Добрый день. Я занимаюсь web-разработкой и почти всем, что с этим связано.

Освещение

LuxRender поддерживает различные источники света: Point, Spot, Area и Environment lights. Сцена должна содержать хотя бы один источник света. В сцене можно комбинировать различные источники света.

Типы освещения

Area и Meshlights

Area — это объект, испускающий свет. Он может быть использован для создания любых видов источников света и других светящихся объектов разных цветов. Например, смоделировав лампочку, можно присвоить материалу проволоки тип «emitter». Результат получится вполне реалистичным.

Объект типа эмиттер испускает свет только в том направлении, в которое указывают нормали полигонов. Для более высокой скорости рендеринга используйте объекты типа эмиттер с как можно меньшим количеством полигонов (чем больше у эмиттера полигонов, тем дольше процесс рендеринга).

Так как большинство 3D-пакетов включает источник света типа «Area», LuxRender так же имеет специальный «Area» для аналогичных целей. Объект типа «Area» ведёт себя точно так же, как и meshlight, с аналогичными параметрами геометрии излучения, но с одним очень важным отличием: вы не можете работать с параметром масштаба. Только в случае, если вы работаете с его реальной геометрией, значения которой во многих пакетах 3D-моделирования чаще всего обозначаются как «size» или «dimensions».

В большинстве случаев рекомендуется использовать Meshlight/Area и освещение окружения (environmental lighting), нежели Point или Spot. Потому что Point и Spot не физически точные, и не эквиваленты источникам света реального мира. В результате они имеют тенденцию производить ненатуральный грубый свет и резкие тени. Отказ от использования Point и Spot поможет повысить реализм сцены.

Point

Point — это бесконечно маленький источник света, который испускает свет во всех направлениях. На окружение этот источник света может воздействовать только цветом, интенсивность которого влияет на интенсивность самого источника света.

Spot

Spot — это бесконечно малый источник света, который испускает свет в форме конуса. Ширина конуса может регулироваться вне зависимости от цвета и местоположения (значение в градусах определяет, насколько далеко от центральной линии конуса будут удалены его стороны), также можно менять степень размытия границ светового конуса.

Projector

И Point, и Spot могут распределять свой свет и цвет как бы в виде картинки. Spot позволяет получить эффект проектора. С Point световое изображение распределяется сферически.

Комната освещена только изображением, которое передаёт проектор
Point, Spot и Area

Environment Lights

Освещение с использованием HDRI-карт (два изображения слева), физическая имитация неба и обычное освещение окружением (справа). HDRI-карты предоставлены Doug Hammond

Sunsky

Освещение Sunsky создается при помощи физической имитации солнца и атмосферы, базируется на направленности солнечного света на сцену и изменении параметра «turbidity» (мутность), который определяет прозрачность/чистоту атмосферы. В сущности, «turbidity» симулирует смог, атмосферную дымку. Оба эти параметра: и угол падения солнечных лучей, и мутность неба влияют на оттенок света.

При различных углах падения солнечных лучей получаются различные цвета неба и самих лучей.
Значение параметра туманность (turbidity), равное 2, 4, 8 и 16, влияет на ясность и цвет

Интенсивность света может быть установлена с помощью параметра «gain». Это может быть полезно в сценах, где физическая имитация неба применяется в комбинации с источниками света типа emitter. Если вы хотите получить мягкие тени, отрегулируйте параметр sun size.

Этот источник света возможно использовать только с солнцем или только в небом. Последний вариант может быть полезен для освещения ночной сцены. (Заметьте, что ночное небо само по себе не будет выглядеть очень реалистичным, поскольку для этого необходимы также звёзды и облака, но это должно добавить убедительности освещению в сцене). Схема с использованием одного только солнца без неба зачастую используется дня научно-фантастических сцен, таких, которых нет на Земле, не взирая на то, что предпочтительней в таких сценах удалённый (distant) свет.

Infinite (Environment Maps)

Бесконечный свет охватывает сцену полностью, освещая все углы. Обычно используется для отображения среды, хотя также может быть использован для добавления сплошного цвета окружающей среды.

Карты окружения — это HDR-изображения, которые функционируют в качестве источника света. Карты проецируются вокруг сцены и излучать свет; цвет и интенсивность света зависит от локального цвета карты. LuxRender разрешает использование карты окружения latlong и angular (световод).

Если вы используете карты окружения, рекомендуемое значение для Gamma — 1.0 (вместо обычных 2.2). Исключением — если вы хотите, чтобы карта окружения выглядела точно так же, как в графическом редакторе.

Возможно использование изображений с низким динамическим диапазоном (например, JPG или PNG) в качестве карт окружения, но в этом случае вам, возможно, понадобится установить дополнительное освещение, чтобы избежать неудачно-контрастного рендера. В этом нет необходимости с HDR-картой, которые могут быть использованы в качестве единственного источника света для создания реалистичного освещения.

Естественно, в интернете можно найти множество качественных и бесплатных HDR-карт.

