L`utilizzo di altri motori di rendering

L’utilizzo di altri motori
di rendering
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Mental ray, il motore di render più utilizzato, non è l’unico tra quelli integrati in 3ds
Max 2012; accanto ad esso troviamo innanzitutto lo Scanline, il motore di default che,
nonostante la sua semplicità di utilizzo, è utile nella renderizzazione di scene semplici, con materiali poco sofisticati, ed è proprio in questi casi che conviene utilizzarlo:
per guadagnare minuti preziosi! Tra i motori integrati a partire da questa versione
di 3ds Max c’è l’innovativo iray che, a dispetto di una semplicità di utilizzo estrema,
è in grado di generare immagini di sintesi foto realistiche in tempi davvero molto
brevi. Abbiamo già accennato alla possibilità di equipaggiare 3ds Max con motori di
renderizzazione alternativi a quelli integrati; molti di questi vengono utilizzati correntemente in produzioni pubblicitarie o cinematografiche per animazioni e visual
effects di grande impatto visivo. Si tratta di strumenti software che offrono molteplici
vantaggi ma – sopratutto – riducono sensibilmente il tempo di apprendimento, attraverso la semplicità delle opzioni e il buon risultato ottenibile anche senza essere
dei guru. Questi motori di renderizzazione quali per esempio Vray di Chaos Group,
Maxwell Render di Next Limit o Brazil di Splutterfish, sono quelli più diffusi e dei
quali abbiamo scelto di occuparci In ogni caso non c’è che l’imbarazzo della scelta!
Consultando siti internet e forum on line, gli articoli e i post pongono spesso v-ray
al centro dell’attenzione, ma questo non è sufficiente per affermare che sia il motore
migliore, significa però che è ampiamente diffuso. Per sperimentare le potenzialità di
ognuno dei software descritti vi consiglio di scaricarne le versioni di prova gratuite
dai rispettivi siti internet: non c’è niente di meglio che toccare con mano, prima di
scegliere il renderizzatore che fa per voi.
ScanLine
Il motore di rendering impostato per default all’interno di 3ds Max è lo Scanline che,
per la produzione dell’immagine di sintesi, utilizza il metodo della proiezione di una
retta orizzontale che intercetta le geometrie dall’alto verso il basso e renderizza in
quest’ordine le facce rilevate determinandone il colore. Lanciando un qualsiasi render
di prova si può notare come il motore operi per riga, e non per aree rettangolari come
mental ray o vray(figura 1.1). È come se si srotolasse una tapparella con l’immagine
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capitolo web 1
già pronta. Aprendo un nuovo documento di 3ds Max, il motore di rendering attivo
di default è proprio lo Scanline (figura 1.2).
Figura 1.1
Scanline intercetta le facce da renderizzare e ne
calcola il colore una riga per volta, a partire dall’alto
Figura 1.2
Scanline è impostato come renderer
di default nella sezione Assign Renderer
Si è gia accennato a come lo Scanline sia ancora utilizzato per la produzione di immagini di sintesi semplici ovvero che non contengano materiali complessi; esso, infatti,
non è in grado di rappresentare fenomeni fisici, quali l’illuminazione indiretta e le
caustiche, utili per laresa fotorealistica dell’immagine. Moltissimi parametri e opzioni
sono però gli stessi utilizzati per mental ray, di seguito verranno presi in considerazione solo quelli caratteristici di Scanline. La scheda Common – Comune, infatti, è comune a tutti i motori di rendering: si rimanda al capitolo precedente per informazioni
dettagliate sui parametri che contiene. La scheda Renderer – renderizzatore, invece,
contiene parametri propri dello Scanline. Innanzitutto, nella sezione Default Scanline
renderer, si definiscono quali proprietà della scena saranno calcolate dalla scansione
di rendering e quali invece saranno ignorate. Iniziamo con le proprietà della sezione
Options – Opzioni.
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L’utilizzo di altri motori di rendering
Figura 1.3
Finestra di dialogo
Render setup, scheda
Renderer di Scanline
•• Mapping – Mappatura: attiva o disattiva le impostazioni di mappatura dei materiali presenti nella scena. L’oggetto può essere renderizzato con il colore proprio
(verde uniforme) oppure renderizzato con tutti gli effetti che prevede il materiale
(es: verde della foglia di acero).
•• Shadow – Ombre: abilita o disabilita la creazione di ombre proiettate nel caso ci
fossero fonti luminose attive riducendo il tempo di renderizzazione (vedi differenze
tra le figure 1.4 e 1.5)
Figura 1.4
Esempio di render con ombre attivate
Figura 1.5
La stessa immagine con la funzione Shadow –
Ombra disattiva
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•• Enable SSE – Abilita SSE: attiva o disattiva le Streaming SIMD Extensions – Estensioni SIMD per lo Streaming. Queste estensioni fanno si che in rapporto al tipo di
processore interno del computer, si possa velocizzare il calcolo di rendering. SIMD
sta per Single Instruction, Multiple Data – Istruzioni single, dati multipli.
•• Auto Reflect/Refract And Mirrors – Auto riflesso/rifrazione e riflessioni: abilita o
disabilita la il calcolo di riflessioni, rifrazioni e l’utilizzo di mappe di riflessione.
