mental ray 아키텍처 및 디자인 재질을 사용하면 아키텍처 렌더링의 이미지 품질이 향상됩니다. 일반적으로 작업 흐름과 성능이 향상되며 특히 바닥과 같은 광택 표면의 성능이 향상됩니다.
아키텍처 및 디자인 재질의 특수 기능에는 자체 발광, 반사도 및 투명도를 위한 고급 옵션, 주변 폐색 설정 및 날카로운 모서리와 가장자리를 렌더링 효과로서 부드럽게 만드는 기능이 포함됩니다.
아키텍처 및 디자인 재질로 가능한 다양한 재질 효과
특정 효과를 만들기 위한 재질 사용에 대한 다양한 제안 사항은 아키텍처 및 디자인 재질(mental ray): 팁 및 요령을 참조하십시오.
아키텍처 및 디자인 재질이란?
mental ray 아키텍처 및 디자인 재질이란 아키텍처과 제품 디자인 렌더링에서 사용되는 대부분의 재질을 지원하기 위해 고안된 단일 재질 셰이더입니다. 이것은 금속, 목재 및 유리와 같이 표면이 단단한 대부분의 재질을 지원합니다. 특히 빠른 광택 반사 및 굴절에 맞게 조율되었습니다.
주요 기능으로는:
- 사용이 쉬우면서 유연함: 제어가 사용 빈도수에 따라 논리적으로 배열됩니다.
- 템플릿: 흔한 재질에 대한 설정 조합에 빨리 액세스할 수 있습니다.
- 물리적으로 정확함: 재질은 에너지를 보존하므로 물리 법칙에 어긋나는 셰이더를 만드는 것은 불가능합니다.
- 광택 성능: 보간, 에뮬레이트된 광택도, 중요도 샘플링 등 고급 성능이 향상됩니다.
- 조정 가능한 BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function): 반사도가 각도에 얼마나 의존적인지를 정의할 수 있습니다.
- 투명도: - "솔리드" 또는 박막" 재질: 유리와 같은 투명한 오브젝트는 솔리드(굴절시키며 다중 면으로 구성) 또는 박막(굴절시키지 않으며 단면 사용 가능)으로 처리됩니다.
- 원형 모서리: 모깎기를 시뮬레이트하여 날카로운 모서리에 실제와 같은 방식으로 빛이 닿게 합니다.
- 간접 조명 제어: 파이널 게더링 정확도 또는 간접 조명 수준을 각 재질마다 설정합니다.
- 오렌 네이어 분산: 점토와 같은 "분말 모양" 표면이 가능합니다.
- 기본 제공 주변 폐색: 접촉 그림자와 미세한 세부 정보 향상을 위해 제공됩니다.
- 일체형 셰이더: 기본 제공 광자 및 그림자 셰이더입니다.
- 왁스를 바른 바닥, 불투명 유리 및 솔질된 금속: 모두 빠르고 쉽게 설정 가능합니다.
물리 법칙과 디스플레이
아키텍처 및 디자인 재질은 물리적 정확성을 의도하기 때문에 매우 다양한 범위의 출력물을 얻을 수 있습니다. 재질이 시각적으로 얼마나 만족스러운지는 렌더러 내부의 색상이 스크린에 표시된 색상에 어떻게 매핑되는지에 따라 달라집니다.
아키텍처 및 디자인 재질로 렌더링할 때는 감마 및 LUT 기본 설정과 함께 mr 사진 노출 컨트롤 같은 색조 매퍼(노출 컨트롤)를 통해 작업하거나 최소한 감마 보정을 사용하는 것이 좋습니다.
감마에 대한 참고사항
감마보정에 대한 모든 세부사항을 설명하는 것은 이 토픽을 벗어나는 것이므로 여기에서는 간략한 개요만을 설명합니다.
매장에서 팔리는 보통의 컴퓨터 스크린의 색상 공간은 선형방식으로 되어있지 않습니다. 일반인들이 예상하는 것과 같이 RGB 값이 200 200 200인 색상은 RGB 값이 100 100 100인 색상보다 두 배 만큼 밝지 않습니다.
