Справка Cinema 4D Cinema 4D Prime Меню Создать Источник света
Функция доступна в CINEMA 4D Prime, Visualize, Broadcast, Studio & BodyPaint 3D
Источник света

Общие Координаты Основные Детали Видимость Тень Фотометрия Каустики Шум Линзы Сцена

Тень

Тень

Вы можете в программе Cinema 4D все имеющиеся источники света комбинировать с различным типом теней. Например, источник поверхностного типа может создавать не только поверхностные, но и жёсткие тени. Или параллельный источник может приводить к образованию мягких теней. При этом не имеется особых ограничений, так как любой тип тени будет просчитан независимо от источника света, который привёл к созданию этой тени.

Здесь вы найдёте дополнительные меню, позволяющие вам выбрать определённый тип тени. Это меню является связанным с аналогичным меню в закладке Общие и имеет равнозначные функции.

Мягкая (Карты тени)

В реальности все объекты, например, деревья в природе или обыкновенная ваза в комнате, будут освещены посредством нескольких источников света. Следствием этого является плавный переход от света к тени. Мягкие края тени, программа Cinema 4D может симулировать при использовании так называемой карты теней. Что представляет из себя эта карта теней? Это простое чёрно-белое изображение, созданное для сцены из положения и направления взгляда, одного из источников света. В такой карте присутствуют все объекты сцены, которые являются видимыми с позиции источника света, в том числе и все освещённые объекты. При просчёте изображения на основе такой карты теней, можно очень быстро определить, что определённый объект расположен в тени, создаваемой источником освещения или нет.

Большое преимущество этого метода, это быстрое время просчёта и естественный внешний вид создаваемой тени.

Недостатки мы также не хотим скрывать от вас. В зависимости от разрешения карты теней, будет необходима дополнительная память ПК. Обращайте постоянно внимание на этот нюанс.

Жёсткая (Трассировка лучей)

Имеющаяся по традиции в Raytracer жёсткая тень, требует для своего просчёта настоящий Raytracing. Так как здесь необходим просчёт высокого количества дополнительных лучей, эта методика имеет свою цену в плане иногда недостающего в работе времени. Жёсткие тени прежде всего могут быть интересными для технической иллюстрации. Как изображения сцены с таким типом теней, они создают впечатление отсутствия реализма, так как в действительности очень редко мы встречаем тени с абсолютно точными и острыми краями и границами.

Поверхностная

Мягкий тип тени в принципе не является границей качества для изображений. Если точно посмотреть на изображение, то можно определить абсолютно точно, что мягкий край имеет постоянную ширину. В действительности это выглядит иначе: чем ближе один объект находится по отношению к другому объекту, на который он отбрасывает свою тень, тем острее будет такой край тени. Именно такое поведение симулирует поверхностный тип тени.

Посмотрите на верхнее изображение. Там где тень граничит с опорой, она является почти острой и жёсткой. Но при удалении от объекта, контур тени будет постоянно сглаживаться.

Но как будет это просчитано? Легко и просто: Cinema 4D производит просчёт тени от начала координат источника света (независимо от типа источника света). Но при этом, вы получи бы только жёсткую тень. Мягкая тень получается из виртуального источника света, который производит симуляцию наслоения нескольких источников света. Такое поведение является максимально приближенным к натуральному эффекту рассеивания света в природе.

Но эта методика использует высокий запас ресурсов вашего ПК. Мягкая тень в большинстве случаев является вполне достаточной. Но направленное использование поверхностного типа теней, может в определённых случаях приводить к довольно впечатляющим результатам:

Плотность [0..10000%]

Здесь вы определяете интенсивность тени. 100% означают, что тень будет иметь максимальную интенсивность. При 50% вы получите полупрозрачные тени, и при 0% тень будет просто невидимой. Значения выше 100% являются также возможными.

Цвет

Эта установка позволяет вам определить цвет для создаваемой тени. Наверное, вас интересует вопрос, а для чего вообще нужны цветные тени? Но в действительности не существует абсолютно чёрных теней. Вы можете произвести создание определенного оттенка тени, например коричневого цвета, что придаст освещению вашей сцены больше естественности и внутреннего тепла.

Прозрачность

Здесь вы можете определить, что прозрачные объекты при создании теней должны быть учтены или наоборот. Если эта установка активна, тени от прозрачных объектов будут просчитаны также как прозрачные и использовать, при этом цвет объекта, который вы определили в канале прозрачности.