•• Force Wireframe – Forza filo di ferro: attiva o disattiva la modalità di rendering
wireframe. Modalità che permette di renderizzare senza i materiali, solamente con
gli Edge – Segmenti che compongono la mesh. Lo spessore del filo che compone
il tutto è modificabile attraverso l’incrementatore Wire Thickness – Spessore Filo.
Tenete presente questa opzione: potrebbe succedere di desiderare delle immagini in
parte renderizzate ed in parte a filo di ferro. Preparate due render, uno con questa
opzione attiva e uno con l’opzione disattiva. Poi fondeteli con Photoshop a vostro
piacere.
Figura 1.6
Scena renderizzata con i materiali
le diverse tipologie di mapping
– mappatura:
Le immagini renderizzate possono essere dotate o meno di effetti che simulano una serie
di fenomeni visibili nella realtà. Le ricerche e i
progressi nel campo del rendering sono state
in gran parte motivate dal tentativo di simularli in modo accurato ed efficiente.
• Texture-mapping: è un metodo per definire i dettagli del colore di una superficie
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Figura 1.7
La stessa scena in versione Wireframe – Filo di ferro
mettendola in corrispondenza con un’immagine (texture)
• Bump-mapping: è un metodo per simulare irregolarità nella forma di una superficie mettendola in corrispondenza con
un’immagine (bump map) che definisce
una perturbazione fittizia della superficie,
usata solo per ricavarne una distorsione
della direzione perpendicolare (normale)
impiegata nei calcoli per la propagazione
della luce.
• Normal-mapping: è un metodo simile al
bump mapping in cui l’immagine definisce
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direttamente come perturbare la normale
della superficie in quel punto.
• Displacement-mapping: è un metodo simile al bump mapping in cui i chiaro-scuri di
un’immagine vengono utilizzati per definire un’effettiva perturbazione della forma
della superficie, producendo ad esempio
silhouette irregolari.
La sezione successiva – Antialiasing – è dedicata al calcolo dell’antialiasing, l’elaborazione che permette, in fase di rendering, di ammorbidire l’antiestetico effetto di
scalettatura che si crea sui bordi delle geometrie create con il calcolatore (che “ragiona”
per quadratini). Di antialiasing si è parlato al capitolo precedente descrivendo il parametro Sample quality di mental ray. In modo molto simile, qui è possibile selezionare
dalla tendina a scomparsa il livello di antialiasing necessario per il proprio rendering;
è possibile inoltre impostare su attivo/disattivo il Filter Maps – Filtro mappe per abilitare l’antialiasing anche alle mappe di tutti i materiali presenti in scena. All’interno
della scheda Raytracer – Tracciature del raggio (di luce) è possibile regolare o attivare/
disattivare diversi parametri riguardanti i materiali raytracer e il loro comportamento
durante la fase di rendering. Nella sezione Ray Depth Control – Controllo profondità
raggio è possibile impostare il numero massimo di riflessioni e la soglia minima sotto
la quale non verranno creati riflessi. La prima funzione viene determinata dall’inserimento di un valore numerico, che ha un escursione di 50 unità, all’interno di Maximum Depth – Profondità massima. La Cutoff Threshold – Soglia minima determina,
attraverso l’inserimento di un valore compreso tra 0 e 1, il grado di tolleranza riflessioni. Color To Use At Max Depth – Colore da usare alla massima profondità permette di
scegliere il colore che avrà un riflesso alla massima profondità; è possibile selezionare
Background – Sfondo per utilizzare il colore dello sfondo, solitamente il nero, o Specify – Specifica per impostare un colore differente da quello dello sfondo. L’area Global Raytrace Engine Options – Opzioni globali motore raytrace si occupa di attivare o
disattivare aspetti differenti riguardanti i materiali raytrace e il loro comportamento e
di escludere o includere delle geometrie dal calcolo raytrace.
Figura 1.8
La scheda Raytracer
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La scheda Render elements – Elementi di render corrisponde a quella già illustrata
per mental ray se avete bisogno di ripassare qualche opzione, tornate al capitolo precedente. Infine la scheda Advanced Lighting – Illuminazione avanzata consente di
selezionare un metodo i illuminazione avanzata che affianchi lo Scanline nell’approssimazione della luce ambientale scegliendo tra:
•• Light Tracer
•• Radiosity
Ognuno dei due plugin di calcolo della luce ambientale contiene dei parametri propri del metodo utilizzato. Dato da qualche versione di 3ds Max ci sono motori che
gestiscono in modo non approssimato queste condizioni di illuminazione, non ha
senso che se ne parli ancora. Concentrate la vostra attenzione sul motore di render che
segue. Questo riesce ad eseguire il calcolo dell’illuminazione in modo esatto!
