| Obwohl die Materialien der Schlüssel zu einem sehr realistischen Rendering sind, ist genauer genommen die Belichtung der Schlüssel um all die Attribute und Möglichkeiten der Materialien darzustellen. Solch komplexe Beleuchtung kann durch Einfangen der Umgebungsbeleuchtung (mit einer Kamera) und Erstellen eines HDRI (high dynamic range image, zu Deutsch Bild mit hohen Kontrasten) bewerkstelligt werden. Dieses Bild kann dann als Lichtquelle in unserer virtuellen Umgebung dienen.
HDRI Bilder bilden die in der Natur vorkommenden großen Helligkeitsschwankungen mit hoher Präzision ab. Darüber hinaus können diese Bilder dazu verwendet werden, das Umgebungslicht abzubilden. Zusätzlich können eigene Bilder für Reflexion, Brechung und den Hintergrund ausgewählt werden, um das Aussehen Ihrer Szene noch realistischer zu gestalten.
Thea Render unterstützt dabei die gängigen Formate wie HDR und OpenEXR. |
| Geometrische Komplexität kann manchmal den Realismus in unserem Rendering begrenzen. Harte Kanten und „low-poly“ Objekte können in einem unrealistischen Rendering resultieren.
Die Detailtiefe einer Szene zu erhöhen wird üblicherweise mit weiterem Modelling oder einer Unterteilung der Objekte bewerkstelligt (mit Unterteilung ist das Zerlegen größer Flächen in viele kleine gemeint). Die oben genannten Maßnahmen können ein mühsamer Prozess sein, und die Szene wird aufgrund Ihrer Komplexität immer schwerer zu verwalten. Displacement Mapping schafft hier Abhilfe und ist eine effektive Methode um die Komplexität zu erhöhen, ohne dabei die System Ressourcen noch weiter auszureizen.
Displacement Mapping ist Standard in der Material Beschreibung von Thea Render. Es ist frei änderbar und gut integriert in den Material Editor. Im Gegensatz zu anderen ähnlichen Verfahren (Bump und Normal Mapping) hat Displacement Mapping den großen Vorteil, dass die Geometrie des Objektes tatsächlich verändert wird. Das heißt, betrachtet man eine Oberfläche aus der Nähe in einem flachen Winkel, so behält sie trotzdem ihre Struktur. Auch im Zusammenhang mit Lichtquellen und Schatten hat Displacement Mapping einen entscheidenden Vorteil gegenüber konkurrierenden Vorgehensweisen, da die veränderte Geometrie natürlich auch hier größeren Realismus bringt, wenn beispielsweise eine entsprechend veränderte Oberfläche in einem flachen Winkel Schatten wirft. |
| Kameras (und auch das menschliche Auge) können kein Momentbild der Umgebung wahrnehmen. In der Zeit wo sich die Blende öffnet und sich wieder schließt, kommt das Licht in die Kamera Linse und trifft den Film (oder CCD Bereich bei Digital Kameras). Währenddessen, als Verschlusszeit (Belichtungszeit) bekannt, bewegen sich die Objekte weiter in der Szene und diese Bewegung kann auf dem Film festgehalten werden – dieser Effekt wird als Bewegungsschärfe bezeichnet. Je schneller die Bewegung im Vergleich mit der Verschlusszeit ist, desto deutlicher wird der Effekt sein.