Установка прозрачности активна

Установка прозрачности отключена

На заметку:
Просчёт прозрачных и мягких теней использует очень высокий уровень памяти ПК. Для точечных источников освещения в 6 раз больше, чем для конусных источников света. При этом вместо одной будут просчитаны 6 карт теней, что равносильно активной установке Использовать ограничение.

Отсечение влияния

Здесь вы определяете, что установки отсечения влияния в закладке Детали, также будут действительными для процесса образования тени.

Мягкая тень

Карта тени

При мягком типе теней, программа Cinema 4D видит сцену из угла просмотра источника света и производит образование сцены исходя из этого направления. Все участки сцены, которые являются закрытыми, расположенными в сцене объектами, будут интерпретированы как тень. Таким образом, возникают карты теней. Посредством размера карты вы определяете разрешение в (Кбит), с использованием которого будут созданы такие карты. Чем ниже значение для этого разрешения, тем зернистее будет тень. Например, может случиться, что контур тени будет иметь ступенчатую структуру. Чем выше вы определяете разрешение для карты теней, тем больше памяти ПК будет необходимо для такого процесса.

По стандарту в этом поле установлено значение 250x250. Наиболее часто используемый спектр разрешений ограничивается значением 1000х1000. Более высокие разрешения для карты теней, используются значительно реже.

Однозначно можно различить, что контуры тени приобретают более выраженный характер с увеличением разрешения для карты тени. Для смягчения контура такой тени, необходимо повысить значение для параметра Радиус образцов, что в своё время значительно увеличивает время просчёта вашей сцены. Вы можете запомнить следующее правило: карта теней с двойным разрешением при двойном значении для радиуса образцов, будет иметь равномерный и мягкий край тени.

При низком значении карты теней и значительном удалении источника света от объекта, при определённых обстоятельствах может произойти такой нюанс, что сфера будет создавать прямоугольную тень. Вы можете контролировать такие моменты, используя для просмотра при этом источники освещения. Они могут быть, как и все другие объекты, определены для сцены как камеры.

Разрешение по X [40..10000]

Опционально вы можете производить мануальную установки для разрешения карты теней, если стандартные установки программы не удовлетворяют ваших потребностей. По стандарту, параметр Разрешение по Х соответствует ширине, и параметр Разрешение по Y соответствует высоте.

Разрешение по Y [40..10000]

Для источников конусного освещения, вы можете создать карты теней, по форме отличающихся от квадратных. Вы получите в таком случае возможность определить здесь другое значение, по сравнению с разрешением для оси Х.

Расход памяти

Cinema 4D производит автоматический просчёт расхода памяти для карты теней, который вы можете прочитать здесь. Это позволит вам приблизительно оценить расход памяти ПК при просчёте сцены, для мягкого типа тени, принадлежащей соответствующему источнику освещения.

Радиус образцов [1..20]

Этот параметр определяет точность, с которой будет просчитана карта теней. Чем выше значение этого параметра, тем точнее будет тень, и тем вше соответственно время просчёта. Если по техническим соображениям вы должны использовать карты вершин с низким разрешением, вы можете при этом увеличить значение для радиуса образцов, что приведет к увеличению качества для просчитываемого типа тени.

RELEASE 18

Увеличение радиуса образцов

При анимации источников света может случится, что тень не будет перемещаться плавно, а будет мерцать. Причиной этому является неизменяемое разрешение мягких теней. Для предотвращения такой проблемы, следует увеличить разрешение. При этом проявится недостаток этого вида теней – при увеличение разрешения тени становятся жёстче, для компенсации чего требуется увеличение значения Радиуса образцов. Это увеличивает время просчёта.

Для предотвращения высокого значения Радиуса образцов, имеется теперь опция Увеличение радиуса образцов. Она включает функцию, которая увеличивает Радиус образцов, но размещает образцы в нём случайно. Это уменьшает эффект «лесенки», но увеличивает шум, что при анимации является не такой большой проблемой, так как не так сильно заметно.