Iray
Iray (o come recita il nome commerciale completo NVIDIA iray) rappresenta il futuro della renderizzazione in tutti i campi: architettura, design, cinema, cartoni animati,
pubblicità, video musicali… si tratta di un motore di rendering realizzato nel 2010
dalla azienda tedesca mental images ed utilizzato oggi in molte applicazioni di modellazione e rendering quali 3ds Max, Maya, Cinema4D, CATIA, ecc. L’obiettivo che iray
si pone è quello di riprodurre fedelmente la luce reale invece di approssimarla attraverso algoritmi che imitino gli effetti fisici prodotti dalla luce. I motori di rendering di
questo tipo, quelli che riproducono in modo reale la luce sono detti Un-biased mentre, al contrario, i motori che lavorano per approssimazione sono detti Biased; iray,
in quanto motore un-biased, calcola la luce in modo fisicamente corretto: il livello di
dettaglio che si può raggiungere è altissimo, la luce viene distribuita in modo capillare
e omogeneo, le ombre rappresentate sono fisicamente corrette, insomma si raggiunge
davvero una qualità fotografica. Per ottenere questi risultati, al contrario di quanto si
può pensare, i tempi di calcolo necessari sono inferiori rispetto a quelli impiegati dai
motori fin qui analizzati; iray, infatti sfrutta anche la potenza elaborativa della scheda
grafica, insieme a quella del processore centrale nella fase di elaborazione. Vale a dire
massimo realismo dell’immagine e abbattimento dei tempi. Ma quello che vi farà più
innamorare di questo motore sarà probabilmente la sua estrema facilità di utilizzo
legata alla semplicità dell’interfaccia: ricordate quante schede contengono le finestre
di dialogo per l’impostazione del render di mental ray e di scanline? E quante voci e
parametri complessi contiene ognuna di esse? Ne abbiamo appena finito di parlare!
Nel caso di iray, invece, sarete sorpresi dall’esiguità delle opzioni d’interfaccia: osservate la figura 1.9, la finestra Render setup – Impostazioni render di iray è composta da
solo una scheda oltre alla scheda Common – Comune! Diversamente da mentalray e
da altri renderizzatori con tecnologia ray-tracing, la qualità del render con iray non
dipende da impostazioni complicate di approssimazione della illuminazione globale
ma, semplicemente, dal tempo che si decide di dedicare al calcolo della scena e, ovviamente, dalla potenza di calcolo e dal numero delle schede grafiche disponibili.
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Figura 1.9
Finestra di dialogo
Render setup di iray
Se avete già completato la lettura dei paragrafi dedicati ai motori Scanline e mental
ray, i parametri di iray non risulteranno sconosciuti! Il rollout iray vi permette di
impostare il criterio di produzione della vostra immagine; potete scegliere quale sia il
fattore determinante la qualità del render:
•• Time – Tempo: impostando la durata del render in ore, minuti e secondi iray calcolerà l’immagine raggiungendo la massima qualità possibile in base al tempo
impostato.
•• Iterations (Number of passes) – Iterazioni (numero di passaggi): impostate un numero di passaggi in base alla qualità che desiderate ottenere; in questo caso il render
si concluderà dopo avere terminato tutti i passaggi.
•• Unlimited – Illimitato: non impostate alcun limite al tempo di rendering né alla
qualità e lanciate il rendering, la finestra di avanzamento rendering mostrerà, rispetto alla precedente versione, una barra animata per l’animazione piuttosto che
una percentuale fissa e il numero di interazioni trascorse; quando avrete raggiunto
la qualità desiderata potrete interrompere il calcolo con il pulsante Pause – Pausa e
salvare la scena nello stato corrente.
•• Nel rollout Advanced parameters – Parametri avanzati trovate il resto delle
impostazioni.
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Figura 1.10
Finestra di avanzamento
rendering
•• Con la versione 2014 è stato introdotto il pannello Solver Method in cui poter attivare un campionatore che consenta il miglioramento dell’illuminazione di interni
e dell’illuminazione caustica.
•• Con Architectural Sampler si migliora la qualità dell’illuminazione interna riducendo la granulosità della resa; con Caustic Sampler si migliora l’aspetto delle
scene che includono caustiche ovvero qualora ci fosse la presenza di luce che illumina superfici tramite riflessione speculare o trasmissione come ad esempio il fascio
di luce proiettato su di un tavolo da una brocca di acqua.
•• In Trace/Bounce Limits avete la possibilità di imporre una qualità più approssimativa alla luce passando dal parametro Physically correct (Unlimited) – Corretta fisicamente (Illimitata), che simula il comportamento reale della luce, alla voce
Maximum number of light bounces – Numero massimo di rimbalzi della luce. Se
scegliete questa secondo metodo dovrete inserire un valore superiore o inferire a 4,
il numero di rimbalzi massimi impostati di default, a seconda che vogliate schiarire
la scena e aumentare la qualità del render, oppure produrre un immagine di test. In
Image Filtering (Antialiasing) è possibile scegliere tra Box, Gauss e Triangle per il
calcolo dell’antialiasing, la riduzione dell’effetto scalettatura dell’immagine. Infine
con Material Override avete, la possibilità di applicare un unico materiale a tutta
la scena, di solito il bianco, ma più in generale, quello che avrete trascinato nel pulsante accanto, utile per effettuare render di prova in maniera rapida. Nel Rollout
Displacement Parameters – Parametri Scostamento è possibile impostare la qualità
e la definizione della proprietà di displacement dei materiali: i parametri sono familiari: sono gli stessi già visti per mental ray.
•• Nel Rollout Hardware Resource – Risorse Hardware è possibile impostare le risorse
per il calcolo del rendering. Si possono scegliere i processori della macchina da impiegare (Allocate CPUs Number OF Processors) e sfruttare i processori della scheda
grafica (Allocate GPUs CUDA Devices); ovviamente questo è possibile se si possiede
una scheda grafica che supporta tale tecnologia. Impostati questi pochissimi parametri non vi rimane altro che premere il pulsante Render – Renderizza e attendere
che l’immagine venga elaborata: in qualsiasi momento potete premere il pulsante
Pause – Pausa per sospendere il processo di renderizzazione per tutto il tempo
che desiderate; successivamente con il comando Resume – Riprendi potete ripartire
dallo stesso punto.
