Рендер что это такое в дизайне
Что такое рендер или рендеринг
Что такое рендер ( render / rendering )?
Сфера применения
Рендеринг сцен используется в: компьютерных видеоиграх, симуляторах, фильмах, рекламных роликах, телевизионных спецэффектах и архитектурной 3D визуализации. Каждая сфера деятельности использует различный баланс функций и методов просчета. Рассмотрим пару примеров применения рендеринга более детально:
В этой рекламе производитель заменил настоящую пачку чипсов на 3d модель с последующим рендером. Это позволило сэкономить много времени при производстве рекламного ролика на разные рынки сбыта. Поскольку пачка чипсов для разных стран будет выглядеть по-разному, нет необходимости снимать сотни дублей с разными вариантами пачки. Достаточно одного ролика, а пачку теперь можно сделать любую.
Теперь на телеэкране реальным можно сделать все и всех. Нет необходимости в макетах, манекенах, париках, гриме. 3d модель с последующим рендерингом экономит время и средства необходимые на производство спец-эффектов.
Рендер студии Viarde, сделанный для одной из мебельных фабрик. Производителям мебели, света, техники т.п., больше нет необходимости оплачивать дорогостоящие фото студии, чтобы наилучшим образом представить свои продукты. За несколько дней и с намного меньшей стоимостью это сделают студии занимающиеся 3d визуализацией.
Системы рендеринга
Системы рендеринга которые используются 3D редакторами для просчета (отрисовки) визуализации бывают встроенные в программу или внешние подключаемые (устанавливаться отдельно). Чаще внешние системы рендеринга имеют лучше качество визуализации чем встроенные, потому что они разрабатываться не зависимо от 3D редактора, и команда разработчиков работает только над усовершенствованием своего продукта не отвлекаясь на работу с 3D редактором. У команд разрабатывающих внешние рендеры больше времени и возможностей на то, чтобы сделать свой продукт лучшим на рынке. Но из-за этого чаще всего, в отличие от встроенных рендер систем за них придется заплатить дополнительно.
Внутри рендеринг представляет собой тщательно разработанную программу, основанную на выборочной смеси дисциплин, связанных с: физикой света, визуальным восприятием, математикой и разработкой программного обеспечения.
В случае 3D-графики рендеринг может выполняться медленно, как в режиме предварительного рендеринга (pre-rendering), так и в режиме реального времени (real time rendering).
Рендеринг в реальном времени: выдающаяся техника рендеринга, используемая в интерактивной графике и играх, где изображения должны создаваться в быстром темпе. Поскольку взаимодействие с пользователем в таких средах является высоким, требуется создание изображения в реальном времени. Выделенное графическое оборудование и предварительная компиляция доступной информации повысили производительность рендеринга в реальном времени.
Рендеринг в архитектурной 3D визуализации
На сегодняшний день самыми популярными и качественными системами для архитектурной 3d визуализации являются Vray и Corona Renderer. Обе системы принадлежат одному разработчику Chaos Group (Болгария).
Vray появился еще в 2000 году и хорошо себя зарекомендовал во многих сферах визуализации благодаря своей гибкости и широкому набору инструментов для включения в рабочий процесс различных студий, будь то анимационные или архитектурные компании.
Основные достоинства V-Ray:
1. Поддерживает сетевой рендер несколькими компьютерами.
2. Очень широкий спектр настроек для разных задач связанных с трехмерной графикой.
3. Огромный набор материалов.
4. Поддерживает большой набор пассов для композинга картинки или видео.
Главное достоинство Corona Renderer это очень реалистичная визуализация при простых настройках системы. Она отлично подойдет для новичков, перед которыми стоят простые задачи.
Скорость рендера
Рендер системы при работе как все остальные программы установленные на компьютер требует для просчета изображения определенные ресурсы вашего ПК. В основном требуется мощность процессора и количество оперативной памяти. Такие рендер системы называются CPU Rendering. Есть еще GPU Rendering, это рендер системы просчитывающие изображения с помощью видеокарты ( процессора ). Например Vray имеет возможность рендерить и CPU и GPU.
Время рендеринга зависит от некоторых основных факторов: сложности сцены, количества источников света, наличия высокополигональных моделей, прозрачных или отражающих материалов.
Поэтому рендеринг требует больших мощностей. Обычный офисный ПК не подойдет для этой задачи. Если вы собираетесь рендерить, вам нужна особая сборка компьютера, что бы этот процесс проходил быстро. Все рендер системы имеют разные настройки, где-то больше где, то меньше. Их можно менять что бы получить картинку быстрее, но при этом придется экономить на ее качестве.
