Arbeitsabläufe für das Radiositäts-Verfahren

In diesem Thema wird beschrieben, wie Sie eine Szene für die Verwendung mit Radiosität einrichten. Behandelte Aspekte sind die Größe der Szene, das Meßsystem, die Beleuchtung und die Materialien, die in der Szene verwendet werden sollen.

Korrektes Einrichten der Einheiten vor dem Durchführen der Radiositäts-Verarbeitung

Bei der Verwendung importierter Geometrie müssen Sie darauf achten, dass in der Szene konsistente Einheiten verwendet werden, Sie die Radiositäts-Verarbeitung starten. Die Höhe einer Wand zum Beispiel dürfte eher 8 Fuß als 8 Kilometer betragen. Die Einheiten in 3ds Max müssen mit den Einheiten des Modells übereinstimmen, da das Radiosity-Modul für Lichtquellen immer eine Intensität proportional zum umgekehrten Quadrat der Entfernung zugrunde legt. Der Abstand ist daher von entscheidender Bedeutung.

Um sicherzustellen, dass die korrekten Einheiten eingestellt sind, verwenden Sie das Dialogfeld "Einheiten einrichten". Die System-Einheit ist die wichtigste Einstellung in diesem Dialogfeld. Die System-Einheit ist die Maßeinheit, die 3ds Max für alle Berechnungen verwendet wird. Mit dem Hilfsmittel für die Anzeige-Einheiten können Sie lediglich die Anzeige der Einheiten auf der Benutzeroberfläche anpassen.

Die folgenden beiden Szenarien veranschaulichen, wie die Einheitenskala nach dem Import von Geometrie angepasst werden muss, die mit anderen Einheiten erstellt wurde als die derzeit in 3ds Max verwendeten Einheiten:

Beispiel 1: Sie importieren das Bild eines Tisches, der mit metrischen Einheiten in AutoCAD erstellt wurde. Der Tisch ist 9 Einheiten lang, was einer tatsächlichen Länge von 90 cm entspricht. Beim Import des Tisches in 3ds Max werden 9 Szeneneinheiten gemessen. Daher müssen Sie mit Einheiten einrichten Dialogfeld System-Einheiten einrichten die System-Einheitenskala auf 1 Einheit=10.0 Zentimeter einstellen. Der Tisch verwendet nun die korrekten Einheiten, da er im 3ds Max-Modell 90 cm lang ist.

Beispiel 2: Sie verfügen über ein AutoCAD-Modell, das in Architektureinheiten erstellt wurde. Das Modell ist ein Raum mit einer Länge von 20'4". In AutoCAD werden Architektureinheiten in Zoll gespeichert. Stellen Sie daher vor dem Import des Modells in 3ds Max die System-Einheitenskala auf 1 Einheit = 1 Zoll ein (dies ist die Standardeinstellung). Nach dem Import in 3ds Max beträgt die Länge des Raumes 20'x12+4"=244 Einheiten.

Tipp: Um in 3ds Max Abmessungen schnell zu kontrollieren, verwenden Sie das Hilfsmittel "Abstand messen".

Arbeitsablauf mit physikalischer Berechnung

Verwenden Sie das Radiositäts-Verfahren, um physikalisch berechnete Beleuchtungssimulationen zu erstellen. Dabei sollten Sie folgende Dinge beachten:

• Abmessungen der Szene: Stellen Sie sicher, dass die Abmessungen innerhalb der Szene korrekt sind und konsistente Einheiten verwendet werden. Zum Beispiel unterscheidet sich die resultierende Beleuchtung durch eine Lichtquelle in einem 120 Meter hohen Raum erheblich von der Auswirkung der gleichen Quelle in einem 120 Zoll hohen Raum.
• Lichtquellen: Arbeiten Sie nur mit fotometrischen Lichtquellen und stellen Sie sicher, dass die Licht-Intensität im normalen Bereich liegt.
• Natürliche Lichtverhältnisse:Zur Simulation natürlichen Lichts sollten Sie ausschließlich die Lichter IES - Sonne und IES - Himmel verwenden. Diese Lichter stellen präzise fotometrische Darstellungen von Sonnenlicht und Himmelslicht an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit bereit.
• Materialreflexion: Stellen Sie sicher, dass die in Ihrer Szene verwendeten Materialien Reflexionswerte aufweisen, die für die dargestellten physikalischen Materialien realistisch sind. Eine weiß gestrichene Wand sollte beispielsweise einen maximalen Reflexionsgrad von etwa 80 % aufweisen; der Reflexionsgrad eines vollständig weißen Materials (RGB: 255, 255, 255) beträgt jedoch 100 %. Das Material reflektiert folglich 100 % der empfangenen Energie.
• Belichtungssteuerung: Die Belichtungssteuerung entspricht der Blende einer Kamera. Aktivieren Sie eine Belichtungssteuerung, und legen Sie einen Wert fest, mit dem Sie das gewünschte Ergebnis erzielen.