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Figura 1.11
Rollout Displacement
e Hardware Resource
iray e i materiali
Iray gestisce solo determinati materiali, mappe o shader, qualora il modello avesse collegato
un materiale non supportato Iray lo renderà di colore grigio e verrà segnalato un errore nella
finestra dei messaggi di rendering. I materiali supportati da Iray sono: Arch & Design, Autodesk
Material, Multi Sub-Object.
Con la versione 2014 Iray può ormai supportare tutte le mappe e gli shader, nello specifico: Bitmap, Checker map, Color Correction map, Dent map, Gradient map, Gradient Ramp map, Marble
map, Mix map, Noise map, Normal Bump map, Output map, Perlin Marble map, RGB Multiply
map, Speckle map, Substance map, Tiles map, Waves map, Wood map, Environment Background
Switcher, Kelvin Temperature Color shader, mr Physical Sky, Ocean shader (figura 1.12 a pagina
seguente).
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Figura 1.12
Material/
Map Browser
Nella cartella degli esercizi del capitolo 20 è disponibile il modello dell’immagine 1.13:
potete utilizzarla per testare ciò che abbiamo descritto in questo paragrafo.
Figura 1.13
Immagine d’interni in fase di elaborazione con iray.
Notate il tipico effetto sgranato delle immagini di iray non complete.
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Figura 1.14
Immagine d’interni renderizzata con iray. Qui è evidente tutta la nitidezza
e l’omogeneità dell’illuminazione.
Vray
Tra i motori esterni, integrabili in 3ds Max, Vray è, senza ombra di dubbio, il più diffuso soprattutto per la produzione di immagini architettoniche complesse, statiche e
animate, e viene inoltre adoperato anche per animazioni pubblicitarie e cinematografiche. Si tratta di un’applicazione sviluppata dall’azienda bulgara Chaos Group, che
viene utilizzata come motore di rendering complementare in programmi simili a 3ds
Max quali Maya, Cinema4D, ma anche all’interno di Rhino 3D, SketchUp, ecc. Grazie
ai sofisticati algoritmi di illuminazione indiretta di cui dispone è gli riesce molto bene
la sintesi di scene estremamente fedeli alla realtà. Questo motore di rendering viene
installato sempre come plugin e si integra molto bene con 3ds Max, fornendo insieme
al programma vero e proprio anche un nutrito set di materiali vray, luci vray ed effetti
vray; una volta installato il plugin, provate ad aprire lo Slate material editor con la
pressione del tasto <M>: tra l’elenco dei materiali troverete anche diversi materiali di
tipo Vray (figura 1.15). Vray utilizza la tecnica di Ray Tracing per il calcolo del colore
dei singoli pixel che compongono l’immagine, mentre per la complessa operazione
del calcolo dell’illuminazione, dispone di diversi metodi di calcolo; abbiamo già visto
come mental ray si serva dei concetti di Final gather – raccolta finale e di Global illumination – Illuminazione globale (mappa di fotoni) per il calcolo della luce indiretta;
Vray, invece, utilizza ben quattro diversi metodi di calcolo della luce:
•• Direct Computation – Calcolo diretto: l’illuminazione indiretta è calcolata in ogni
punto ombreggiato della scena. Questo calcolo permette di ottenere immagini
estremamente pulite e realistiche a discapito della velocità di esecuzione. Viene inMateriale di proprietà di 4m group www.4mgroup.it – Tutti i diritti riservati.
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fatti utilizzato prevalentemente per immagini statiche, ma evitato per la renderizzazione di animazioni.
•• Irradiance Map – Mappa di irradiazione: è la caratteristica principale di VRay, permette la creazione di “mappe” di illuminazione da applicare agli oggetti della scena
3D, in modo veloce e molto scalabile, e permettendo di interagire sulla quantità di
fotoni emessi, sulla loro dimensione e molto altro ancora. Il calcolo avviene sfruttando la metodologia Irradiance caching, ovvero l’illuminazione indiretta viene
calcolata solamente in alcuni punti della scena, riducendo il tempo dedicato al calcolo, per poi interpolare il risultato su tutti i punti restanti. L’Irradiance Map –
Mappa di irradiamento viene utilizzata frequentemente per animazioni poiché da
la possibilità di salvare il risultato del calcolo del primo frame per riutilizzarlo nei
successivi. Questa operazione può causare dei problemi se eseguita in modo impreciso poiché vengono a crearsi delle evidenti sporcature nell’immagine: gli esempi
proposti nel prossimo paragrafo chiariranno meglio cosa intendo.
•• Photon Map – Mappa fotoni: questo metodo di calcolo elabora il percorso dei fotoni emessi dalle sorgenti luminose che rimbalzano sugli oggetti. Viene utilizzato in
scene di interni e non produce risultati pregevoli, ma può servire per veloci anteprime di illuminazione. Anche Photon Map permette il salvataggio del calcolo per
il suo riutilizzo in frame successivi o in viste differenti.
•• Light Map – Mappa luce: questa soluzione di approssimazione di illuminazione indiretta viene generata tracciando molteplici percorsi dalla camera memorizzando i
precedenti fino alla creazione di una struttura 3D. Viene utilizzata indifferentemente sia per scene interne sia per esterni e realizza illuminazione di notevole realismo.
