Crearea unui material de tip mesh care emite lumină

Aici vom descrie cum poate fi creat un material care emite lumină care poate fi atribuit oricărui obiect de tip reţea (mesh) şi care poate fi folosit ca sursă de lumină în scenă.

Pregătirea

Până acum am folosit lampa implicită (sursa de lumină de tip Point) deja prezentă în scenă pentru iluminatul scenei. Prin activarea sistemului de noduri pentru lampă, am văzut că lampa foloseşte un material creat prin conectarea nodului Emission la nodul de ieşire Lamp Output.

Vestea bună este că deoarece este folosit un nod pentru material, putem atribui un nod Emission şi unei reţele (unui obiect de tip mesh). De exemplu, unui plan poziţionat, redimensionat şi rotit corespunzător care să fie îndreptat spre scenă. O astfel de reţea care emite lumină este numită Mesh-light = reţea-(sursă de) lumină. Fiind o reţea (suprafață), ieşirea din nodul Emission trebuie conectată la mufa de intrare Surface a nodului Material Output în locul nodului Lamp Output.

Emisia de lumină care vine dinspre o suprafaţă şi nu dinspre un punct, este mai difuză şi mai lină decât cea a unei lămpi. Reţeaua care emite lumină (mesh-light) poate fi orice reţea de orice formă şi poate fi folosită ca obiect care face parte din scenă care este în acelaşi timp o sursă de lumină la randare – de exemplu o lampă de masă, un neon, ecranul unui televizor. Ca şi plan care emite lumină, este folosit pentru împrăştierea luminii. Prin plasarea în scenă a două sau trei obiecte de acest fel, se poate simula situaţia dintr-un studio foto.

Deschide fişierul start_07.blend, click pe pictograma ochi a obiectului Lamp din fereastra Outliner pentru a activa lampa. În locul lămpii vom adăuga în scenă un plan.

Right-click pe lampă în vederea 3D şi apasă Shift + S pentru a afişa meniul Snap. În meniu, left-click pe opţiunea Cursor to Selected.

Apasă Shift + A cu cursorul de mouse în vederea 3D şi adaugă un plan în scenă la locaţia cursorului.

Pentru a lucra mai bine, comută la modul Object. Având planul selectat, ține apăsată tasta Shift şi adaugă la selecţie lampa; acum sunt selectate planul şi lampa, iar lampa este ultimul obiect selectat, deci cel activ.

Apasă Crtl + C pentru a afişa meniul Copy Attributes şi selectează elementul Copy Rotation.

(Variantă: în Object Mode, selectează planul, apoi cu tasta Shift apăsată adaugă lampa la selecție. În panoul cu proprietăți – tasta N, în Transform, right click peste Rotation și din meniul rapid, alege Copy to Selected. Planul va copia rotirea lămpii.)

Redenumeşte planul cu Emitter.

Right-click pe lampă în vederea în vederea 3D şi apasă tasta X pentru a o şterge.

Plasează cursorul de mouse în vederea 3D şi apasă tasta 0 de pe tastatura numerică pentru a comuta la vederea Camera.

Din meniul Viewport Shading din antetul ferestrei, selectează modul Rendered:

Salvează fişierul cu cycles09.blend.

Setarea planului pentru a emite lumină

Selectează planul Emitter şi în fereastra Node Editor click pe pictograma ca un cub din antetul ferestrei.

Click pe butonul New din antet şi redenumeşte materialul cu Emitter.

În fereastra Properties din dreapta, secţiunea Material, sub eticheta Surface, click pe butonul Surface pentru a înlocui nodul Diffuse BSDF cu un nod Emission. Lasă culoarea neschimbată (RGB 0.800) şi setează puterea Strength la 35.000.

Salvează fişierul.

Pentru a vedea cum influențează mărimea planului Emitter și puterea (Strenght) emisiei de lumină, vom face două modificări.

În vederea 3D, măreşte planul Emitter de 5 ori (apasă tasta S, tasta numerică 5, apoi tasta Enter), şi setează Strength la 3.500.

Salvează fişierul cu numele de cycles10.blend.

Acum să micşorăm puţin planul Emitter (apasă tasta S, tastele numerice 0.05, apoi tasta Enter) şi alege pentru Strength valoarea 350.000.