Кроме того, можно использовать infinite light (бесконечный свет) без каких-либо карт окружения для достижения более цветного/насыщенного мира. Если ваша сцена не полностью закрыта, и не планируется использовать SunSky, то хорошей идеей будет добавить пустой бесконечный свет, чтобы было чему отражаться.

Если вы используете Distant или Sun Only, Infinite может быть полезен для добавления в Sky, с или без карты окружения.

Distant (удалённый)

Удалённый источник света работает как точечный источник света, находящийся за всей геометрией сцены, похож на Sun. Можете считать, что это общий вариант солнечного света (и бесконечном свете как универсальной версии света неба).

Этот тип света часто используется в асбстрактных сценах, или сценах, которые находятся не на нашей планете (на момент написания статьи это Земля). ИС Sun в LuxRender пытается имитировать излучения спектра нашего собственного Солнца и цветовые помехи нашей атмосферы, наличие которых не было бы правильным или желательным в подобных сценах. Для сцен, имеющих быть место на Земле, как правило, предпочтительнее избегать дальнего света, и вместо этого использовать солнечный свет для окружения, а ИС Area и мешлайты для дополнительного освещения. Это потому, что Солнце является единственным источником света «на Земле», который ведёт себя как удалённый источник света.

IES data

IES-файлы содержат информацию о распространении света осветительного прибора. Эти файлы обычно распространяются производителями.

Различные IES

Основное предназначение IES состоит в передаче фотометрических данных реальных осветительных приборов; многие изготовители публикуют на своих сайтах бесплатные библиотеки IES. IES также можно создать с помощью специального ПО. Поскольку IES-профили могут быть применены к мешлайтам и Area, они могут быть использованы для управления углом распространения света. Area с IES-профилем от Spot будет светить как Spot, но будет иметь физические размеры. Так легче держать баланс интенсивности с другими физическими ИС. Однако, чтобы иметь физическую интенсивность специфического IES с корректным масштабом, IES должен использоваться с Point (меш и плоскости все равно создают правильную «форму», но интенсивность будет изменяться их мощностью, эффективностью и размером).

Слева: один четырёхугольный мешлайт с использованием IES с «узким конусом»: полученный свет (из цилиндра) создаёт «лепестки», как если бы стороны были отдельными прожекторами, справа: IES с «широким конусом» создаёт почти однородное освещение кольцевой формы.

Соответствующие диаграммы IES

Эти простые формы делают свет в виде «конуса», более сложные формы создают различные эффекты освещения (например). На диаграмме изображено то, что вы можете видеть в программах для просмотра или создания IES-файлов. Например, в центре источник света. Вокруг него бесконечные лучи собираются во всех направлениях (как правило, представленные в 2D, 3D формы получаются путем визуализации вращения 2D-графика вокруг линии на плоскости).

Каждый луч представляет свет, идущий из лампы в определённом направлении (в направлении пола, стен, потолка). Длина луча — это интенсивность света в этом направлении. Форма, которую вы видите, сделана по концам всех лучей.

Круг означает одинаковую интенсивность во всех направлениях, узкий и высокий эллипс означает узкий конус света сверху вниз (или вверх). Единицы измерения интенсивности: интенсивность во всех направлениях влияет на общую яркость лампы; свет, посылающий лучи с максимальной интенсивностью (1.0) на небольшой угол (диаграмма с эллипсом), будет темнее, чем свет с интенсивностью 1.0 во всех направлениях (круговая диаграмма). Большинство IES-файлов имеют 2D-диаграмму, означающую, что свет распределяется симметрично, вокруг оси лампы. Некоторые файлы имеют 3D-диаграмму, состоящую из двух частей (вторая создана вдоль оси лампы, но повёрнута на 90%). В ies viewer они представленный красным и розовым. Для размещения этих асимметричных источников света сцене рассчитывается вертикальное вращение вокруг оси.

К сожалению, нет никаких стандартов интенсивности.

Типы диаграмм: та, что что выше является «полярных» визуализацией IES с лучами, нарисованными вокруг центра (используется в iesviewer и iesgen4). Другой возможной визуализацией является декартова диаграмма, используемая в iesgen3, она показывает интенсивности лучей на оси Y и направление по оси Х (слева их интенсивность в центре конуса (ось света), справа интенсивность, перпендикулярная ему). Это мнее интуитивно, но делает легче рисование простых кривых для большинства IES.

Освещённая одним проектором комната

Вверху: «узкий конус» IES в iesgen 3
Внизу: IES с похожими углом конуса, но более отчётливый (меньший угол полутени).

Полезные ссылки: (freeware, для Windows, работает в Wine) [1] [2] [3] [4] [5]

Цвет и спектр

LuxRender рассчитывает цвета света, используя данные спектра. Если в качестве входа используется RGB-цвет, LuxRender генерирует физически правдоподобный спектр, основанный на требуемом цвете. Реализация основана на статье Брайана Смитса.

Однако, используя спектр текстур, вы также можете определить спектр для источников света различными способами.

Комментарии