Лучший способ для того чтобы, сократить время просчета картинки это использовать сетевой рендеринг или готовую рендер ферму в интернете. Можно распределить рендер между разными компьютерами через локальную сеть или интернет. Для этого все компьютеры участвующие в процессе должны иметь такую же программу для рендеринга, такой же 3д редактор и такие же плагины, как и основной компьютер с которого запускается рендер.
История и основы вычислительных процессов рендеринга
Самое современное программное обеспечение сочетает в себе два или более методов просчета света для получения достаточно хороших результатов при разумных затратах времени.
Scanline rendering и растеризация
Высокоуровневое представление изображения обязательно содержит элементы, отличные от пикселей. Эти элементы называются примитивами. Например, на схематическом рисунке отрезки и кривые могут быть примитивами. В графическом пользовательском интерфейсе окна и кнопки могут быть примитивами. В 3D-рендеринге треугольники и многоугольники в пространстве могут быть примитивами.
Если pixel-by-pixel подход к визуализации нецелесообразен или слишком медленен для какой-либо задачи, тогда primitive-by-primitive подход к визуализации может оказаться полезным. Здесь каждый просматривает каждый из примитивов, определяет, на какие пиксели изображения он влияет, и соответственно модифицирует эти пиксели. Это называется растеризацией, и это метод рендеринга, используемый всеми современными видеокартами.
Растеризация часто быстрее, чем pixel-by-pixel рендеринг. Во-первых, большие области изображения могут быть пустыми от примитивов; Растеризация будет игнорировать эти области, но рендеринг pixel-by-pixel должен проходить через них. Во-вторых, растеризация может улучшить когерентность кэша и уменьшить избыточную работу, используя тот факт, что пиксели, занятые одним примитивом, имеют тенденцию быть смежными в изображении. По этим причинам растеризация обычно является подходящим выбором, когда требуется интерактивный рендеринг; однако, pixel-by-pixel подход часто позволяет получать изображения более высокого качества и является более универсальным, поскольку он не зависит от такого количества предположений об изображении, как растеризация.
Ray casting
Ray casting в основном используется для моделирования в реальном времени, такого как те, которые используются в трехмерных компьютерных играх и мультипликационных анимациях, где детали не важны или где более эффективно вручную подделывать детали, чтобы получить лучшую производительность на этапе вычислений. Обычно это тот случай, когда нужно анимировать большое количество кадров. Результаты имеют характерный «плоский» внешний вид, когда никакие дополнительные приемы не используются, как если бы все объекты на сцене были окрашены матовым покрытием или слегка отшлифованы.
Моделируемая геометрия анализируется попиксельно (pixel-by-pixel), построчно (line by line), с точки зрения наружу, как если бы лучи отбрасывались от точки взгляда. Там, где объект пересекается, значение цвета в точке может быть оценено с использованием нескольких методов. В самом простом случае значение цвета объекта в точке пересечения становится значением этого пикселя. Цвет можно определить по текстурной карте. Более сложный метод заключается в изменении значения цвета с помощью коэффициента освещения, но без расчета отношения к моделируемому источнику света. Чтобы уменьшить артефакты, количество лучей в слегка разных направлениях может быть усреднено.
Может быть дополнительно использовано грубое моделирование оптических свойств: обычно очень простое вычисление луча от объекта к точке зрения. Другой расчет сделан для угла падения световых лучей от источника(ов) света. И из этих и указанных интенсивностей источников света вычисляется значение пикселя. Или можно использовать освещение, построенное по алгоритму radiosity. Или их сочетание.
Radiosity
Оптическая основа симуляции состоит в том, что некоторый рассеянный свет из данной точки на данной поверхности отражается в большом спектре направлений и освещает область вокруг него.
Техника симуляции может варьироваться по сложности. Многие изображения имеют очень приблизительную оценку радиуса, просто слегка освещая всю сцену с помощью фактора, известного как окружение. Однако, когда расширенная оценка Radiosity сочетается с высококачественным алгоритмом Ray tracing, изображения могут демонстрировать убедительный реализм, особенно для интерьерных сцен.
В расширенной симуляции radiosity рекурсивные, конечно-элементные алгоритмы «отражают» свет назад и вперед между поверхностями в модели, пока не будет достигнут некоторый предел рекурсии. Таким образом, окраска одной поверхности влияет на окраску соседней поверхности, и наоборот. Результирующие значения освещенности по всей модели (иногда в том числе для пустых пространств) сохраняются и используются в качестве дополнительных входных данных при выполнении расчетов в модели наведения луча или трассировки лучей.
Из-за итеративного/рекурсивного характера техники сложные объекты особенно медленно подражают. Расширенные расчеты radiosity могут быть зарезервированы для расчета атмосферы комнаты, от света, отражающегося от стен, пола и потолка, без изучения вклада, который сложные объекты вносят в radiosity, или сложные объекты могут быть заменены в вычислении radiosity более простым объекты одинакового размера и текстуры.