Thea Render unterstützt eine präzise Darstellung der Bewegungsunschärfe, in dem die Zeit als Parameter bei der Berechnung berücksichtigt wird. Das bedeutet, egal wie groß oder klein die Bewegung des Objekts ist, die Unschärfe wird korrekt dargestellt, wie bei Verwendung einer echten Kamera. Mehr sogar, Thea Render ermöglicht selbst die Bearbeitung unbeweglicher Objekt Animationen unter Verwendung der Key Frames, sodass die Bewegungsunschärfe auch hier leicht zu erreichen ist. Die Verschlusszeit und andere Parameter der Kamera können ganz leicht in der Oberfläche eingestellt werden. |
| Mit echten Kameras aufgenommene Fotos können nicht alle Objekte der Szene scharf ablichten. Es können nur diejenigen Punkte als scharfe Bildpunkte in der Bildebene (Film oder Chip bei Digitalkameras) wiedergegeben werden, die auf der Ebene liegen, die sich in der Gegenstandsweite zur Linse befindet. Alle anderen Punkte, die sich auf näher oder weiter entfernt liegenden Ebenen befinden, erscheinen in der Bildebene nicht mehr als Punkte, sondern als Scheibchen (in der professionellen Fotografie spricht man von Zerstreuungskreisen) Zerstreuungskreise entstehen, weil die von der Linse (Objektiv) auf die Bildebene (den Film) fallenden Lichtkörper Kegel sind; durch Schnitt der Bildebene mit einem Kegel entsteht auf der Ebene ein Kreis. Eng nebeneinander liegende Punkte, die nicht in der Gegenstandsebene liegen, werden durch eng nebeneinander liegende Zerstreuungskreise abgebildet, die sich überdecken und in den Randbereichen vermischen, wodurch ein unscharfes Bild entsteht.
Thea Render simuliert das Verhalten echter Kameras mit Einstellungen und Parameter, die sonst nur aus der professionellen Fotografie bekannt sind z.B. Objektiv Brennweite, Blendenzahl etc. Dem nicht genug, kann ein Auto-Fokus oder manuelles Fokussieren unmittelbar im Interface vorgenommen werden (z.B. durch Anklicken einer Fläche, die „scharf“ sein soll). Das führt zu einem sehr schnellen Setup der Tiefenschärfe und besser aussehenden Bildern!
Bei der Umsetzung der Tiefen-Schärfe in Thea Render handelt es sich um eine vollständig integrierte Lösung nach den Gesetzten der geometrischen Optik.
Tiefenschärfe bietet Ihnen die Möglichkeit die Aufmerksamkeit des Betrachters auf bestimmte Teile Ihrer Szene zu lenken, in dem Sie diese scharf stellen und andere Bereiche Ihres Renderings dadurch in den „Hintergrund“ treten (unschärfer werden). |
| Die Volumenstreuung (englisch subsurface scattering, Abkürzung SSS) beschreibt die Streuung des Lichtes in transluzenten Körpern. Transluzente Körper sind teilweise lichtdurchlässig. Im Gegensatz zu lichtundurchlässigen Körpern reflektieren sie auftreffendes Licht daher nicht nur direkt an ihrer Oberfläche, sondern teils erst, nachdem es in die Materie eingedrungen ist.
Betrachtet man die äußere Oberfläche von Objekten mit derartigen Materialeigenschaften, so sind Ausfalls- und Einfallswinkel keinesfalls immer gleich – mehr noch: Ein Lichtstrahl kann an einer Stelle unter einem Winkel in den Körper eintreten und an einer völlig anderen Stelle unter einem völlig anderen Winkel wieder austreten. Dieser Effekt macht das Verhalten des Lichts praktisch unvorhersehbar. Thea Render verwendet eben dazu eines der neuesten Verfahren, die eine derartige Wahrscheinlichkeitsverteilung berechnen können.
Anwendungsbeispiele
Bei einigen Körpern erfolgt die Reflexion an einer Schicht unterhalb der festen Oberfläche, so etwa bei Spiegelglas, bei anderen Körpern liegen mehrere teilweise lichtdurchlässige Schichten übereinander, z. B. bei organischen Stoffen wie Haut und Zellulose. In wieder anderen Stoffen, hauptsächlich Flüssigkeiten wie z. B. Milch, sind verschiedene Stoffe mit verschiedenen Lichtdurchlässigkeiten gemischt; das Licht wird darin zwischen Materieansammlungen hin- und her reflektiert. |