이러한 현상은 버그가 아닙니다. 우리 눈은 비선형 방식으로 라이트를 보기 때문에 전자의 색상은 실제로 후자보다 약 두 배 밝은 것으로 인식됩니다. 따라서 일반적인 컴퓨터 화면의 색상 공간이 지각적으로 대략 일치하게 됩니다. 이로 인해 실제로는 24비트 색상(각각 적색, 초록색, 파란색 구성요소의 8비트, 즉 256가지의 구별되는 수준)이 우리 눈에 더없이 훌륭하게 보이는 것입니다.
문제는 물리적으로 정확한 컴퓨터 그래픽은 진정한 선형 색상 공간에서 작용하고 여기서는 값이 실제 빛 에너지를 대변한다는 것입니다. 단순히 렌더러에 대한 색상 결과물의 범위를 각 RGB 색상 구성요소의 0-255 범위로만 매핑할 경우 결과가 정확하지 않습니다.
해결책은 일종의 매핑을 도입하는 것입니다. 이런 매핑 방법 중 하나를 감마 보정이라고 합니다.
대부분의 컴퓨터 화면에는 약 2.2(sRGB 색상 공간으로 알려짐)의 감마가 있습니다. 감마 보정 값이 낮을수록 모든 사물이 너무 어둡게 보이는 경향이 있으며, 특히 중간톤은 더욱 그렇습니다. 빛이 정확하게 "추가"되지 않는 것입니다.
이론적으로 정확한 2.2의 감마 값을 사용하면 렌더러 내에서 물리적으로 선형인 빛이 스크린에 정확한 선형 방식으로 나타나게 됩니다.
그러나 광학 필름의 반응 또한 선형이 아니기 때문에 이와 같이 이론적으로 정확한 값은 너무 밝고 노출 과다로 보이게 됩니다. 일반적인 절충안은 1.8의 감마 값으로 렌더링하여 사물이 사실적으로 보이게 하는 것입니다. 즉, 이미지를 광학 필름에 쏜 다음 현상하는 것과 같은 이치입니다. 그러나 외부 이미지 편집 프로그램에서 이미지(예: 텍스처 맵)를 내보내고 가져올 때 최상의 결과를 얻으려면 기본 설정 
감마 및 LUT 기본 설정의 모든 감마 값을 2.2로 설정하십시오.
노출 제어(톤 매핑)
렌더러 내의 물리적 에너지를 시각적으로 만족스러운 픽셀 값으로 매핑하는 또 다른 방법을 노출 제어 또는 톤 매핑이라고 합니다. 이것을 실행하려면 부동 소수점 파일 형식에 렌더링하고 외부 소프트웨어를 사용하거나 혹은 플러그 인을 사용하여 렌더러가 작업 도중에 색조 매핑을 수행하도록 하면 됩니다. 3ds Max에서 이러한 플러그인은 노출 컨트롤로 알려져 있으며 환경 대화상자에서 액세스할 수 있습니다.
파이널 게더링과 전역 조명 사용
아키텍처 및 디자인 재질은 사실적인 조명 환경에서 사용되도록 고안되었으며 이는 풍부한 직간접 조명이 어우러진 환경을 뜻합니다.
mental ray는 간접 라이트를 생성하기 위한 두 개의 기본 방법으로 파이널 게더링과 전역 조명을 제공합니다. 최상의 결과를 얻기 위해 반드시 적어도 이 방법들 중 하나를 사용하십시오.
최소한 파이널 게더링을 사용 가능하게 하거나 최상 품질의 결과를 위해서는 파이널 게더링과 전역 조명(광자)을 함께 사용합니다. 파이널 게더링과 전역 조명의 사용 방법은 여기에서 찾을 수 있습니다.
만약 환경을 반영에 이용한다면 반드시 동일한 환경(또는 흐릿한 복사본)이 사용되어 장면을 파이널 게더링을 통해서 비출수 있도록 합니다. 3ds Max에서 이 작업을 수행하려면 장면에 스카이라이트를 포함하고 장면 환경 사용으로 설정하거나 스카이라이트가 mr 스카이로 설정된 일광 시스템을 사용하십시오.
물리적으로 정확한 라이트 사용
전통적인 컴퓨터 그래픽 라이트는 빛의 강도가 거리와 상관없이 불변인 만화의 세계에 존재합니다. 하지만 실상에서는 이렇게 단순하지 않습니다. 빛은 라이트를 떠나면 약화되는데 그 이유는 빛은 라이트로부터 분산되고 거리에 따라 빛의 강도가 변하기 때문입니다. 점라이트의 약화는 1/d2입니다. 다시 말해, 빛의 강도는 라이트까지의 거리의 제곱에 반비례합니다.