Если в сцене наблюдается незначительная перегруппировка объектов radiosity, одни и те же данные radiosity могут повторно использоваться для ряда кадров, что делает radiosity эффективным способом улучшения плоскостности приведения лучей без серьезного влияния на общее время рендеринга на кадр. Из-за этого, radiosity стал ведущим методом рендеринга в реальном времени, и был использован для начала и создания большого количества известных недавних полнометражных анимационных 3D-мультфильмов.
Ray tracing
Ray tracing является продолжением той же технологии, которая была разработана при Scanline и Ray casting. Как и те, он хорошо обрабатывает сложные объекты, и объекты могут быть описаны математически. В отличие от Scanline и Ray casting, Ray tracing почти всегда является методом Монте-Карло, который основан на усреднении числа случайно сгенерированных образцов из модели.
В этом случае сэмплы представляют собой воображаемые лучи света, пересекающие точку обзора от объектов в сцене. Это в первую очередь полезно, когда сложный и точный рендеринг теней, преломление или отражение являются проблемами.
В конечном итоге, при качественном рендеринге работы с трассировкой лучей несколько лучей обычно снимаются для каждого пикселя и прослеживаются не только до первого объекта пересечения, но, скорее, через ряд последовательных «отскоков», используя известные законы оптики, такие как «угол падения равен углу отражения» и более продвинутые законы, касающиеся преломления и шероховатости поверхности.
Как только луч либо сталкивается с источником света, или, более вероятно, после того, как было оценено установленное ограничивающее количество отскоков. Тогда поверхностное освещение в этой конечной точке оценивается с использованием методов, описанных выше, и изменения по пути через различные отскоки оцениваются для оценить значение, наблюдаемое с точки зрения. Это все повторяется для каждого сэмпла, для каждого пикселя.
В некоторых случаях в каждой точке пересечения может быть создано несколько лучей.
Как метод грубой силы, Ray tracing была слишком медленной, чтобы рассматривать ее в режиме реального времени, и до недавнего времени она была слишком медленной, чтобы даже рассматривать короткие фильмы любого уровня качества. Хотя она использовалась для последовательностей спецэффектов и в рекламе, где требуется короткая часть высококачественного (возможно, даже фотореалистичного) материала.
Однако усилия по оптимизации для уменьшения количества вычислений, необходимых для частей работы, где детализация невелика или не зависит от особенностей трассировки лучей, привели к реалистической возможности более широкого использования Ray tracing. В настоящее время существует некоторое оборудование с аппаратной ускоренной трассировкой лучей, по крайней мере, на этапе разработки прототипа, и некоторые демонстрационные версии игр, в которых показано использование программной или аппаратной трассировки лучей в реальном времени.
Пара интересных фактов про рендеринг
Например фильм «Аватар» Джеймса Камерона рендерился на 34 стойках HP с 32 блейдами HP Proliant BL2x220c в каждой 40 000 процессорных ядер и 104 Тб RAM. При такой мощности на один кадр уходило около 50-ти часов.
А известная мультипликационная компания Pixar, которая сделала такие мультфильмы как «Волли» и «Тачки», разработала для своих проектов собственную рендер систему которая называется Pixars RenderMan. Этот рендер направлен на быстрый просчет сложных анимационных эффектов, таких как: вода, облака, шерсть, волосы и другое.
С каждым днем рендер системы используются все больше в разных сферах деятельности. Для фильмов, мультфильмов, архитектуры, рекламы, промышленности, автомобилестроения и многие другое. Так что если вы видите где, то статическое изображение или анимацию, вполне возможно что это результат рендеринга.
Рендер что это такое в дизайне
Секреты дизайнеров. 3D-визуализация: сравниваем интерьер на фото и рендерах
Сегодня мы постараемся ответить на вопрос, которым задаются многие заказчики накануне ремонта: действительно ли необходима 3D-визуализация или это способ дизайнера на вас больше заработать? О том, зачем нужны рендеры и в каких случаях без них не обойтись, нам рассказал руководитель студии Dia, дизайнер Дмитрий Воюнков.
Столичные дизайнеры разделились на два лагеря. Одни уверены в необходимости 3D визуализации, другие убеждают в обратном. Так как же быть?
При первом подходе дизайнер сначала продумывает планировочные решения, концепцию интерьера, подбирает мебель и материалы. Затем он работает над итоговыми чертежами и только потом предлагает заказчику сделать визуализацию. При таком подходе дизайнеры и сами не часто настаивают на 3D-варианте: определенный образ интерьера у них уже сложился, а разработка детальной визуализации займет время. В этом случае Вы во многом доверяетесь дизайнеру, и основная часть вопросов будет решаться на этапе воплощения интерьера.
