1. Các khái niệm trong chiếu sáng:
a) Chiếu sáng và chiếu bĩng: 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 bĩng 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 sĩng ánh sáng gặp đối tượng thì đối tượng cĩ 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 cĩ thể được truyền ra bởi một đối tượng.
Điều đĩ cĩ nghĩa là ánh sáng truyền qua một đối tượng mà khơng ảnh hưởng gì (ví vụ x-ray). Tuy nhiên các kiểu nguồn sáng khơng thấy được trong Maya bởi vì chúng khơng gây ra hiệu ứng thấy được.
KIL OB OO KS .CO M
- Hấp thụ ánh sáng: Ánh sáng dừng lại tại một đối tượng và khơng gây khúc xạ, phản xạ. Các đối tựơng xuất hiện bĩng tối hoặc mờđục.
- Phản xạ trên bề mặt trơn. Ánh sáng phát ra từ bề mặt của vật liệu với một gĩc bằng gĩc mà sĩng 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 gĩc 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 gĩc. Các bề
mặt nhỏ phản xạ ánh sáng khơng chỉ phân tán mà cịn phản ( tại các gĩc ánh sáng gần như là truyền phản xạ) làm cho bề mặt xuất hiện hào quang. o Phản x ạ tồn phần: bề mặ phản xạ tồn phần phản xạ ánh sáng một gĩc
bằng với gĩc ánh sáng đĩ tới. Phản xạ tồn 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 gĩc. o Khúc xạ phân tán: toả ánh sáng trong nhiều gố 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 gĩc để tạo ra mặt phẳng. Các mặt phẳng nhỏ này khơng chỉ khúc xạ ánh sáng phân tán mà cịn phát hào quang ( tại các gĩc gần như là khúc xạ tồn phần) làm cho bề mặt xuất hiện hào quang).
o Khúc xa tồn phần: bề mặt khúc xạ ánh sáng cùng một gĩc với gĩc của ánh sáng tới bề mặt.
c) Chiếu sáng trực tiếp và chiếu sáng khơng trực tiếp: - Chiếu sáng gián tiếp (chiếu sáng tồn cục):
o Ánh sánh khơng trực tiếp là ánh sáng phản xạ. Chiếu sáng tồn cục tương xứng với truyền ánh sáng khơng trực tiếp trong thực tế.
o Với chiếu sáng tồn cục, sự gĩp phần của ánh sáng trong phạm vi xung quanh từ các bể mặt khác trong khung cnảh được sử dụng để tính tốn sự
thêm vào của các nguồn sáng và giá trị màu tại một điểm trên đối tượng mà đối tượng đĩ khơng trưc tiếp được chiếu sáng ( nghĩa là những điểm khơng nhận được ánh sáng trực tiếp từ nguồn sáng).
o Chiếu sáng tồn 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.
Ánh sáng truyền bẻ tại đáy của cánh cửa cĩ thể làm cho ánh sáng tràn vào phịng.
Bức tường trắng phản xạ ánh sáng từ nguồn sáng đến các đối tượng khác trịng phịng.
Nước cĩ thể truyền ánh sáng từ mặt nước lên sàn nhà. - Chiếu sáng trực tiếp( các nguồn sáng).
KIL OB OO KS .CO M
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:
Nguồn sáng spot chiếu sáng vào diễn viên trên sàn diễn.
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 tốn trên tồn 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 cĩ một số các nguồn sáng cho phép bạn cấu trúc nhiều hiệu ứng ánh sáng rộng rải.
- Maya cĩ một số các nguồn sáng cho phép bạn cấu trúc nhiều hiệu ứng ánh sáng rộng rải.
- Nếu khơng cĩ nguồn sáng nào trên khung cảnh thì khung cảnh là màu đen khi render bởi vì khơng cĩ 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 bĩng, 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 cĩ thể thực hiện render nguồn sáng area bằng mental ray, nhưng nĩ chỉ cĩ thể sử dụng như nguồn sáng trực tiếp. Nếu bạn muốn render nguồn sáng area bằng mental ray để tạo sự chiếu sáng khơng trưc tiếp thì bạn phải dùng mental ray cho area light.
- Mặc dù bạn cĩ thể thực hiện render nguồn sáng area bằng mental ray, nhưng nĩ chỉ cĩ thể sử dụng như nguồn sáng trực tiếp. Nếu bạn muốn render nguồn sáng area bằng mental ray để tạo sự chiếu sáng khơng 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 khơng cĩ 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 khơng cĩ nguồn sáng trong khung cảnh thì khung cảnh sẽ xuất hiện tối.
- Mặc định trong Maya khơng cĩ 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 khơng cĩ nguồn sáng trong khung cảnh thì khung cảnh sẽ xuất hiện tối.