기존의 과도한 단순화 현상의 원인 중 하나는 컴퓨터 그래픽 초기에는 톤 매핑이 사용되지 않았으며 의도하지 않게 색상이 흰색으로 열화되는 일이 비일비재했기 때문입니다. sRGB 색상 공간의 원시 클리핑(Raw clipping)은 아름답게 보이지 않습니다. 특히 한 색상 채널이 다른 색상 채널보다 먼저 클립되는 경우에는 더욱 그렇습니다. 톤 매핑은 일반적으로 sRGB보다 더 적절한 색상 공간에서 "소프트 클리핑(soft clipping)"으로서 이 문제를 해결합니다.
그러나 간접 조명 기법으로 오직 파이널 게더링(FG)만 사용되는 한 전통적인 단순화도 여전히 효과가 있습니다. 심지어는 약화되지 않은 라이트도 합리적인 렌더링을 만들어 냅니다. 그 이유는 FG가 한 표면에서 다른 표면으로 빛의 이동만을 관여하지만 라이트에서 표면으로의 빛의 이동은 관여하지 않기 때문입니다.
문제는 바로 GI(Global Illumination), 즉 광자를 사용하여 작업할 때 발생합니다.
GI가 사용가능할 때 라이트는 광자를 쏩니다. 아키텍처 및 디자인 재질(또는 다른 모든 mental ray 재질)이 제대로 작동하려면 이러한 광자의 에너지가 동일한 라이트에 의해 투사된 직접 라이트와 일치해야 합니다. 그리고 광자는 물리적 방식으로 빛을 모델링하기 때문에 약화는 필연적입니다.
따라서 GI를 이용할 경우,
- 라이트는 반드시 정확한 에너지로 광자를 방출해야 합니다.
- 직접광은 물리적으로 바른 방식으로 약화되어 광자의 약화에 맞추어야 합니다.
그러므로 라이트의 라이트 셰이더와 광자 방사 셰이더가 서로 잘 작동하도록 해야합니다.
3ds Max에서는 포토메트릭 라이트를 사용하여 이 문제를 가장 쉽게 해결할 수 있습니다. 이 모든 라이트들은 광자 에너지가 직접광과 일치하도록 보장됩니다. 또한 기본 제공되고 자동이므로 설정에 대해 신경 쓰지 않아도 됩니다.
효율향상 기능
아키텍처 및 디자인 재질에는 최적의 성능을 위해 기본 제공되는 다양한 기능 세트가 있으며 다음을 포함하되 이에 제한되지는 않습니다.
- 광선 거부 임계값과 함께 향상된 중요도 샘플링
- 어댑티브 광택 샘플 개수
- 고급 세부 정보와 함께 보간된 광택 반사/굴절
- 쾌속 에뮬레이트 광택 반사(강조 표시+FG만 모드)
- 유리 오브젝트에 대해 내부 반사를 무시하는 옵션
- 각 재질마다, 창문과 같은 오브젝트에 적합한 일반적인 투명 그림자 및 솔리드 유리 오브젝트에 적합한 굴절 화선 중 선택
절차
물리적으로 정확한 자체 발광 표면을 만들려면 다음을 수행하십시오.
- 형상을 만들고 조명 기구의 포토메트릭 파일을 구하거나 만듭니다. 제조업체가 측정하거나 제공한 램프 색상 및 강도를 결정합니다(예: 1,500cd/m2 및 3,700도 Kelvin). 노출 제어 및 전역 조명을 활성화합니다.
- 포토메트릭 라이트(할로겐 램프)를 만들고 색상과 강도를 설정합니다.
- 라이트의 반사광에 영향 특성을 끕니다.
- 라이트-음영 처리 형상을 만들고 배치하여 여기에 아키텍처 및 디자인 재질을 적용합니다.
- 자체 발광(글로우) 롤아웃에서 라이트 소스에 적용한 것과 동일한 색상과 강도를 설정합니다. 또한 글로우 옵션 그룹에서 장면에 조명 비추기(FG 사용 시) 확인란을 해제합니다.
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장면을 렌더링합니다.
이러한 적용의 예로는 반투명 전등갓이 있고 천장에 매달린 실제에 가까운 할로겐 조명 기구(예: 불투명 유리)를 들 수 있습니다.