|
Камеры в сценеНа практике чаще всего недостаточно просто смоделировать сцену с текстурированными объектами и настроить ее освещение — нужно показать сцену в определенном ракурсе, а это невозможно без настройки камеры. Удачно расположив камеру, можно добиться того, что сцена станет более реалистичной, информативной и привлекательной, а возможно, например в случае использования при визуализации эффектов окружения, и таинственной. Кроме того, камеры незаменимы при создании анимации, ведь благодаря им появляется возможность продемонстрировать в ролике сцену в разных ракурсах, например сымитировать облет сцены или плавное перемещение по некоторому маршруту. Основы применения камер мы и рассмотрим в данном уроке. Теоретические аспектыРасположение камеры определяет композицию финального изображения сцены, подчеркивая главные и опуская второстепенные детали. Размещение камеры на уровне происходящего в сцене действия создает у зрителя ощущение участия в сцене — данный прием эффективен при создании анимаций, в ходе которых предполагается осмотр отдельных элементов сцены с близкого расстояния. Размещение камеры высоко над сценой создает ощущение отстраненности и позволяет наблюдать за сценой со стороны, поэтому практикуется при отображении масштабных объектов или сцен с большим количеством действующих персонажей. В случае расположения камеры у земли у зрителя создается впечатление, что его окружают предметы гигантских размеров, — такой прием применяется для визуального увеличения высоты персонажей. Камера — это невизуализируемый объект, который отображает сцену с определенной точки обзора. Теоретически выбрать нужную точку обзора можно вручную в окне проекции Perspective, но это не очень удобно, к тому же при этом отсутствует возможность точной регулировки параметров обзора. В 3 D Studio MAX используются камеры двух типов (рис. 1):
Рис. 1. Типы камер: нацеленная камера (слева), свободная камера
За создание камер отвечает категория Cameras (Камеры) панели Create (Создать) — рис. 2, при выборе которой становятся доступны оба типа камер. Технология их создания напоминает создание объектов геометрии. Нужно выбрать тип камеры и либо просто щелкнуть в точке ее создания в одном из окон проекций (FreeCamera), либо перетащить мышь при нажатой левой кнопке, указав, таким образом, не только местоположение камеры, но и ее Target-точку. Созданным камерам (так же, как и объектам геометрии) присваиваются имена: Camera01, Camera02 и т.п., которые лучше заменять на более информативные. Любую камеру можно перемещать и вращать на видовых экранах так же, как и другие стандартные объекты. Теоретически камеры можно и масштабировать, но делать это не рекомендуется, поскольку возможно искажение настроек. Обзор камеры, определяющий вид отображения сцены, зависит от ее положения, ориентации и параметров и всегда ограничен ее полем зрения (то есть областью сцены, видимой наблюдателю). Поле зрения камеры имеет форму пирамиды: в ее вершине находится сама камера, а в центре основания (в случае нацеленной камеры) — ее точка цели.
Рис. 2. Категория Cameras
Чтобы посмотреть, как выглядит сцена с точки зрения конкретной камеры, нужно щелкнуть на названии рабочего окна проекции и из ниспадающего меню выбрать команду Views=>Camera (Отображение=>Камера) или нажать клавишу C — это приведет к замене рабочего окна конкретной проекции окном проекции камеры. Если в сцене присутствует более одной камеры и ни одна из них не выделена, то появится диалоговое окно выбора камеры из списка, где следует указать требуемую камеру. Нередко выделить камеру, а тем более ее цель бывает сложно, например цель, как правило, расположена за объектами сцены — в таких случаях стоит выделять нужный объект через команду Select by Name(Выделить по имени). Кроме того, мишень можно выделить, выделив саму камеру, щелкнув на ней правой кнопкой и выполнив команду SelectCameraTarget из всплывающего меню. Управление камерамиДля управления окном проекции камеры предназначена специальная панель, появляющаяся в нижней части программного окна вместо стандартной навигационной панели. Имеющиеся на ней кнопки позволяют задавать точное положение и ориентацию камер и осуществлять их анимацию (рис. 3):
Рис. 3. Панель управления окном проекции камеры
Свободные камеры при применении команд Dolly, Truck, Pan и Orbit используют виртуальные мишени. Параметры настройки камерПараметры камер либо устанавливаются сразу при их создании на панели Create, либо изменяются позднее через панель Modify. Основные параметры настройки камер находятся в свитке Parameters (Параметры) — рис. 4, уточним их назначение:
Рис. 4. Свиток Parameters
Рис. 5. Вид сцены без отображения плоскостей отсечения (слева) и с их отображением
Рис. 6. Вид сцены без отображения ближней и дальней границ (слева) и с их отображением
Кроме того, в свитке Parameters имеется ряд переключателей:
Создание и настройка камерыДля примера создайте сцену с несколькими примитивами — рендеринг сцены в проекции Perspective представлен на рис. 7. Попробуем получить такой же вид сцены с помощью камеры. Для создания камеры откройте на панели Create категорию Cameras (Камеры), щелкните по кнопке Target(Нацеленная камера) и создайте камеру в окне проекции Тор, щелкнув мышью в точке желаемого местоположения камеры и перетащив курсор на цель (рис. 8). Перейдите в окно проекции Perspective, нажмите на клавишу С и увидите, как выглядит сцена из созданной камеры (рис. 9). К сожалению, начальное положение камеры оказалось неудачным, так как сцена показана явно не в нужном ракурсе. Попробуем изменить положение камеры так, чтобы в фокусе оказался чайник. Для этого вначале вернитесь в проекцию Top, выделите камеру с мишенью, перетащите ее слегка вправо и разверните так, чтобы она смотрела на сцену в направлении чайника. А затем нацельте камеру на чайник, для чего требуется выделить мишень и перетащить ее прямо на чайник (рис. 10). Перемещая мишень в проекции Top, наблюдайте за видом сцены из проекции камеры, чтобы выбрать наилучшее положение мишени. Если выделить мишень обычным образом мышью проблематично (из-за скопления объектов в точке ее расположения), можно выделить камеру, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и из всплывающего меню выбрать командуSelect CameraTarget.
Рис. 7. Исходная сцена в проекции Perspective
Рис. 8. Создание нацеленной камеры
Рис. 9. Начальный вид сцены из камеры
Рис. 10. Нацеливание камеры на чайник
Перейдите в проекцию камеры, в панели управления камерами активируйте команду TruckCamera (Сопровождение камеры) и немного переместите камеру и мишень параллельно плоскости поля зрения так, чтобы показать сцену под небольшим углом (рис. 11). Щелкните на кнопкеDollyCamera (Откат камеры) и немного приблизьте камеру к объектам (рис. 12). По окончании в проекции Left инструментом Select and Moveпереместите камеру немного вверх (рис. 13) — в итоге вид отображения сцены станет примерно таким же, каким был изначально в окнеPerspective.
Рис. 11. Перемещение камеры с мишенью при помощи команды TruckCamera
Рис. 12. Откат камеры к объектам
Рис. 13. Перемещение камеры инструментом Select and Move
Немного поэкспериментируем с настройками камеры в свитке Parameters панели Modify. Увеличьте значение фокусного расстояния, введя в полеLens, например, число 85, — это автоматически приведет к уменьшению значения параметра FOV и соответственно к сужению поля зрения (что видно по уменьшению основания пирамиды), в результате чего объекты в окне проекции камеры приблизятся (рис. 14). Откажитесь от изменений, а затем выберите на панели StockLenses стандартный объектив с фокусным расстоянием 85 мм — результат будет тот же самый.
Рис. 14. Вид сцены с исходным (слева) и увеличенным фокусным расстоянием
Теперь установите стандартный объектив с фокусным расстоянием 50 мм, для сохранения размера объектов без изменений переместите камеру ближе к объекту и визуализируйте сцену. Затем смените объектив на широкоугольный в 15 мм, отрегулируйте положение камеры для примерного сохранения размеров объектов и визуализируйте сцену. По окончании установите длиннофокусный объектив в 200 мм, также отрегулируйте положение камеры и проведите рендеринг. Если сравнить между собой результаты визуализации, то окажется, что в первом случае пропорции объектов естественны, а во втором и третьем — сильно искажены: во втором наблюдается эффект рыбьего глаза (при большем поле обзора), а в третьем (при меньшем поле обзора) — перспектива практически плоская (рис. 15). Получается, что уменьшение фокусного расстояния позволяет увеличить поле зрения и захват камеры (в поле обзора которой попадет больше объектов), но при чрезмерном уменьшении приводит к появлению эффекта рыбьего глаза. А увеличение фокусного расстояния уменьшает поле зрения и соответственно захват камеры (которая отображает меньшее пространство сцены), но чрезмерное увеличение приводит к нереально плоской перспективе.
Рис. 15. Визуализация сцены при разном фокусном расстоянии: 50 мм (слева),— 15 мм (в центре), 200 мм (справа)
Рассмотрим, как влияет на вид сцены добавление плоскостей отсечения. Выделите камеру и в группе ClippingPlanes (Плоскости отсечения) установите флажок ClipManually (Отсечение вручную) — это приведет к появлению дальней плоскости (она представлена прямоугольником с красными диагоналями). Ближняя плоскость отсечения изначально не видна, поскольку по умолчанию она находится на нулевом расстоянии от камеры. Установите для параметров NearClip (Ближняя плоскость отсечения) и FarClip (Дальняя плоскость отсечения) такие значения, чтобы ближняя плоскость отсекла небольшой фрагмент передней части сцены, а дальняя — часть заднего плана (рис. 16). Обратите внимание, что области, находящиеся за дальней или перед ближней плоскостью отсечения, в окне проекции камеры стали невидимыми (рис. 17).