Figura 1.15
Selezionando Vray
come renderer, si
rendono disponibili
i materiali di tipo
Vray nello Slate
material editor
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Meglio Vray o mental ray?
È pressoché impossibile fare una comparazione tra le performance in termini di tempi
di calcolo di Vray e mental ray: i tempi dipendono da numerosissime variabili dell’uno
e dell’altro motore, considerato anche il fatto che con piccole variazioni dei parametri
possono aumentare sensibilmente i tempi e, allo stesso tempo, a piccoli miglioramenti
qualitativi dell’immagine possono corrispondere ingenti aumenti di tempo. Non è il
tempo, dunque, il criterio che va adottato nella scelta del motore di render. Sebbene
si possa scegliere un motore in alternativa all’altro, ci sono alcune differenze tra i due:
una volta terminata la lettura di questo paragrafo vi accorgerete che molti sono i parametri in comune ma, spesso, hanno solo nomi diversi!
Figura 1.16
La finestra di dialogo
render setup di VRay
Figura 1.17
Esempio di render
ottenuto con VRay.
Tutto l’ambiente è
costruito intorno
al televisore.
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Dalla scheda VRay, rollout Frame buffer potete attivare Enable built-in frame buffer
per visualizzare la finestra del render di Vray piuttosto che quella tipica di 3ds Max; le
due sono molto simili ma, attivando questa spunta, avete la possibilità di salvare le immagini in formato RAW, cosa normalmente non consentita da 3ds Max; un’immagine
RAW contiene tantissime informazioni in più rispetto ai normali formati compressi,
per esempio i dati di sulle condizioni di ripresa dell’immagine. Il rollout successivo,
Global Switches – Interrutori globali, permette di attivare o disattivare i diversi elementi che compongono il render (luci, ombre, displacement…) in modo da produrre
immagini di prova più velocemente e focalizzarsi su alcuni aspetti del render. È da
questa sezione che viene attivata, per esempio, la funzione Override material – Sovrascrivi materiale, che sostituisce a tutti i materiali della scena un unico materiale
introdotto nella casella accanto a questo parametro: il confronto tra le figure 1.18 e
1.19 chiarisce gli effetti di questo parametro su una scena d’interni, che verrà utilizzata
in questo paragrafo per illustrare i principali parametri di VRay.
Figura 1.18
Material override
disattivato
Figura 1.19
Material override
attivato
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Nella stessa sezione, in presenza di materiali trasparenti e/o riflettenti, è possibile inoltre attivare o disattivare la voce Reflection/Refracion – Riflessione/Rifrazione e regolare la loro qualità aumentando il valore Max Depth – Profondità massima: l’immagine
1.20 è stata prodotta con il valore Max Depth impostato a 2, mentre nella 1.21, dove le
riflessioni sono di qualità decisamente superiore, Max Depth è stato impostato a 10.
Figura 1.20
Con Max Depth = 2 le riflessioni
sono approssimative
Figura 1.21
Con Max Depth = 10 le riflessioni
sono migliori
Anche l’antialiasing viene gestito in modo molto simile ai motori di render già presi
in esame: dall’elenco Antialiasing filter – Filtro antialiasing è possibile selezionare
l’algoritmo: 3ds Max è in grado di riconoscere le aree che hanno bisogno di essere
maggiormente campionate laddove ci sono differenze di colore o di illuminazione
mentre, in prossimità di aree più omogenee, utilizza una campionatura meno fitta. Per
aumentare la qualità dell’immagine e ridurre le sporcature i parametri da aumentare
sono quelli del rollout Adaptive subdivision image sampler mentre il rollout successivo. Environment – Ambiente, consente di impostare un colore oppure una mappa
per simulare lo sfondo o l’ambiente circostante: è anche possibile illuminare la scena,
attraverso un colore definito accanto al valore GI Environment: la seconda esercitazione guidata, in fondo a questo capitolo, suggerisce una modalità di illuminazione avanzata con il metodo delle mappe HDRI. I valori Dark Multiplier e Bright multiplier se
aumentati producono un aumento della luminosità generale dell’immagine secondo
un algoritmo che va selezionato accanto alla voce Type – Tipo: nella maggior parte dei
casi il tipo HSV exponential si rivela il più efficace. Nell’immagine 1.24 il valore Dark
Multiplier è stato aumentato da 1 a 2 rispetto all’immagine precedente: si nota come,
sebbene le aree in ombra risultino schiarite, l’immagine risulta complessivamente più
piatta, questo è il motivo per cui si consiglia di non aumentare eccessivamente questo
valore. Infine, il rollout Camera è in grado di applicare effetti speciali al render quali
il Depth of Field – Profondità di campo e il Motion blur – Sfocatura movimento (gli
stessi che abbiamo imparato a conoscere al capitolo precedente, a proposito del metal
ray).