So verwenden Sie das Radiositäts-Verfahren für fotometrische Lichtquellen in einem Arbeitsablauf mit physikalischer Berechnung:

1. Stellen Sie sicher, dass Ihre Geometrie einen physikalisch korrekten Maßstab aufweist und die Materialien zulässige Reflexionswerte haben.
2. platzieren Sie fotometrische Lichtquellen in der Szene. Dieser Arbeitsablauf bietet den Vorteil, dass Sie die Lichtquellen in der Szene wie in der realen Welt platzieren können. Sie können neue fotometrische Lichtquellen erstellen oder mit dem Medien-Browser voreingestellte Leuchtenobjekte aus der integrierten Bibliothek ziehen und ablegen.

   Weitere Informationen hierzu finden Sie auch unter "Allgemeine Lampenwerte".

3. Wählen Sie "Rendern" "Umgebung", um die Registerkarte "Umgebung" zu öffnen. Wählen Sie die zu verwendende Belichtungssteuerung (in der Regel "Logarithmisch").
4. Klicken Sie auf (Rendern (Produktion)), um eine Vorschau der Beleuchtung anzuzeigen.

   Zu diesem Zeitpunkt erfolgt keine Radiositäts-Verarbeitung, Sie können jedoch schnell überprüfen, ob die direkte Beleuchtung in der Szene stimmt. Passen Sie gegebenenfalls die Position der Lichtquellen an.

5. Wählen Sie "Rendern" "Erweiterte Beleuchtung" "Radiosität" und bestätigen ggfs. die Warnmeldungen. Stellen Sie sicher, dass im Rollout "Erweiterte Beleuchtung auswählen" die Option "Aktiv" aktiviert ist.
6. Klicken Sie im Rollout "Radiositäts-Verarbeitungsparameter" auf "Start", um mit der Radiositäts-Verarbeitung zu beginnen.

   Nach Abschluss der Radiositäts-Berechnung werden die Ergebnisse in den Ansichtsfenstern angezeigt. Die Lichtstärke wird zusammen mit der Geometrie gespeichert, und Sie können interaktiv durch das Modell navigieren, ohne die Szene erneut verarbeiten zu müssen.

7. Klicken Sie wieder auf (Rendern (Produktion)).

   Der Renderer berechnet die direkte Beleuchtung und die Schatten und integriert die Radiositäts-Lösung (indirekte Beleuchtung) anschließend als moduliertes Umgebungslicht.

Beleuchtungsanalyse

Wenn Sie eine Radiositäts-Lösung erstellt haben, können Sie mithilfe der Beleuchtungsanalyse die Beleuchtungsstärke in der Szene analysieren. In diesem Dialogfeld werden Angaben zu Materialreflexion, Durchlässigkeit und Luminanz angezeigt.

Außerdem können Sie die Lichtverhältnisse in der Szene über die Pseudofarben-Belichtungssteuerung interaktiv darstellen. Bei der Renderausgabe in das Fenster mit gerendertem Bild wird ein zusätzliches gerendertes Frame mit einer Legende unter dem Bild angezeigt. Die Legende setzt Beleuchtungsstärken und Farbwerte zueinander in Beziehung.

Wenn Sie einen Beleuchtungsbericht erstellen möchten, können Sie mit dem Dienstprogramm "Beleuchtungsdatenexport" die Luminanz- und Illuminanzwerte in eine 32-Bit-LogLUV-TIFF-Datei oder in ein Paar von PIC-Dateien (jeweils eine für Luminanz und Illuminanz) exportieren.

Anmerkung: Vermeiden Sie die Verwendung farbiger Materialien und Streufarben-Maps, damit Sie eine möglichst präzise quantitative Analyse der Beleuchtungsstärke erhalten.

Arbeitsablauf ohne physikalische Berechnung

Die Integration von Radiositäts-Effekten in gerenderte Szenen setzt nicht notwendigerweise die Verwendung von physikalisch berechneten Lichtquellen und Materialien voraus. Es gilt jedoch verschiedene Faktoren zu berücksichtigen:

• Lichtquellen: Da die Radiositäts-Engine physikalisch berechnet wird, interpretiert die Engine Standard-Lichtquellen als Fotometrische Lichtquellen. Ein Standard-Spotlicht mit einem Multiplikatorwert von 1,0 wird beispielsweise in ein physikalisch berechnetes Spotlicht mit einem Intensitätswert von 1500 Candela (Vorgabewert) umgewandelt. Dieser Wert entspricht der physikalischen Skalierung der verschiedenen Belichtungssteuerungen.