Второй подход предполагает иную последовательность. Вначале разрабатывается детальная объемная модель пространства, которая представляется заказчику в виде фотореалистичного изображения. После обсуждения и правок визуализации готовятся итоговые чертежи.
1. Объемное моделирование помогает выявить неявные ошибки, которые не видны на планировке или чертежах.
Только трехмерная модель позволяет понять, как будут выглядеть некоторые элементы: узлы примыкания потолков; объемные конструкции и ниши; сложные мебельные элементы; расположение светильников и многое другое. Оценивая стоимость визуализации, учитывайте, ошибка во время ремонта может обойтись гораздо дороже.
2. Она помогает передать целостность образа.
3. Возможность легко « редактировать» проект.
1. При создании готового « рендера» некоторые дизайнеры используют наиболее удачные ракурсы.
То есть, на картинке некое решение выглядит хорошо только благодаря выигрышно выбранному положению камеры. С других сторон все будет менее эффектно. Такое поведение дизайнера можно назвать неэтичным. Именно поэтому есть стереотип, что дизайнеры способны лишь сделать красивую картинку, но воплотить ее в жизнь — нет.
2. Слишком красивая визуализация.
Речь идет о том, что дизайнер не учитывает наличие бытовых вещей: кухонная техника, книги, сувениры — присутствие этих вещей нужно учитывать. Без них интерьер выглядит лощеным, но не соответствует тому, что будет на самом деле. Или другой вариант, когда дизайнер для визуализации использует более дорогие материалы, а для реального ремонта — дешевые аналоги. Естественно, общая картинка будет отличаться. Поэтому зачастую мы видим неудачный интерьер, сделанный по хорошей картинке.
3. Использование в визуализации того, что невозможно воплотить в жизнь.
Или возможно, но слишком сложно, долго и затратно. Идея креативная, заказчик в восторге и согласен на все. Но при реализации дизайнер понимает, что он увлекся. Это слишком проблематично или накладно, и приходится отказаться от идеи. В итоге помещение выглядит далеко не так, как было на картинке.
Подведем итоги. Если вы хотите увидеть, как будет выглядеть ваш будущий интерьер, то 3D-визуализация — лучший способ. При этом ее должен делать профессиональный дизайнер с практическим опытом реализации интерьеров, а не просто человек, создающий « красивые картинки». Нарисовать их можно легко, а воплотить в жизнь иногда проблематично. Не каждый талантливый художник — хороший дизайнер.
Еще стоит подчеркнуть, что это нормальная практика, когда конечный результат ремонта слегка отличается от рендеров. В процессе ремонта происходит незначительная корректировка проекта, обычно в лучшую сторону. Иногда меняются какие-то предметы мебели, цвет столешниц, форма светильников и так далее — это вполне в порядке вещей. Грамотные дополнения может внести специалист по мебели, по текстилю, по свету — все это ведет только к совершенствованию интерьера. Также многие решения меняются с целью элементарной экономии без ухудшения качества, но с изменением цвета или фактуры.
Для сравнения рендеров и фото важно, в какое время суток проходила съемка помещения. Если фото сделаны при дневном свете, а рендер — в вечернем освещении, то, понятное дело, они будут отличаться. Плюс сами заказчики могут передумать: выбрать другой цвет стен или вместо декоративного кирпича остановиться на штукатурке.
Фото и рендеры: авторские работы дизайн-студии Dia
Как научиться рисовать любые материалы?
Что такое рендер и как с ним справиться? Как использовать материалы в дизайне и избежать досадных ошибок? Расскажем на примере курса «Рисование материалов». Упражнения и советы из статьи можно использовать вне курса.
Хороший рендер дает нам ответы на все вопросы — что мы видим, где оно находится и для чего используется.
Рендер как этап
Практиковаться в рисовании материалов нужно для того, чтобы ваши работы выглядели реалистично и убедительно. При этом не важно, в какой стилистике вы рисуете — в мультяшной или с упором на реализм. Зритель должен понимать что он видит перед собой. Эту задачу художник решает на этапе рендера.
Термин «рендер» часто используется в цифровом рисовании. Он перекочевал к CG-художникам из сферы 3D-моделирования. Корни само слово берет из позднелатинского reddere, которое изначально означало «возвращать, восстанавливать». По сути, рендер — это финальный этап визуализации объекта, на котором он приобретает конечный вид. Синонимами являются также слова «прорисовка» и «отрисовка».
Простой серый круг благодаря магии рендера превращается в увесистый стальной шар. Мы рассказали в этой статье, как рисовать сферы из разных материалов.