Абсолютное отклонение

Эта установка должна быть постоянно активной. Абсолютным названо это значение по причине того, что Относительное отклонение, является независимым от расстояния источника света до объекта, создающего тень. Если вы отключите эту установку, удаление тени от объекта будет зависимым от удаления источника света до объекта. При относительном смещении, тень будет тем дальше расположена от объекта, чем дальше источник освещения будет расположен от объекта. Такое поведение происходит из ранних версий программы (5.x) Cinema 4D, и по причинам совместимости и возможностью импорта ранних сцен, пока было пока оставлено в программе.

Относительное смещение может иметь смысл при очень высоких соотношениях для размеров.

Относительное отклонение [0..100%]
Сдвиг тени [0..+∞m]

Так как для карты теней, непосредственная тень начинается не возле самого объекта, а на незначительном удалении от него, на основе значений этих двух параметров, вы можете регулировать этот вопрос. Как правило, значение смещения = 1 см, является оптимальным для всех сцен. Но не исключается возможность дополнительной настройки этого параметра. При экстремально уменьшенных объектах, камера к которым должна быть расположенной на значительно близком расстоянии, этот интервал между объектом и тенью, будет заметен визуально (изображение 1). Если вы при этом определите более низкое значение для параметра, вы можете устранить эту ошибку при создании тени (изображение 2). Не исключаются варианты, что вы определили заниженное значение для параметра смещения (например, при очень больших объектах). Это приведёт к тому, что объект будет отбрасывать тень даже на собственную геометрию (изображение 3). В таком случае незначительно увеличьте значение для параметра смещения.

Вам необходимо запомнить: Чем меньше размеры объекта, и чем ближе к нему располагается камера, тем меньше должно быть выбрано значение для параметра смещения. Это исключит возникновение зазоров между объектом и создаваемой им тенью. Если объект является очень большим, и при этом возникает собственная тень на объекте, произведите увеличение значения для параметра смещения. Оптимальным является значение = 1 м, при ± 10000 см размера объекта.

Изображение 1

Изображение 2

Изображение 3

Ширина контура [-∞..+∞m]

Является действительным для двух типов источников – Параллельный и Удалённый с мягким типом теней. Параметр Ширина контура определяет геометрические размеры плоскости проекции, которая будет использована для параллельного типа теней.

Представьте себе световой куб. Этот куб состоит из параллельных лучей света, и имеет размеры параметра Ширина контура. Глубина контура (ось Z источника света) является бесконечной. Только объекты, находящиеся в пределах этого куба создают тень. Это является необходимым, так как плоскости параллельного и удалённого источников света, являются бесконечно большими. Значение для ширины контура не может быть назначено динамично и зависимо от сцены, так как при анимации возможно создание скачков при образовании теней. Поэтому будет использовано постоянное значение, которое вы можете определить здесь.

На заметку
При мягком типе теней, назначьте определённое разрешение для карты теней. Чем ниже это разрешение, тем зернистее будет тень. При динамической установке для параллельного куба, эти пиксели начали бы перемещаться, так как карта теней также изменялась бы динамически на её пространстве. Для предотвращения таких нежелательных эффектов, будет назначено постоянное значение, что приведёт к исключению образования таких нежелательных эффектов для тени.

Контур тени

Посредством этой установки вы получите не тень по форме затемнённой поверхности, а только контур тени, который будет изображён посредством тонких линий.

На заметку:
Здесь вам необходимо использовать более высокое разрешение для карты теней и соответственно более высокий радиус образцов.

RELEASE 18

Высокое качество

При использовании точечных источников света создаются шесть мягких теней. В особенности при высоких значениях Радиуса образцов, в области между этими отдельными тенями могут появится видимые грани. Включение этой опции улучшает этот переход (за счёт скорости просчёта).

Слева отключённая, а справа включённая опция Высокое качество.

Ограничить контур

Проблема источников точечного освещения заключается в том, что при этом в общей сложности должны быть созданы 6 карт теней, которые по краям изображения (в зависимости от сцены) могут иметь незначительные артефакты. Если вы установите эту установку активной, создание тени будет ограничено только на один световой конус, который затем произведет создание единственной (свободной от артефактов) карты тени.

Дополнительно вы можете экономить массу времени, если вы произведете создание теней только на тех участках, где это является действительно необходимым.

Угол [0..170°]

Здесь вы можете определить угол для конуса тени.

Мягкий

Вы можете выбрать тип края для конуса тени – мягкий или жесткий.

Используйте эту установку для того, чтобы для объекта, который лишь частично расположен в конусе тени, создание тени имело плавный переход.