Salvează fişierul cu cycles11.blend.

Mai sus am văzut cum poate fi mărită sau micşorată o reţea care emite lumină (mesh-light) pentru a obţine o culoare mai slabă (primul caz) sau mai intensă (în cazul al doilea). Valoarea pentru Strength trebuie ajustată pentru ca intensitatea luminii să rămână consistentă, altfel obiectul (mesh-light) trebuie mutat mai aproape sau mai departe în scenă.

Redimensionarea obiectului mesh-light este la fel ca la setarea valorii mărimii pentru o lampă. La lămpi, lumina poate fi setată cu valoarea din Size aflat la stânga opţiunii Cast Shadow din secţiunea Lamp, panoul Properties (valoarea implicită pentru Size este 1.000). La valoarea 0.000, umbra este la maximă claritate. Prin mărirea valorii Size, umbra este mai slabă.

În mod diferit, la reţele mesh-light, modificarea valorii Size a unei lămpi nu cere şi ajustarea valorii pentru Strength pentru a păstra aceeaşi intensitate a luminii.

Ascunderea obiectului care emite lumină

Sunt cazuri în care se doreşte ca obiectul care emite lumina să nu apară la randare. Acest lucru poate fi realizat prin aranjarea nodurilor (folosind nodul Light Path la fel ca în lecția Setarea materialului pentru World), dar o metodă rapidă este următoarea:

1. Deschide ultimul fişier salvat (cycles11.blend) cu fereastra 3D setată la modul de afişare Rendered, în vedere laterală pentru a vedea planul Emitter.

2. Având selectat planul Emitter, în fereastra Properties deschide secţiunea Object.

3. Derulează secțiunea în jos până la Cycles Settings, eticheta Ray Visibility (aflată de obicei în partea de jos a panoului Properties), se află cinci elemente: Camera, Diffuse, Glossy, Transmission şi Shadows, cu casetele corespunzătoare bifate.

4. Debifând elementul Camera poţi vedea cum planul Emitter dispare din fereastra 3D, dar scena rămâne luminată de plan, ca în imaginea următoare:

Prin debifarea oricărui element, proprietatea corespunzătoare nu va fi randată. În acest caz, debifând caseta Camera, reţeaua nu va fi randată, chiar dacă emite lumină. Atenţie însă, pentru că, chiar dacă planul Emitter nu este randat, iar celelalte elemente rămân bifate, obiectul poate fi reflectat şi poate să proiecteze propria umbră peste celelalte obiecte.

Acum selectează din nou sferoidul (chiar dacă este redenumit, numele lui în panoul Outliner a rămas Cube). Apoi, din panoul Properties, secţiunea Object, eticheta Ray Visibility, debifează caseta Camera.

Acum sferoidul a dispărut, dar umbra acestuia a rămas pe plan, ca în imaginea următoare:

Bifează caseta pentru Camera şi debifează caseta pentru Shadow. În acest caz, sferoidul este vizibil, dar nu are umbră, ca în imaginea următoare:

În fereastra Object reselectează sferoidul. În eticheta Ray Visibility, debifează caseta Glossy şi observă cum sferoidul este randat, dar nu mai are reflecţie pe planul oglindă, ca în imaginea următoare:

Salvează fișierul cu cycles13.blend.

Opţiunea Ray Visibility nu este necesară pentru lămpi, deoarece o lampă nu poate fi randată în nici un caz. În momentul scrierii cărții, doar lămpile de tip Point, Spot, Area şi Sun pot fi folosite în Cycles; lămpile Hemi sunt randate ca lămpi de tip Sun.

Lămpile şi reţelele mesh-lights pot folosi texturi, de exemplu pentru a proiecta lumini colorate pe scenă, însă numai reţelele (obiectelede tip mesh) pot fi desfăşurate (unwrap) şi mapate UV cu o imagine.

Mai mult, se pare că reţelele mesh-light funcţionează mai bine decât lămpile în Cycles, pentru că împrăştierea luminii şi difuzarea ei arată mai bine şi pare mai reală folosind un plan care emite lumină. Încă nu se ştie dacă este doar o limitare tehnică a lămpii sau impedimentul va fi eliminat ulterior.