База — прежде всего
Перед тем, как приступать к рисованию, нужно понимать, что умение реалистично изображать материалы — это лишь верхушка айсберга. Без базовых знаний такой навык практически бесполезен; он работает только в связке с другими. Как бы круто ни были зарендерены доспехи и меч рыцаря, они не зацепят внимание, если у них будет скучный дизайн. Неверная тоновая разбивка или неудачно подобранные цвета тоже не сделают рисунок привлекательнее.
Форма, светотеновой тон и цвет являются важнейшими составляющими рисунка. Автор — Christian Bravery.
«Курс «Рисование материалов» — логическое продолжение цепочки курсов: «Основы CG-рисунка» —> «Скетчинг и форма» —> «Рисование материалов». Поэтому, исходя из этой логики, ваше изучение материалов будет более эффективным, если вы уже владеете азами цифрового рисования, умеете генерировать интересные формы и силуэты, а также изображать объекты в разных ракурсах. Тем не менее, на курсе мы не просто учим рисовать железо, камень и т.д., но уделяем внимание дизайну и передаче форм».
Иван Смирнов, основатель школы Smirnov School.
Способность материалов отражать, пропускать и поглощать свет является их фундаментальны свойством. По сути все, что мы видим — это световые волны, которые отразились от предметов. Их затем улавливают наши глаза. По данному признаку большую часть материалов можно условно разделить на три группы — матовые, глянцевые и прозрачные. На эти блоки и разбит курс «Рисование материалов». Также добавлен четвертый блок, где разбираются материалы со сложной структурой и объясняются принципы, которым стоит следовать в дизайне.
«Обучение на курсе построено по принципу изолированного освоения. Любой навык лучше тренировать, не отвлекаясь на что-то другое. Студенты осваивают каждый тип материала отдельно и тренируются на заранее заготовленных предметах простой формы. Так мы пропускаем работу, которая предшествует этапу рендера и сосредотачиваемся на теме курса».
Андрей Астахов, автор курса «Рисование материалов».
Теперь пробежимся по особенностям материалов, расскажем, какие ошибки чаще всего допускают студенты и как их избежать.
Блок 1. Матовые материалы и общие правила
«Матовый материал является одним из самых сложных для рисования. Как показывает практика, студенты больше усердствуют в работе с бликами и отражениями. Принципы изображения матовых поверхностей они при этом упускают, считая, что это простейший этап обучения».
Иван Смирнов, основатель школы Smirnov School.
Особенности передачи материала
Курс начинается с изучения матовых материалов, поскольку на них удобно тренироваться в передаче формы и объема и разбираться с освещением. При этом не нужно отвлекаться на расстановку бликов и прорисовку отражений.
Способность предметов отражать свет во многом зависит от состояния их поверхности и способности пропускать свет. Матовые материалы — они же чаще всего являются диэлектриками, т.е. неметаллами — обычно имеют шероховатую поверхность. Световое излучение отражается от неровностей поверхности во всех направлениях, а в диэлектриках даже проникает в верхние слои материала. Поэтому каждая грань предмета будет казаться однотонной. На матовых материалах нет ярко выраженных бликов, отражений и глубоких теней, а переходы между светом и тенью — плавные.
В физике такой тип отражения называется диффузным.
Матовые материалы часто имеют природное происхождение. Ими могут быть камень или древесина, не подвергшиеся обработке. Природа редко использует ровные линии, поэтому силуэты таких материалов не будут иметь идеальную форму.
Неровности поверхности бывают столь большими, что искажают силуэт. Это улучшает узнаваемость материала.
Освещение
Вопрос о том, как осветить объект, возникает с первого задания. Пока вы тренируетесь, советуем придерживаться классической схемы постановки освещения. Она предусматривает три источника света:
Трехточечная схема освещения улучшает читаемость формы предмета.
Для того, чтобы цвета были выразительнее, художнику следует помнить про золотое правило живописи — свет теплый, а тень холодная (или наоборот, подробнее тут). Так нам удастся не только внести разнообразие в цветовую палитру, но и сделать освещение естественным.
Разные инструменты для разных задач
Важно понимать, когда какие инструменты использовать. Например, какую кисть взять для формирования краев — жесткую или мягкую, и как с ней работать, чтобы избежать «мыльности». Часто это не вопрос выбора одного инструмента, а целого пайплайна (рабочего процесса, который включает и инструменты, порядок работы с ними). На курсе разбирают несколько таких пайплайнов: послойное рисование от черно-белой основы, покраска с помощью «карт градиентов» (о ней ниже) и другие.
Для рисования простых матовых материалов подходит метод отрисовки от ч/б с прорисовкой теней от рассеянного света (ambient occlusion, подробнее — тут). Делается это мягкой кистью, тени выделяются с помощью лассо, предмет красится послойно, с учетом разных режимов наложения. Чтобы не выходить за края фигуры, используются маски. Метод классический, но рабочий. Подробнее о нем тут.