Рис. 16. Возможное положение плоскостей отсечения
Рис. 17. Возможный вид сцены: исходный (слева) и с ограничивающими плоскостями
Прежде чем переходить к примерам, рассмотрим особенности расфокусировки сцены на примере размытия по глубине резкости (Depthoffield), когда размываются передний и задний планы сцены в зависимости от установленной точки фокусировки. Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi-PassEffects (Многопроходные эффекты) свитка Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить), и выберите методDepthofField. Проведите рендеринг — изображение визуализируется не сразу, а будет проявляться постепенно, при этом процесс рендеринга займет гораздо больше времени. В конечном счете объекты, расположенные перед точкой фокуса и за ней, окажутся слегка размытыми, зато вид сцены будет более естественным (рис. 18). Теоретически результат можно было просмотреть прямо в окне проекции камеры, перейдя в полноэкранный режим работы (кнопка Min/MaxToggle) и щелкнув на кнопке Preview. Увеличьте значение параметра SampleRadius (Радиус выборки) до 2 и вновь визуализируйте сцену — размытие усилится (рис. 19).
Рис. 18. Результат визуализации сцены: исходный вид (слева) и после стандартного размытия
Рис. 19. Вид сцены после усиленного размытия Примеры настройки камеры в статичных сценахВыбор удачной точки обзора сцены с учетом глубины резкостиСоздайте произвольную сцену с большим числом объектов — лучше, если это будет один и тот же многократно продублированный объект (в данном случае мы остановились на шахматной доске с множеством пешек). Наша задача — выбрать наиболее удачную точку обзора сцены с учетом фокусного расстояния и глубины резкости. Последнее не менее важно, так как особенности строения человеческого глаза таковы, что четкими могут быть лишь объекты, попавшие в фокус, остальные в той или иной степени размыты. Создайте плоскость, наложите на нее шахматный материал. В левом верхнем углу плоскости поместите любой небольшой объект, включая обычный примитив (рис. 20). Выделите созданный объект и создайте на его основе массив объектов, применив команду Tools=>Array(Инструменты=>Массив), активизируйте флажок 2D и определите число объектов в ряду и смещение их друг относительно друга по оси X (рис. 21) — появится первый ряд объектов. Выделите все объекты ряда и вновь примените к ним команду Tools=>Array, но уже со смещением по оси Y (рис. 22), что и приведет к получению задуманного массива объектов. Визуализируйте сцену — все объекты в ней будут отражены с абсолютно одинаковой четкостью, что выглядит неестественно (рис. 23).
Рис. 20. Исходная сцена
Рис. 21. Настройка параметров окна Array для смещения по оси X
Рис. 22. Настройка параметров окна Array для смещения по оси Y
Рис. 23. Рендеринг сцены в окне Perspective
Изменить ситуацию проще всего путем внедрения камеры. Поэтому активируйте режим создания нацеленной камеры (команда Create=>Cameras=>Target — Создать=>Камеры=>Нацеленная камера). В окне проекции Top установите камеру, щелкнув мышью в его правом нижнем углу и направив мишень камеры в центр объектов (рис. 24). Активируйте проекцию камеры, нажав в проекции Perspective клавишу C. Используя инструменты перемещения и вращения либо кнопки панели управления камерой, настройте мишень камеры и камеру так, чтобы выбрать оптимальный обзор объектов в сцене (рис. 25). Обратите внимание на настройку мишени — объект, на который она направлена, всегда будет в фокусе, а значит, размытие (которое мы добавим чуть позже) на нем не скажется. В результате удастся добиться того, что камера будет охватывать все объекты в нужном ракурсе, правда отображаться они будут пока с одинаковой четкостью (рис. 26).
Рис. 24. Появление камеры
Рис. 25. Вид окон проекций после настройки камеры
Рис. 26. Результат визуализации проекции камеры до настройки размытия
Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi-PassEffects (Многопроходные эффекты) свитка Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить). Установите метод размытия DepthofField (Размытие по глубине резкости). Увеличьте значение параметраSampleRadius (Радиус выборки) примерно до 1,5 и проведите рендеринг — все объекты, находящиеся на переднем и заднем плане, будут отображаться размытыми, что гораздо ближе к действительности (рис. 27).
Рис. 27. Результат визуализации проекции камеры после настройки размытия |
Loading
|