật liệu của các đối tượng và kết cấu được áp lên đối tượng đó.

- Trong Maya matarial( còn được gọi là shades) định nghĩa vật liệu của đối tượng. Một và thuộc tính cơ bản của vật liệu là màu sắc độ tong suốt và chiếu sáng. - Các nhà sản xuất căn cứ vào màu sắc, dộ trong suốt và chiếu sáng để xát định sự

xuất hiện của bề mặt của đối tượng ( gồm nhiều thứ phức tạp như màu sắc, độ trong suốt, chiếu sáng, độ gồ ghề của bề mặt, phản xạ, hoặc vùng khí quyển bao quanh) thì được định nghĩa bởi cấu trúc(texture).

b)Cấu trúc bề mặt:

- Texture là một kiểu chi tiết về bề mặt ( kể cả thấy được và cãm giác sờ vào được. Trong Maya, bạn có thể tạo ra chi tiết bề mặt với texture kết hợp với vật liệu của đối tượng như là áp vật liệu.

- Các nhà sản xuất căn cứ vào màu sắc, độ trong suốt, chiếu sáng để xát định sự