Avantajul folosirii lămpilor în loc de reţele mesh-light este că sunt unidirecţionale, deci, înafară de lămpile de tip Point, emit lumina doar pe o direcţie, ca în imaginea următoare:

În imaginea de mai sus, se poate vedea cum doar planul şi sfera sunt luminate de lampa de tip Spot. Înlocuind lampa Spot cu o reţea mesh-light, sunt luminate deopotrivă sfera şi peretele cilindric verde, ca în imaginea următoare:

Dar cum se poate ilumina obiectul într-o singură direcţie (planul sau sfera din faţă) cu o reţea mesh-light? Este o metodă care face ca planul care emite lumină să o emită doar de pe o parte a lui?

Desigur, este.

Mai întâi să pregătim o scenă similară cu cea folosită mai sus.

Deschide un fișier nou în Blender (tastele Ctrl+N, apoi Enter).

Având cubul selectat, în fereastra Properties, secțiunea Modifiers, adaugă un modificator Subdivision Surface (Subsurf), iar la Subdivisions alege valoarea 4 pentru View și Render.

În fereastra Tools din stânga, secțiunea Shading, click pe butonul Smooth.

Cu Shift+D adaugă în scenă un obiect duplicat. Poziționează obiectul deasupra lămpii și poziționează obiectul Camera astfel încât să fie vizibile ambele obiecte. Selectează lampa și din fereastra Properties, secțiunea Data Object, modifică tipul lămpii la Spot. Lampa este îndreptată doar spre cubul de jos.

Adaugă în scenă un cilindru. Redimensionează cilindrul astfel încât să cuprindă ambele cuburi. Comută la modul Edit (tasta Tab), modul de afișare wireframe (tasta Z) și în vederea de sus (Top View) selectează jumătate de cilindru - nodurile dinspre cuburi și șterge-le (tasta X). Apoi comută la modul Object (tasta Tab). Poți adăuga în scenă un plan, pe care să îl poziționezi sub cubul de jos.

În Cycles Render, adaugă culori cuburilor (portocaliu), cilindrului (verde) și planului (gri).

Vom adăuga în scenă un plan căruia îi vom copia poziția și orientarea lămpii.

Mai întâi selectează lampa din Outliner, apoi în fereastra 3D apasă tastele Shift+S și alege din meniu Cursor to Selected.

Cursorul se mută la poziția lămpii. Apoi, cu Shift+A, adaugă în scenă un plan. Planul va fi adăugat la poziția lămpii. Pentru a copia și orientarea lămpii, adaugă la selecție lampa și în fereastra cu proprietăți (tasta N), click dreapta peste valorile din Rotation și din meniu alege Copy to Selected. Redenumește planul cu Emitter.

Lampa poate fi ștearsă (selectată în Outliner, apoi în vederea 3D, tastele X și Enter). Selectează planul (Emitter) și adaugă-i un material de tip Emission, culoare albă, putere (Strenght) 10.

Planul emite lumină pe ambele fețe. Pentru ca să emită lumină pe o singură față, trebuie făcute câteva modificări în fereastra Node Editor.

Selectează cu left-click obiectul Emitter din panoul Outliner şi adu cursorul de mouse în fereastra Node Editor. Adaugă un nod Mix Shader (apasă Shift + A şi alege Shader | Mix Shader) şi mută noul nod peste legătura dintre nodurile Emission şi Material Output.

Adaugă un nod de tip Geometry (apasă Shift + A şi alege Input | Geometry) şi conectează mufa de ieşire Backfacing la mufa de intrare Fac a nodului Mix Shader.

Comută mufa de ieşire din nodul Emission de la prima mufă de intrare Shader a nodului Mix Shader la a doua mufă de ieşire, ca în imaginea următoare:

Salvează fişierul cu meshlight_final.blend. Planul emite lumină doar pe o parte a lui.

Am văzut deja cum prima mufă de intrare Shader a nodului Mix Shader (cea de sus, verde) are valoarea egală cu 0, iar a doua mufă are valoarea 1. Deci, ieşirea Backfacing din nodul Geometry face Cycles să determine ca planul să emită lumină doar pe o faţă, pe direcţia normalei, iar cealaltă faţă "backfacing" să nu emită lumină (ca un shader gol).

Prin comutarea legăturii din nodul Emission la prima mufă din nodul Mix Shader, se poate inversa direcţia emiterii luminii.