Совет. Составляйте чек-листы с характеристиками материалов
Хорошая практика — составлять списки характерных признаков каждого материала. На курсе студенты формируют их на базе материалов лекции, вы можете составить их самостоятельно.
Если не совсем понятно, что искать, можно посмотреть на характеристики материалов, которые используются в 3D-программах. Почитать о разных характеристиках можно, например, тут и тут, или подождать большой статьи по отрисовке материалов, которую мы сейчас разрабатываем.
Ошибки и решения
Ошибка I. Рисуем вообще без референсов
Бывает, что студенты пренебрегают использованием референсов. «Ну я уж точно знаю, как выглядит дерево», — могут подумать они. Однако при рисовании по памяти можно упустить важные нюансы, о которых мы не задумываемся, когда смотрим на объект. В результате ухудшается узнаваемость материала.
Решение
Не пренебрегаем референсами. Это не чит и не мошенничество, а нормальная практика. Копирование и опора на реальные примеры — основа любого художественного обучения.
Домашнее задание с первого блока Студенты учатся изображать матовые материалы: керамику, камень, дерево, сыр. Конечно, в процессе они плотно опираются на референсы.
Ошибка II. Тонем в референсах
Есть и другая сторона — использование слишком большого количества референсов для одной учебной работы. В таком случае легко запутаться в цвете и текстурах, а студент тратит очень много времени на создание одного рисунка, что неэффективно.
Решение
Каждый референс который вы отобрали, должен решать определенную задачу. Например: освещение, цвет, фактура-текстура, ракурс. Если вы не понимаете, как использовать остальные референсы, посмотрите их, вдохновитесь и сложите в папочку. Если они понадобятся, вы вернетесь к ним позже.
«Не нужно пытаться создать шедевр из учебной работы. На курсе мы нарабатываем визуальную библиотеку, поэтому лучше сделать за час 6 «стадиков» по материалу, чем один. Это же касается и тех моментов, когда студенты излишне увлекаются детализацией. Нужно вовремя остановить себя и оставить зоны отдыха».
Дарья Овчинникова, ментор курса «Рисование материалов».
Ошибка III. Не учитываем влияние среды
Некоторые студенты рисуют предметы отдельно от фона. В итоге, несмотря на светло-серый фон, они получаются слишком темными или светлыми. Это происходит потому, что студенты не учитывают среду.
Решение
«Рендер — это как раз про то, как объект и среда взаимодействуют между собой. Когда мы рисуем стадики, нужно обращать внимание на тон задника — он показывает интенсивность заполняющего света».
Дарья Овчинникова, ментор курса «Рисование материалов».
В абстрактной комнате, в которой находится предметы, достаточно заполняющего света, чтобы осветлить затененные участки.
Блок 2. Глянцевые материалы
Далее студенты переходят к изучению глянцевых материалов. Так проще: совсем базовые понятия уже изучены, можно вдаваться в нюансы, увеличивая сложность по нарастающей.
Особенности изображения
Ровные гладкие поверхности отражают свет гораздо лучше, чем пористые и шероховатые (матовые). Световое излучение в таком случае сфокусировано. Поэтому наши глаза видят на самом освещенном участке яркое пятно — блик.
На этой гифке видно, как матовая сфера становится блестящей благодаря глянцевитым отражениям.
Поскольку большая часть фотонов отражается в одном направлении, затененные участки получают меньше света. От этого тени становятся глубже. Тени и блики повторяют форму предмета, поэтому к их прорисовке нужно подойти особенно ответственно.
Яркость блика и глубина теней зависят от отражательной способности материала. По сути, глянцевый блеск — это промежуточное состояние между диффузным рассеиванием света и зеркальным отражением, когда свет максимально сфокусирован. Поэтому его интенсивность может сильно изменяться.
Четкость блика и теней напрямую зависит от гладкости поверхности.
Как ускорить отрисовку материалов
Рисовать несколько материалов сложнее и дольше, чем один. Особенно если художнику нужно сразу все: и световой тон сохранить, и материалы передать, и работу быстро закончить.
Один из способов решить эту проблему — начать работать с ч/б, а потом покрасить картинку с помощью инструмента Adobe Photoshop: «Карты градиентов» (Gradient Maps). Этот метод широко применяется в индустрии, учат ему и на курсе. В русскоязычном сообществе о нем много рассказывал Артур Гимальдинов.
Основные принципы работы с картами градиентов описываются в этом видео:
Марк Брюнет (Marc Brunet) красит ч/б-иллюстрацию с помощью карт градиентов.
Ошибки и решения
Ошибка I. Отражения и тени неправильной формы
Бывает, что студенты рисуют блики и тени случайным образом. При этом теряется ощущение объемности и формы предмета, он выглядит неестественно.
