用区域光模拟全局光照(Global illumination)

全局光照(Global illumination)是三维软件特有的名词,具体示意请参看百度百科。他的目的就是通过少数的光源,照亮整个场景。

并且越来多的专业算法被应用于三维软件中,你可以从维基百科中看到一个程序的算法一栏。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

这次在映速的毕业,是关于高达的一个30s左右的动画。由队友黄吉鹏发起,共4人的小组。模型,纹理贴图,角色绑定与动画,渲染与合成(布光),我主要负责渲染与合成这里。

当动画一切即将完成时,吉鹏同学渲染了一张建模加简单材质的静帧,渲染好多个小时,具体忘记了,只记得1个多小时才渲染中间4-6个方块大小的面积(标准渲染器)。

我也在预想,这还要做成30s左右的动画呢,毕业前肯定都渲不完,更别说还要做AE合成了。其中最耗时间的也就是全局光照,它让场景的光照变得真实,体现出了材质的质感。基本是无法去除的。

以前拍过微电影,经常会使用反光板来补光。全局光照原理是光线的反弹,那么是否可以在反弹的面上创建区域广来模拟?就这样的想法促使我去进行了测试。

通过补光的方式来模拟全局光照,是可行的。如果时间充足,布光精准,我认为是完全可以做到GI的效果。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

这是仓库场景的模型,顶部从外向内6行,每行2个灯光。左右墙壁分别上下两个走廊,每个有4个灯光,一面墙壁8盏灯,共16盏。最里面墙壁走廊也是上下两排,每排2组灯光,再加上顶部灯光,整个场景的光源有32个。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

一个矩形的内部空间,并没有太多陈设。基本上实在光源正对面做一个补光,如果还想精细,再从侧面墙壁也添加一个补光。只是四周墙壁皆是坑洼不平,我没有针对每个坑洼做布光。感觉划不来,虽然会更接近真实。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

上图是只开启了顶部2个灯光照明的效果,没有GI,没有模拟GI。渲染耗时6秒

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

上图开启了通过补光的布光方法模拟GI的效果,渲染设置中未开启全局光照(GI),渲染时间11秒。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

上图是用渲染器的GI效果,没有使用模拟GI渲染,耗时39秒。

与模拟GI 将近4倍的时间差距。当然,区别也是肉眼可变的,我觉得这里不用解释的太深入,在映速校长会告诉你渲染器中的GI设置,以及他们的区别。理解后,再看到这样的效果区别也就门清了。

通过足够的时间调试,也是可以做到接近GI的。不过光源越多,渲染也越慢。或许完全和GI效果一样了,渲染时间也可能一样了,甚至超过内置GI的渲染时常。

 

再来两张对比图

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

上图模拟GI, 耗时53秒。模拟GI灯光的亮度有点大了,我没再重新渲染,理解亮度可以修改就好。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

使用渲染器GI, 默认设置。耗时1分24秒。

 

再看整个场景灯光全开效果。我不说那个是模拟GI,那个是真实GI。你们自己猜猜。可以告诉你们的是,真实GI渲染耗时5分06秒,模拟GI渲染耗时1分58秒。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

A图

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

B图

 

问题来了,以上说的都是原理。到实际的操作中很麻烦,每个光源对应的模拟GI 布光灯,少则1个,多则不限。共32个光源,翻一倍就64个,控制起来不容易。基本不要想着手动挨个调整,当你做测试的时候,必定要同样的灯光设置,渲染一个开启渲染器GI的。通过对比,调整模拟GI的布光位置和亮度。这个过程是漫长的。

你就需要做一个联动装置,通过调整光源的亮度和衰减范围等,去联动对应的GI亮度和衰减范围,以及当开启多个灯光时,彼此互相的一个强度和衰减的判断。越多的灯光,布光的位置强度等都是相互配合的,而非逐一的叠加关系。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

上图是完整的XP,可以看数量。下图是剧本的xp,可以看大致关系,蛮简单,只是数量多而已。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

我使用XP表达式去书写的这一套关系,当然也比较草。实际编写中也遇到过很多问题,这时候大joe他们就会出现你身边,帮你解决各种棘手问题。还有罐头老师,基本天天都陪着我们一群毕设同学,帮助解决问题。

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

灯光设置好之后,就是带材质去测试了。问题基本不会很大,都是渲染中常见到的。唯一的好处就是,有不会的问题,直接去找罐头,哈哈。帮帮哒。。。

 

截至发帖时,毕设目前还在AE中做后期,还有一些通道也在等带C4D的输出。给你们先瞅瞅我在映速毕设的半成品吧。吼吼~

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

用区域光模拟全局光照(Global illumination)

 

最终渲染如下,感觉不是很好,制作时间仓促。

 

相关阅读:用区域光模拟全局光(GI)之 XPresson 节点链接

千年骚狐
微信公众号

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen:

目前评论:10   其中:访客  8   博主  2

    • avatar 美图共赏 7

      美图在这里:http://www.fydzv.com/

      • avatar 306384260 0

        什么时候能分享就好了

        • avatar 大湖 0

          棒~~~~~

          • avatar lucas-王雁波 9

            狐哥,能推荐一些XP粒子,TFD和NB破碎插件的好的教程吗?期待回复中!

            • avatar 好书网 2

              高科技的说

              • avatar 天下一人 9

                狐狸哥你比以前更厉害了

                • avatar 谷瑞 ‍天道酬勤 9

                  帅啊

                  • avatar 黄吉鹏 2

                    好好!今晚继续