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capitolo web 1
Figura 1.22
Nelle aree più omogenee
la campionatura
dell’immagine è meno
fitta e viceversa
Figura 1.23
Dark multiplier =1
Figura 1.24
Dark multiplier =2,
le zone in ombra
risultano schiarite
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L’utilizzo di altri motori di rendering
Ciò che conferisce realismo all’immagine, lo abbiamo già visto, è il calcolo dell’illuminazione indiretta che considera, oltre alla luce che colpisce direttamente gli oggetti,
anche i rimbalzi successivi che la luce compie nello spazio: semplicemente aggiungendo la spunta alla casella ON nel rollout VRay Indirect Illuination (GI) l’illuminazione
di un interno cambia radicalmente, come mostra il confronto tra le immagini 1.25 e
1.26. La seconda immagine presenta degli evidenti difetti che si manifestano quando
ancora gli altri parametri relativi alla Global Illumination non sono stati impostati:
nel seguito del paragrafo vedremo come correggerli.
Figura 1.25
Global Illumination
disattivata
Figura 1.26
Global Illumination
attivata
Vray gestisce l’illuminazione indiretta attraverso i Primary Bounces – Rimbalzi primari e i Secondary Bounces – Rimbalzi diffusi secondari. La prima soluzione si occupa
di calcolare i rimbalzi dei fotoni su superfici visibili dalla camera, siano esse parti in
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ombra, specchiate o rifratte. I rimbalzi secondari vengono invece calcolati per aumentare la resa fotorealistica, calcolando tutte le superfici nascoste alla camera. Per quanto
riguarda i Primary Bounces il motore di default è Light Cache, utilizzato in via generale per rendering di prova: le immagini successive mostrano quale sia la qualità che si
ottiene nella stessa scena selezionando Irradiance Map al posto di Light Cache, con i
parametri di default. Per quanto riguarda le impostazioni di Ittadiance Map, la qualità
può essere facilmente gestita attraverso la selezione di una voce dall’elenco dei preset
(nel caso specifico Medium = Medio).
Figura 1.27
Primary bounces engine Light
cache con impostazioni di
default (Sudivisions = 500,
Interpolation samples = 5)
Figura 1.28
Primary bounces engine
Irradiance map con
impostazioni di qualità
medium – media, con Global
subdivisions multiplier =1
Sebbene la qualità sia notevolmente migliorata, è possibile rimuovere le macchie
che rovinano l’immagine aumentando il parametro Global subdivisions multiplier
– Moltiplicatore delle suddivisioni globali. Nell’immagine 1.28 questo parametro era
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L’utilizzo di altri motori di rendering
stato impostato, di default, a 1; mentre nelle immagini successive si è cercato di correggere la sporca tura aumentando il parametro a 4 (figura 1.29) e poi a 16 (figura 1.30).
Figura 1.29
Global subdivisions
multiplier = 4
Figura 1.30
Global subdivisions
multiplier = 16
Poiché, soprattutto nella zona del piano cucina, alcune imperfezioni non sono state
rimosse nemmeno con l’operazione appena effettuata, è possibile agire sul parametro
Interpolation samples: la figura 1.32 è stata ottenuta aumentando il parametro da 20
a 150.
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Figura 1.31
Interpolation samples = 20
Figura 1.32
Interpolation samples = 150
Queste sono le impostazioni fondamentali di VRay; tra le numerose funzioni di questo motore si ricorda la renderizzazione avanzata e realistica dell’illuminazione tramite mappe di radianza HDRI, la possibilità di gestire in modo fisico e realistico anche
le impostazioni di camere, che possono essere regolate tramite parametri reali, dei
materiali che risultano realistici anche senza lunghi settaggi e la gestione di reticoli
fotometrici, tramite l’utilizzo di file *.IES. Vray è disponibile per il download in prova
dal sito www.chaosgroup.com: provate ad installarlo per testare le sue funzionalità.
Ogni versione di Vray è compatibile con una versione specifica di 3ds Max e viene
rilasciata qualche mese dopo l’uscita di 3ds Max.
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L’utilizzo di altri motori di rendering
vray rt
La tendenza che hanno tutti i motori di rendering, allo stato dell’arte attuale, è quella di affidare
il calcolo alla GPU piuttosto che alla CPU per la visualizzazione del modello in realtime. VRay
RT è il modulo di VRay della Chaos Group dedicato esclusivamente al rendering di anteprima in
tempo reale (Real Time). Esso funziona e va acquistato solo insieme al già celebre VRay. Come
iray si tratta di un motore che utilizza la potenza della scheda grafica per incrementare le prestazioni in fase di renderizzazione delle immagini. V-Ray RT esegue il calcolo effettivo all’esterno di 3ds Max, e utilizza di uno o più VRay render server che funzionano sullo stesso computer
o su uno o più computer diversi raggiungibili in rete locale. Il plugin presente in 3ds Max si
preoccupa solamente di verificare i cambiamenti di scena e di visualizzare il risultato finale.
Maxwell Render
Questo motore di renderizzazione ha la qualità di poter gestire la scena con algoritmi
che rispettano fedelmente il comportamento della luce e dei materiali reali. Maxwell
render (www.maxwellrender.com), in quanto renderer unbiased, non consente l’inserimento di effetti aggiuntivi ma, tramite svariate iterazioni del processo di renderizzazione, è in grado di produrre un render con una qualità fotorealistica molto elevata.