Решение
«Тени и отражения нужно рисовать с учетом формы предмета. Как проконтролировать этот момент? На отдельном слое можно нарисовать сетку по форме предмета или оставить линии построения, а затем сверяться с ними».
Дарья Овчинникова, ментор курса «Рисование материалов».
Одно из упражнений на курсе. С помощью простых фигур студенты учатся правильно расставлять блики и тени.
Ошибка II. Не учитываем влияние среды (опять)
Окружающая среда влияет на все объекты. При этом чем выше отражательная способность материала, тем больше ее влияние. Хром, к примеру, и вовсе является отражением среды, искаженным под форму предмета. Однако, студенты иногда повторяют ошибку первой недели и вновь не учитывают окружение. Найдя, например, фото с кувшином на светлом фоне, они рисуют предмет из того же материала, но уже на темном фоне. При простом копировании референса в таком случае тени будут слишком светлыми, что является ошибкой. Объект не впишется в окружение.
Решение
«Лучший способ понять, как работает отражение — это найти предмет из подходящего глянцевого материала и хорошенько его повертеть. Если такого нет под рукой, то можно поискать видео. Мы учим анализировать референсы, а не бездумно их срисовывать».
Дарья Овчинникова, ментор курса «Рисование материалов».
Домашние задания второй недели учат студентов работать с глянцевыми материалами, регулировать их отражательную способность, а также анализировать референсы.
Блок 3. Прозрачные и полупрозрачные материалы
Теперь переходим к материалам с разной степенью прозрачности: стеклу, драгоценным камням и т.п. Изучаем, как они будут выглядеть в разных сеттингах: полированное стекло в сай-фай и фэнтези мирах будет выглядеть по-разному.
Особенности изображения
Прозрачные материалы способны пропускать сквозь себя световое излучение. Оно преломляется в зависимости от формы предмета, но при этом не теряет фокусировку, т.е. не рассеивается. В этом прозрачные материалы очень похожи на зеркальные, но с той лишь разницей, что мы видим не только то, что находится перед объектом, но и то, что позади него.
«Если мы рисуем стеклянную сферу, то стоит делать все на разных слоях. На одном — нарисовать преломленные предметы позади сферы, а на другом — то, что отражается в ней.Так мы сегментируем задачи и не путаем две разных части окружающей среды».
Иван Смирнов, основатели школы Smirnov School.
Примеры того, как стеклянная сфера и вода преломляют изображение.
В идеале свет внутри материала движется по прямой линии, но из-за его структуры фотоны могут сильно менять свою траекторию и рассеиваться в разные стороны. Если посмотреть сквозь такой материал, то мы увидим мутную картинку. Особенно этот эффект проявляется у полупрозрачных материалов.
«На третьей неделе курса студенты рисуют склянки — пустые и заполненные жидкостью. Это помогает понять, как работает подповерхностное рассеивание в полупрозрачном материале, и как ведет себя стекло, которое в данном случае является разделителем сред».
Иван Смирнов, основатель школы Smirnov School.
Домашние задания продолжают усложняться. На предметах третьей недели мы не только изучаем новые материалы, но закрепляем навыки, полученные в предыдущих блоках.
Ошибки и решения
Ошибка I. Добавляем слишком много бликов
В попытках показать, что на рисунке изображена вода, стекло или драгоценный камень, можно увлечься с расстановкой бликов. Тогда они появятся там, где их не должно быть.
Решение
«Важно помнить, что блик — это отражение источника света, и располагается он на выпуклой части освещенной поверхности. Блика не будет там, куда не падает свет».
Дарья Овчинникова, ментор курса «Рисование материалов».
Блик принимает форму источника света. В данном случае им является прямоугольное окно.
Ошибка II. Скучные цвета на рисунке
Богатство оттенков делает работу живописной и интересной. Однако, боязнь взять не тот цвет приводит к ограничению количества используемых цветов. В итоге жидкость в склянках становится слишком выбеленной, скучной и плоской.
Решение
«Чтобы оживить картинку, можно добавить к основному цвету каустической тени оттенки соседнего по спектру. Так наша палитра станет богаче».
Дарья Овчинникова, ментор курса «Рисование материалов».
Бирюзовое зелье стало выглядеть интереснее благодаря примеси зеленого цвета рядом с каустикой — местом, где резко возрастает интенсивность света благодаря фокусирующему свойству изогнутого стекла.
Ошибка III. Нет композиционного фокуса
Решение
«При работе над предметом нужно задуматься о том, на что вы хотите обратить внимание зрителя. Цвета не должны спорить между собой. Для этого нужно контролировать не только их тон, яркость и насыщенность, но и площадь, которую они занимают на предмете. По этому параметру цветовые пятна можно разделить на базу, нюанс и акцент».
Дарья Овчинникова, ментор курса «Рисование материалов».
