257 Blender kompedium

512 Blend er. Kompendium

J - Hłt*

Rysunek 12.57.

Pryzmat doskonale prezentuje zagodmeme rozszczepiania Światło: rozbija on białe widmo na iego kolory składowe

Oba powyższe fakty, odbijanie i zakrzywianie promieni świetlnych, prowadzą do znanego każdemu z nas rozpraszania Raylcigha. Fotony podczas przechodzenia przez atmosferę ziemską są rozpraszane przez składające się na nią cząsteczki gazów, a sifa tego rozproszenia rośnie w postępie geometrycznym zgodnie z odwrotną proporcją wobec czwartej potęgi długości fali danej barwy. Oznacza to, że barwy o krótkich długościach fal (jak czerwień) są znacznie słabiej rozpraszane niż błękit i fiolet. Niebo nic jest jednak fioletowe — kolor ten występuie w widmie świetlnym z dużo mniejszą intensywnością niż błękit, stąd też ostateczny kolor nieboskłonu.

Jak lo się ma do biało-szarego koloru nieba lub koloru mgły? Oba te zjawiska są związane ze znajdującymi się w powietrzu cząsteczkami wody, które są znacznie większe od cząsteczek gazów i rozpraszają światło nieselektywnie, a więc wszystkie barwy widma jednocześnie. Stąd leż kolor wynikowy, pełne spektrum, a w efekcie biel.

Lord Rayleigh ma także dość spory udział w wyjaśnieniu zjawisk świetlnych towarzyszących wschodom i zachodom Słońca. Promienie słoneczne wpadają wtedy w atmosferę pod małym kątem względem Ziemi, a w takiej sytuacji rozproszenie dotyczy przede wszystkim fal o niewielkiej długości — błękitu i fioletu. Kolor czerwony podróżuje więc przez atmosferę dużo łatwiej, nadając piękny kolor niebu, chmurom i samemu Słońcu, a niekiedy także Księżycowi, gdy mówimy o wschodzie naszego naturalnego satelity.

Światło bardziej praktycznie

Wszystkie te odbicia i załamania światła prowadzą nas do niemałego chaosu i to właśnie uzmysławia trud realistycznego oświetlenia sceny. Wspomniane wyżej efekty da się przenieść na ekran komputera na dwa sposoby — symulacją zjawiska lub efektu. Pierwsza z tych metod polega na uruchomieniu odpowiedniego ren-

Rozdział 12. « Kamera i światło

SI 3

dcrcr.i (programu rcndcrującego), który sam obliczy wszelkie odbicia Światła lub użycie techniki Rndusity. Nic zawsze jednak możemy pozwolić sobie na tak kosztowne w czasie i wymagające dużej mocy obliczenia — stąd też powszechna jest w grafice 3D symulacja efektu. Wiedząc, co tak naprawdę dzieje się wokół nas, jesteśmy w stanie to odtworzyć w mniejszej skali. Napiszę więc o kilku jeszcze, tym razem już niezbędnych, zasadach „świecenia".

Tematem wartym zastanowienia są opcje dotyczące lamp. jak już wspomniałem, samo w sobie ustawienie parametrów świateł jest dużo prostsze niż odpowiednie dobranie samych lamp, ich liczby i rozmieszczenia (a więc typu iluminacji). Wynika to z faktu, że w praktyce tylko dwa ustawienia posiadają szeroki wachlarz opcji w dowolnej scenie: są to intensywność światła (wpływająca także na nasycenie kolorów) oraz rozproszenie cienia. Cała reszta parametrów, takich jak kolor czy dystans zanikania lampy, wynika bezpośrednio z rodzaju oświetlenia, jakie budujemy, a co za tym idzie, ich konfiguracja jest nieraz wręcz instynktowna. Także reszta interesujących nas właściwości iluminacji wynika z wymienionych wyże) ustawień: wpływają one na ogólną kontrastowość obrazu, jego ostateczną barwę i jaskrawość. Jeśli chodzi o siłę rozmycia krawędzi cieni, to wystarczy kierować się prostą zasadą: będą one tym bardziej miękkie, im większe jest źródło światła. Dobranie odpowiedniej mocy lamp jest juz trudniejsze — wymaga zazwyczaj wielu testów i sprawdzania różnych ustawień, jednak ostatecznie pozwala zdobyć pewną wprawę i intuicję. Ciekawym pomysłem jest także przygotowanie skali jasności, kontrastów i nasycenia barw. W tym celu wystarczy, że sfotografujemy wydrukowane przez nas paletę RGB (lub GMYK) oraz gradient skali szarości przy różnych ustawieniach światła, a następnie wyniki fotografowania będziemy na bieżąco porównywać z wirtualną wersją miernika, ustawionego w oświetlanej właśnie scenie. Wymaga to co prawda odrobiny biegłości w dziedzinie fotografii do dobrania odpowiednich parametrów — wynika to z różnic pomiędzy odczytem obrazów przez mechanizm aparatu a ich percepcją przez człowieka, co omówię w dalszej części tekstu.

Drugą kwestią, jaką należy poruszyć, jest sprawa cieniowania. Wyobraź sobie kulisty obiekt położony na białej powierzchni na dworze w słoneczny dzień. Pytanie brzmi: w jakim miejscu kula będzie najciemniejsza, nie biorąc pod uwagę obszarów, które stykają się w danym momencie z podłożem? Odpowiedź „w spodntei części” jest błędna, co ilustruje rysunek 12.58. Jak widać, najciemniejsza strefa objawia się wokoło środka kuli, co wydawać się może sprzeczne z logiką. Jednak gdy weźmiemy pod uwagę kwestię odbijającego się światła, bardzo szybko rozwiążemy zagadkę. Dolna część kuli jest oświetlona blaskiem odbitym od powierzchni, co sprawia, że najsilniejszy cień znajduje się w miejscu oddalonym zarówno od podłoża, jak i od źródła światła. Podobny wpływ ma światło odbite od kuli na cień padający na powierzchnię (rysunek 12.58).