KIL OB OO KS .CO M
- 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 khơng cĩ một nguồn sáng nào thì Maya tạo ra một nguồn sáng durectional trong suốt quá trình render cho nên bạn cĩ thể thấy được các đối tượng. Nếu khơng cĩ nguồn sáng này thì các đối tượng của bạn khơng được chiếu sáng và kết quả render của bạn là một màu đen.
o Nguồn sáng mặc định được tạo ra bởi camera render. Tồn bộ khung cảnh
được chiếu sáng và khơng cĩ vấn đề dù camera đối diện với nguồn sáng. Vùng bề mặt đối diện trực tiếp camera sẽ sáng cịn phần ẩn sau camera sẽ
tối. Điều này làm cho các mặt trơng giống như thật.
o Sau khi render hồn 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.
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).
Nguồn sáng mặc định IPR khơng 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 tếđộ 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 khơng bị thay đổi theo khoảng cách.
- Trong thực tếđộ 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 khơng bị thay đổi theo khoảng cách.
- Trong Maya bạn cĩ 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 khơng đủđể tạo ra tất cả các hiệu ứng ánh sáng. Tuy nhiên trong một vài trường hợp bạn cĩ 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 nĩ.
- 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 nĩ.
- Bạn cĩ thể liên kết các nguồn sáng với các bề mặt (hoặc một nhĩm các bề mặt) hoặc một đối tượng ( hoặc một nhĩm 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 cĩ 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.
KIL OB OO KS .CO M
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 cĩ khả năng gây ra một hiệu
ứng quang học đặc biệt. Bạn cĩ 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 cĩ khả năng gây ra một hiệu
ứng quang học đặc biệt. Bạn cĩ 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 cĩ 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 tốn phần trăm nhìn thấy của ánh sáng để làm cho cãm giác mất thực do toả sáng tạo ra giãm đi .
Đối với nguồn sáng spot thì các vịng trịng được tạo ra.
Đối với nguồn sáng point tạo ra hình cầu
Đối với nguồn sáng area thì các hình chữ nhật được tạo ra.
3. Chiếu sáng tồn cục và hiện tượng caustisc
a) Chiếu sáng tồn cục:
- Chiếu sáng tồn cục: là một kỹ thuật được sử dụng để thực hiện chiếu sáng khơng trực tiếp, các hiẹn tượng tự nhiên mà ởđĩ ánh sáng bao quanh bất cứ thứ gị trên
đường truyền của nĩ cho đến khi nĩ hồn tồn được hấp thụ.
- Chiếu sáng tồn cục cho phép bạn thiết kế trong như thực ( bỗ sung các ánh hiện tượng chiếu sáng trong thế giới thực, đĩ là một cách tốt để thực hiện:
o Thấy được cấu trúc và các project thiết kế trong lĩnh vực cơng nghiệp. Các
đồ án yêu cầu tính chính xát về chiếu sáng vật lý.
o Các profect giải trí yêu cầu cĩ thể bán được nhưng khơng yêu cầu tính chiếu sáng vật lý chính xát
- Mental ray tạo chiếu sáng tồn cục bằng cách theo đường đi của phonton và ghi lại các điểm biên của nĩ 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 tồn cục nhưng được xử lý bởi metel ray
để cho ta dễđiều khiển chúng
c) Phủ màu:
- Phủ màu là hiệu ứng chiếu sáng tồn cục, ở đĩ ánh sáng phản xạ phủ các màu phản xạ lên bề mặt gần đĩ.
- Phủ màu là hiệu ứng chiếu sáng tồn cục, ở đĩ ánh sáng phản xạ phủ các màu phản xạ lên bề mặt gần đĩ.
KIL OB OO KS .CO M
- Màu phát sáng của đối tượng được phản xạ trong khi một phần màu của nĩ bị hấp thụ. Ánh sáng bị phản xạ cĩ thể phủ màu phát ra lên đối tượng gần nĩ.
d) Participating media:
- Participating media là hiện tượng chiếu sáng khơng trực tiếp, ởđĩ ánh sáng tương tác với một phần nhỏ khơng gian bề mặt hơn là tồn bộ khơng gian hơn bề mặt. Trong Maya các phonton tương tác với hiệu ứng ánh sáng trong khơng 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 khơng trực tiếp, ởđĩ ánh sáng tương tác với một phần nhỏ khơng gian bề mặt hơn là tồn bộ khơng gian hơn bề mặt. Trong Maya các phonton tương tác với hiệu ứng ánh sáng trong khơng 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 bĩng bề mặt
1. Các khái niệm:
a)Đánh bĩng 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 (khơng 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 bĩng một bề mặt là sự kết hợp vật liệu của các đối tượng và kết cấu được áp lên đối tượng đĩ.
- Trong Maya matarial( cịn 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 cĩ thể tạo ra chi tiết bề mặt với texture kết hợp với vật liệu của