В работе важно соблюдать баланс в соотношении цветовых пятен.
Что такое БНА?
БНА — это те самые база, нюанс и акцент, о которых говорила Дарья выше. Базовый цвет занимает наибольшую площадь на предмете. В примере этого блока обучения базой выступает жидкость в склянках. Остальные группы цветов подбираются по отношению к базе. Нюанс — это то, что является дополнением к основному цвету, а акцент — контрастом, который и притягивает взгляд зрителя.
Блок 4. Сложные материалы. Собираем все вместе
Сложные материалы и их свойства
В завершающем блоке обсуждаем свойства некоторых материалов, которые могут вызвать затруднения при рендере. Чтобы убедительно их нарисовать, референс просто необходим.
1. Перлисцентность — свойство материала изменять свой цвет в зависимости от угла, под которым мы смотрим на предмет. Такой предмет будет переливаться всеми цветами радуги. Это происходит благодаря интерференции светового излучения. Суть процесса заключается в том, что луч света разделяется, его волны многократно отражаются и накладываются друг на друга, изменяя свою интенсивность.
Белый свет в результате интерференции раскладывается по цветам видимого спектра.
2. Анизотропия — это способность материала иметь разные свойства в разных направлениях благодаря его микроструктуре. Неровности в виде последовательно расположенных бороздок, волокон или царапин приводят к тому, что отражения растягиваются по поверхности анизотропного материала перпендикулярно направлению рельефа.
Важное условие для появления анизотропии — множество упорядоченных и тесно расположенных неровностей.
3. Свечение. В то время, как большинство материалов поглощают и отражают свет, некоторые его наоборот испускают. В таких случаях важно помнить, что сердцевина светящегося предмета будет самой яркой. Исходящее от нее излучение будет рассеиваться по мере удаления от источника.
Свечение имеет разную природу — это может быть нагретое тело, результат химической реакции, ионизирующего излучения и т.д.
Материалы как часть дизайна
Умение хорошо рисовать материалы — это еще не все. Мало кого впечатлит хорошо нарисованный кусок железной руды, но «зацепит» интересный меч, который усыпан самоцветами. В концепт-арте через материалы показывают не просто красивую картинку, но и рассказывают о назначении, функции элементов составного объекта. Например, металлическая окантовка защищает деревянный сундук от сколов, а драгоценная инкрустация говорит, что он принадлежит человеку с деньгами. Поэтому вопросу того, как комбинировать материалы в рамках одного предмета, на курсе уделяется особое внимание.
«Когда мы создаем что-то новое, нужно помочь зрителю ориентироваться в придуманном нами мире. Грубо говоря, если в дизайне есть две детали, предназначенные для одной и той же функции, то они должны быть из одного материала. Если функции разные, то и материалы тоже будут разные. На этой базовой логике должен строиться весь концепт».
Иван Смирнов, основатель школы Smirnov School.
Ошибки и решения
Ошибка I. Пытаемся уместить все и сразу на одном предмете
В задании четвертой недели студентам нужно рендерить перчатку. На этом этапе некоторые вновь стараются разработать дизайн без оглядки на референсы. При таком подходе он часто выходит несбалансированным.
Решение
Желание придумать что-то свое — похвально и правильно, однако на этапе обучения лучше научиться проверенному пайплайну и лишь затем приступать к экспериментам. Преподаватели курса советуют выбрать один ключевой референс для дизайна и цвета, а также не смешивать сеттинги и стили, чтобы можно было оценить, насколько хорошо студент умеет считывать информацию с референса и воспроизводить дизайн-код. Если без понимания намешать всего, получится каша.
В рамках обучения лучше нарисовать пять разных перчаток, чем пытаться уместить sci-fi, фэнтези и стимпанк на одной.
Как прокачать рисование материалов?
Вы можете учиться этому самостоятельно, плотно изучая каждый материал, или прийти к нам на курс. Если вы хотите к нам — будем рады вас видеть.
«Для того, чтобы справиться с курсом, достаточно уделять домашним заданиям 1-2 часа ежедневно. Если потратить на практику хотя бы 8 часов в неделю, то уже можно получить ощутимый результат».
Иван Смирнов, основатель школы Smirnov School.
Если хотите учиться сами, то советуем для начала нарисовать сферу нужного материала, после — хотя бы три предмета, сделанных целиком из этого же материала. Далее по этой же схеме переключиться на следующий материал, и только после этого пробовать их комбинировать.
Например, базовые материалы:
В любом случае полезной практикой будет принять участие в челленджах по отрисовке текстур. Их существует несколько: например, довольно известный от Джонатана Хардести. Его задача — нарисовать 500 шариков разных материалов.
Когда обычные сферы материалов приедаются, можно развлечься, превращая их в сюрреалистичных животных.