  Wenn Sie für Ihre Standard-Lichtquellen eine benutzerdefinierte Lichtabnahme eingestellt haben (beispielsweise keine Lichtabnahme, manuelle Lichtabnahme, linearer Verfall usw.), verwendet das Radiositäts-Modul außerdem zur Lösung dieser Lichtquellen stets die physikalisch korrekte Lichtabnahme "Inverses Quadrat". In diesem Fall stimmt die Energiemenge, die zwischen den Oberflächen reflektiert wird, unter Umständen nicht mit der Renderausgabe der Standard-Lichtquellen überein.

• Natürliche Lichtverhältnisse: Um natürliches Licht ohne die weiter oben beschriebene physikalische Berechnung zu simulieren, müssen Sie ein Richtungslicht für das Sonnenlicht und ein Himmelslicht als Himmelslichtquelle verwenden.
• Belichtungssteuerung: Standard-Lichtquellen werden nicht physikalisch berechnet, sondern verwenden die Logarithmische Belichtungssteuerung für die Radiositäts-Lösung. Stellen Sie sicher, dass die Option "Nur indirekte Beleuchtung beeinflussen" aktiviert ist. Die Steuerelemente "Helligkeit" und "Kontrast" der Belichtungssteuerung wirken sich nur auf die Radiositäts-Lösung aus. Die Lichtquellen werden ganz normal gerendert.

So führen Sie die Radiositäts-Verarbeitung mit Standard-Lichtquellen durch:

1. Stellen Sie sicher, dass die Geometrie auf einen physikalisch korrekten Maßstab eingestellt ist.
2. Klicken Sie in der Erstellungsgruppe auf (Lichtquellen). Erstellen und positionieren Sie Standard-Lichtquellen in der Szene.
3. Klicken Sie auf (Rendern (Produktion)), um eine Vorschau der Beleuchtung anzuzeigen.

   Zu diesem Zeitpunkt erfolgt noch keine Radiositäts-Verarbeitung, Sie können jedoch schnell überprüfen, ob die direkte Beleuchtung in der Szene stimmt. Passen Sie gegebenenfalls die Position der Lichtquellen an.

4. Wählen Sie "Rendern" "Erweiterte Beleuchtung" "Radiosität" und bestätigen ggfs. die Warnmeldungen. Stellen Sie sicher, dass im Rollout "Erweiterte Beleuchtung auswählen" die Option "Aktiv" aktiviert ist.
5. Klicken Sie im Rollout "Radiositäts-Verarbeitungsparameter" auf "Start", um mit der Radiositäts-Verarbeitung zu beginnen. Nach Abschluss der Radiositäts-Berechnung werden die Ergebnisse in den Ansichtsfenstern angezeigt.
6. Klicken Sie unter "Interaktive Hilfsmittel" im Rollout "Radiositäts-Verarbeitungsparameter" auf "Einrichten", um die Registerkarte Umgebung anzuzeigen, in der Sie die Belichtungssteuerungen festlegen können.
7. Bei der Arbeit mit Lichtquellen, die nicht physikalisch berechnet werden, sollten Sie stets die Logarithmische Belichtungssteuerung verwenden. Wählen Sie im Rollout "Parameter der logarithmischen Belichtungssteuerung" die Option "Nur indirekte Beleuchtung beeinflussen".

   Diese Einstellung hat zur Folge, dass sich die Belichtungssteuerung nur auf die Ergebnisse der Radiositäts-Lösung auswirkt. Auf dieser Weise können Sie beibehalten, wie die direkten Lichtquellen ohne Radiosität gerendert werden. Über die Steuerelemente "Helligkeit" und "Kontrast" der Belichtungssteuerung können Sie die Intensität der Radiositäts-Lösung an die Beleuchtung der Szene anpassen.

   Tipp: Mithilfe der Miniaturbildvorschau können Sie die Helligkeit und den Kontrast interaktiv anpassen.
8. Klicken Sie auf (Rendern(Produktion)), um die Szene nach der Radiositäts-Verarbeitung zu rendern.

Zusammenfassung

Mithilfe der Übersicht in der folgenden Tabelle können Sie mit der Radiositäts-Verarbeitung gute Ergebnisse erzielen.

	Arbeitsablauf mit physikalischer Berechnung	Arbeitsablauf ohne physikalische Berechnung
Lichtquellen	Fotometrische Lichtquellen	Standard-Lichtquellen
Tageslicht	IES - Sonne und IES - Himmel	Richtungslicht und Himmelslicht
Belichtungssteuerung	Beliebig	Logarithmisch: Aktivieren Sie "Nur indirekte Beleuchtung beeinflussen".
Einheiten	Stellen Sie sicher, dass der richtige Maßstab für Ihre Szene verwendet wird.	Stellen Sie sicher, dass der richtige Maßstab für Ihre Szene verwendet wird.