Per questi motivi questo motore non dispone di impostazioni complesse e avanzate
ma solamente l’attivazione e la gestione di Sky Dome – Cupola cielo e Physical Sky –
Cielo fisico, per la sintetizzazione di illuminazione realistica di base, l’introduzione di
mappe di radianza HDRI per rifrazioni, riflessioni, sfondo e canale illuminazione e
l’attivazione di livelli diretti/indiretti e caustiche. Maxwell ha un’interessante funzione, denominata Multilight – Luce multipla, che dà la possibilità, una volta iniziata la
fase di rendering, di attivare/disattivare qualsiasi fonte luminosa presente in scena e di
regolarne singolarmente l’intensità. Questa potente caratteristica consente quindi di
non dover regolare l’illuminazione e di fare molteplici prove di rendering per ottenere
il risultato voluto, ma di regolare, direttamente sul render in esecuzione, la soluzione
preferita di illuminazione. È possibile, anche con questo renderizzatore, salvare separatamente i diversi livelli che compongono l’immagine finale, funzione che abbiano
già analizzato in merito a mental ray, per poi assemblarli e modificarli successivamente con programmi di compositing. Maxwell Render viene utilizzato prevalentemente
per immagini statiche per l’elevata mole di calcolo che è in grado di elaborare e per
l’estrema perizia che risiede negli algoritmi di illuminazione e sintetizzazione di materiali ed effetti luminosi, quali caustiche, rifrazioni e riflessioni. Si può intuire quando
sia dispendioso in termini di tempi di calcolo dover riprodurre l’esatto comportamento della luce anziché approssimarla.
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capitolo web 1
Conclusioni
Qualunque sia il motore di rendering che avete deciso di eleggere come vostro compagno di lavoro la strada per arrivare alla composizione di render realistici deve passare
attraverso numerose prove su cui deciderete di cimentarvi. Questo capitolo vi ha illustrato il funzionamento dei motori di rendering principali che si possono utilizzare
in alternativa a mental ray ma c’è un ingrediente indispensabile che dovrete coltivare
da soli: l’esperienza. Prima di camminare con le vostre gambe, però, vorrei accompagnarvi passo dopo passo con due brevi esercitazioni guidate: la prima mostra il procedimento per la realizzazione di un rendering di base con il motore Scanline, la seconda
utilizza VRay per la produzione dell’immagine di sintesi di una scena illuminata con
una mappa HDRI. Se non bastassero, fate un salto sul nostro sito: www.4mgroup.it,
organizziamo un sacco di corsi professionali su questi argomenti.
Esercitazione guidata – La renderizzazione
di base una scena con Scanline
Con questa esercitazione imparerete alcuni semplici passi per la renderizzazione di
una scena con il motore di rendering di default Scanline, comprese le operazioni di
settaggio dei frame e del file di uscita. Aprire il file Pen Drive.max presente nella cartella degli esercizi del capitolo 20 del CD-ROM allegato alla guida. Aprite la finestra di
dialogo Render Setup premendo il pulsante <F10>. All’intero della scheda Common
notate che nell’area Time Output l’opzione selezionata è Single – Singolo: verrà quindi renderizzato unicamente il frame selezionato nella Timeline – Linea temporale, in
questo caso il frame zero (0).
Figura 1.33
Modello iniziale in modalità wireframe
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Figura 1.34
Area Time Output
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L’utilizzo di altri motori di rendering
Nella stessa scheda occorre impostare la dimensione dell’immagine da renderizzare: nella sezione Output Size – Dimensione uscita, il valore predefinito è 640 × 480,
con una risoluzione con proporzione 4:3; quest’ultima è modificabile in due modi
differenti:
•• Manualmente: inserendo da tastiera la dimensione desiderata per Width – Larghezza e Height – Altezza;
•• Preset: selezionando una voce dalla lunga lista di risoluzioni preimpostate che variano per dimensione e proporzione. Di default il preset selezionato è Custom –
Personalizzato e le risoluzioni selezionabili variano da 320 × 240 a 1024 × 768, tutte
con proporzione 4:3, ovvero quella dei tradizionali monitor o televisori.
Impostate la risoluzione 800 × 600 con uno dei due metodi descritti. Dopo aver impostato una risoluzione appropriata è importante dare un nome e una locazione
all’immagine: fate clic su Files… nella sezione Render Output – Uscita del render e
selezionate la cartella di destinazione del file, date un nome significativo all’immagine
e indicate il formato di compressione. 3ds Max permette il salvataggio in molteplici
formati di compressione, in questo caso selezionate il formato TIF che garantisce una
compressione esigua del file.
Figura 1.35
Impostazione della risoluzione
a 800 ô 600 nell’area Output size
Figura 1.36
Impostazione del percorso e del formato di salvataggio rendering
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capitolo web 1
A questo punto è necessario selezionare la vista da renderizzare. Volendo renderizzare la vista Camera, occorre selezionarla dall’elenco in fondo alla finestra accanto alla
voce View ma, prima, occorre che questa vista sia attiva nella viewport! A tale scopo,
fate clic in qualsiasi dei riquadri della Viewport e premete <C>, oppure fate clic con il
tasto destro del mouse sulla scritta in alto a sinistra che riporta il nome della vista (per
esempio Perspective) e scegliete Views – Viste → Camera. Dopo aver attivato la camera tornate nella finestra di dialogo del rendering e fare clic sull’elenco View – Vista:
adesso è selezionabile la vista Camera. Passati alla scheda Renderer – Renderizzatore,
selezionate la voce Shadows – Ombre in modo da visualizzare anche le ombre nel
render finale.