Поверхностный тип

Общее направление: насколько поверхностный тип тени является реалистичным, он должен быть использован лишь в том случае, если у вас для просчёта имеется немного свободного времени.

Форма поверхностной тени может очень точно контролироваться, так как вы можете в закладке Детали определять все необходимые параметры, для источника света, который приводит к образованию этой тени. Это может быть виртуальный источник света, который будет использован только для создания поверхностного типа тени.

Посредством этого, контроль над типом поверхностных теней состоит из двух участков:

Точность [0..100%]
Мин. образцов [2..10000]
Макс. образцов [2..10000]

Качество тени

Вы можете контролировать качество поверхностных теней посредством параметров, Точность, Мин. Образцов и Макс. Образцов.

Отвечающий за это алгоритм является слишком сложным и не будет здесь обсуждаться. При этом можно сказать как обобщение: для просчёта поверхностных теней необходимы образцы (лучи). Чем больше их имеется в сцене, тем однороднее (без зернистости) будет процесс Рендеринга, но и тем выше его время просчёта. Это правило является также действительным при обратной последовательности.

Естественно в сцене возможен просчёт максимального количества образцов. С одной стороны это могло бы продолжаться до бесконечности, и с другой стороны было бы просто бессмысленным, так как в любой сцене есть участки, где минимальное число образцов для просчета является вполне достаточным.

Именно поэтому и существуют два параметра – Мин. Образцов и Макс. Образцов. Они соответствуют соответственно некритическим и критическим участкам в сцене. Между этими участками производится интерполяция средних значений.

Параметр Точность определяет, как и в каком количестве должно происходить распределение образцов, для получения максимально результата после процесса Рендеринга. На критических участках будут использованы всегда максимальные значения параметра Макс. Образцов.

Параметр Точность, поэтому имеет максимальное воздействие для критических участков, так как высокие значения для этих участков приводят к образованию максимального числа образцов, в то время, как для некритических участков он практически не имеет значения. Для таких участков будет использовано количество образцов, определяющее параметром Мин. Образцов.

Для определения оптимальных установок сцены, выполните следующее:

  1. Определите критические участки на изображении (это участки, которые имеют повышенную зернистость).
  2. Установите значение параметра Мин. Образцов по аналогии с параметром Макс. Образцов, и произведите Рендеринг фрагмента сцены.
  3. Произведите постепенное повышение значений для обоих параметров, пока показываемый результат не будет соответствовать вашим представлениям.
  4. Произведите снижение для параметра Мин. Образов на 1/4 (25%) от значения Макс. Образцов, и для параметра точность определите значение = 50%.
  5. Произведите теперь повышение значения для параметра Точность, до получения желаемых результатов.

Запомните основные правила:

Примеры

Для этого типа поверхностной тени, параметр точности был установлен на 100%. Как вы видите, качество изображения при этом является недостаточным (слишком высокий уровень зернистости на изображении), так как верхняя граница образцов назначена недостаточно высокой. Посредством повышения значения для параметра Макс. Образцов, возможно, получение достаточно хороших результатов, даже при низком значение параметра Точность (смотрите на нижнее изображение).

На последующем изображении вы видите вариацию двух важнейших параметров Точность и Макс. Образцов, с учётом используемого для этого времени. Соотношение времени просчёта вы можете при этом оценивать как сравнительное и ни к чему не обязывающее. В вашей сцене, в зависимости от просчитываемого эффекта, результат может выглядеть абсолютно по-другому. Но как начальное представление, которое наглядно демонстрирует время просчёта при увеличении значения для параметра Макс. Образцов, вы можете использовать это изображение.

Изменяемый параметр Точность (вверху) и Макс. Образцов (внизу). Слева вверху вы видите решётку, которая создает тень. Для неё используется источник поверхностного типа

На заметку:
Обратите внимание, что сглаживание (тип Лучшее) может приводить к снижению зернистости для изображения. Естественно это отражается негативно на времени просчёта, а иногда таким образом, что необходимо проверить целесообразность использования этого. Не забываете при этом, что на основе тега Композитинг вы можете с учётом специфики объектов, определить воздействие сглаживания для конкретных объектов.

Ограничения

Тип поверхностной тени не функционирует с облаками PyroCluster. Их просчёт будет произведён при использовании жёстких теней.