Figura 1.37
Dopo aver attivato la vista Camera
nella Viewport, è possibile selezionarla
dall’elenco delle viste renderizzabili
Figura 1.38
Attivazione delle ombre (Shadows)
Dopo aver impostato questi semplici parametri è possibile premere il tasto Render
in basso a destra nella finestra di dialogo del render, l’icona omonima sotto la barra
principale oppure il tasto <F9>, per lanciare il render. Appariranno due finestre:
•• Rendering: in cui è possibile osservare le impostazioni che avete appena regolato e
una barra che descrive l’avanzamento della scansione di rendering.
•• Camera, Frame 0 (1:1): che mostra l’immagine durante la sua generazione. Il nome
che comparirà sopra di essa varia in base alle impostazioni immesse: vista, frame
che va generandosi e, tra parentesi, il numero del frame renderizzato sul numero
dei frame totali da renderizzare.
Per effettuare un render senza aprire la finestra di dialogo premere il tasto <F9> o fare
clic sull’icona Quick Render – Render veloce. Attendete qualche secondo e… Voilà! Il
gioco è fatto. Se volete aggiungere qualche effetto all’immagine, ripercorrete le indica24
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L’utilizzo di altri motori di rendering
zioni proposte nel paragrafo dedicato allo Scanline: potete utilizzare questo modello
per tutte le prove che vorrete eseguire.
Figura 1.39
Render eseguito
Esercitazione guidata – Illuminare
con immagini HDRI in Vray
Vi propongo, ora che avete già sperimentato qualche tecnica di renderizzazione, l’utilizzo di Vray con una particolare condizione di illuminazione: utilizzando delle immagini HDRI (acronimo che sta per High Dynamic Range Image) che sono in grado di
illuminare la scena simulando condizioni reali di illuminazione. Le immagini HDRI
sono il risultato della fusione di immagini dello stesso ambiente ripreso a 360° in condizioni di esposizione diverse; applicando questa particolare mappa all’Environment
– Ambiente circostante rispetto scena inquadrata è possibile illuminare attraverso di
essa la scena. Questa particolare tecnica viene utilizzata soprattutto in presenza di
oggetti riflettenti in modo che l’immagine HDRI venga da essi riflessa, conferendo
particolare realismo all’immagine. Dalla cartella degli esercizi del capitolo 20 aprite il
file VRay HRDI_inizio.max. Innanzitutto premete il tasto <F10> e settate VRay come
motore di rendering (figura 1.40). Attivate il calcolo della Global Illumination: dalla
scheda Indirect Illumination – Illuminazione indiretta mettete la spunta alla casella
GI. I rimbalzi primari verranno calcolati con il motore Irradiance map. Per evitare
di eseguire test di prova lentissimi, nel rollout Irradiance map selezionate il preset di
impostazioni Low – Basso, come mostrato in figura 1.40.
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Figura 1.40
Impostare Vray come motore di rendering
Figura 1.41
Attivazione della Global Illumination
Passiamo alla creazione dei materiali Vray da utilizzare il faretto e per lo sfondo; terminata questa fase completeremo le impostazioni di rendering. Con il tasto <M> attivate lo Slate Material editor e create un nuovo materiale di tipo VRay Mtl. Per generare
un materiale riflettente impostate i parametri come mostrato in figura 1.42: accanto al
campo Reflect – Riflesso sostituite al colore nero una tonalità di grigio tanto più chiara
quanto più riflettente volete che sia il materiale; accanto al campo Diffuse color – Colore diffuso scegliete un colore a piacere e, infine, assegnate il colore al fartto. Eseguite
un test di render per verificare le impostazioni del materiale (figura 1.43).
Figura 1.42
Creazione della mappa
Vray HDRI
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L’utilizzo di altri motori di rendering
Figura 1.43
Creazione del materiale
riflettente per il faretto
Create ora una mappa di tipo VRayHDRI selezionandola dal Material/Map Browser
dall’elenco Maps – Mappe → Standard: questa mappa verrà utilizzata per l’illuminazione. Facendo clic sul pulsante Browse accanto alla voce HDR Map navigate fino alla
cartella degli esercizi di questo capitolo e selezionate il file Mappa HDRI.hdr. Potete
vedere un’anteprima dell’immagine in figura 1.44. Prima di procedere selezionate la
voce Explicit channel – Canale esplicito alla sezione Map Type – Tipo di mappa: questo parametro regola il modo con cui viene avvolta l’immagine attorno alla vostra
scena e dipende dalla modalità con cui è stata generata questa immagine. Potete verificare attraverso l’anteprima la leggibilità della mappa.
Figura 1.44
Creazione della mappa
Vray HDRI
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Figura 1.45
Immagine HDRI e anteprima della mappa con Map Type = Explicit channel
Mantenendo aperto il Material Editor spostatevi nella finestra Render Setup di Vray,
scheda Vray. Nel rollout Environment – Ambiente circostante attivate le caselle GI
Environment (skylight) override e Reflective/Refractive environment override e,
accanto ad entrambe e voci, trascinate la mappa HDRI appena creata, 3ds Max chiederà quale metodo vogliate utilizzare: selezionate l’opzione Instance – Istanza (figura
1.46). Lanciate il render e, come risultato, otterrete un’immagine simile a quella mostrata in figura 1.47.
Figura 1.47
Selezionare il metodo Instance
per la mappa HDRI
Figura 1.46
Attivazione dell’environment
di VRay con mappa HDRI
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L’utilizzo di altri motori di rendering
Figura 1.48
Render finale
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