Документация Справка Cinema 4D Cinema 4D Visualize, Broadcast, Studio Advanced Render
Функция доступна в CINEMA 4D Visualize, Studio

Каустика

Общие

Каустика

Где находятся параметры?


  1. В настройках рендера (кликните на кнопке Эффекты).

    Здесь вы найдёте параметры, для глобальной настройки фотонной каустики.
  2. В редакторе материалов (в менеджере атрибутов) на закладке Подсветка.

    В этом диалоге посредством активации соответствующих установок вы можете некоторые материалы исключить от создания и приёма фотонной каустики.
  3. На закладке Каустики для созданного источника света.

    Здесь параметры фотонной каустики будут определены согласно имеющихся источников освещения.

На заметку:
В программе Cinema 4D имеется два различных вида каустки:

  • Каустика, создаваемая на основе излучения фотонов (именно это мы обсудим в этом разделе). Быстрее каустики GI, но для своего создания требует наличие отдельных источников света в сцене. Может быть просчитана объёмно.
  • GI каустика: в режиме IC не очень точный просчёт (небольшой, но долго просчитываемый трюк: присвойте объекту принимающему каустику тег рендеринга с активной установкой Использовать QMC) каустики, который реагирует на все объекты сцены, имеющие свечение.
  • Эти оба вида каустики совершенно независимы друг от друга и по-разному просчитываются. Они могут быть использованы вместе или по отдельности.

Для понятия принципа функционирования каустики, давайте рассмотрим следующий пример:

Авторское право Жанин Пауке

То что вы видите слева от прозрачной сферы можно назвать как эффект каустики. Направленный справа свет попадает на прозрачную сферу и будет при этом при переходе из Окружающей среды в корпус сферы, а также при выходе из него — преломлён, после чего как святящееся пятно попадает на основание сцены, с левой стороны.

Очевидные эффекты каустики можно наблюдать везде, где преломление света происходит при его прохождении через прозрачные объекты, так как концентрация света при этом на отдельных участках проходящего луча увеличивается, мы в конечном итоге видим как пятно белого цвета повышенной яркости.

Другой эффект, который по природе возникновения также относится к каустике:

Свет попадает на внутренние и внешние стороны металлического круга, отражается при этом от его поверхности с соответствующим созданием характерных отражений.

В общем и целом можно сказать: каустики можно наблюдать везде, где большое количество лучей света попадают на один объект, который имеет только один фокус. Этот фокус обеспечивает в конечном итоге, что падающий свет и попадающий на поверхность металлического кольца, будет сгруппирован, сфокусирован на определённых участках поверхности металлического кольца.

Как функционирует фотонная каустика с технической точки зрения?

Для расчета этого эффекта, испускание из вида камеры лучей происходит абсолютно по другому по сравнению с Raytracing методом или GI. При этом в сцену будут испускаться так называемые фотонные лучи посредством источника освещения. Каждый фотон при этом имеет какую-то начальную энергию, которая уменьшается при прохождении фотоном определённого пространства.

Фотонный луч сталкивается со сферой, проходит через неё, и при этом теряет часть своей энергии. Путь прохождения, энергия и некоторые параметры при прохождении фотонных лучей через сцену, будут сохранены в отдельности для каждого луча. Потеря лучом энергии происходит при этом в зависимости от установленных значений для параметров прозрачности и отражения в соответствующих каналах. Если материал не обладает прозрачностью или возможностью отражения, то в этом случае фотонный луч теряет всю свою энергию, и не будет учтён при конечном просчёте яркости для каустики.

Одновременно лучи фотонов будут Преломлены при переходе границ (например, стекло и воздух). С физической точки зрения общий процесс функционирует абсолютно корректно. Cinema 4D при этом испускает конечно не один луч фотона, а бесконечное множество (регулируемое значение) фотонных лучей.

Фотоны сталкиваются при этом с объектом, где они и должны быть видимы (например, основание сцены). При этом их позиция, энергия и цветовая гамма будут просчитаны программой и предоставлены нам как конечный результат в виде пятна определённого цвета. Здесь фотоны будут также сохранены в так называемой фотонной иерархии.

Вы можете конечно эффект каустики перенаправить на материал создающий каустику, и при этом программа рассчитает ещё один эффект. Это соответствует натуральному поведению освещения. Настоящий свет, например, проходя через оконное стекло и попадая в помещение, способен также для создания дополнительных эффектов с точки зрения каустики.

Двойной эффект каустики

И как дополнение:

Также возможно при этом распределение фотонных лучей, после прохождения через объект (который способствует созданию эффекта каустики), сделать видимым. Вы можете этого достичь посредством активации установки Объёмные каустики.

За основу взятая модель аналогична, что и для поверхностной каустики, только для объёмной каустики, свойства фотонов будут сохранены для всей протяжённости траектории (а не как для поверхностной каустики только там, где они попадают на конечный материал) и просчитаны. Поэтому это просто необходимо, в установках источника освещения, закладки Видимый свет установить тип на Объёмный.

Так как здесь идёт речь о настоящей объёмной модели, вы можете создать анимацию для камеры по периметру объёмной каустики без особых проблем.

При этом конечно понятно, что расчёт такого эффекта занимает довольно продолжительное время. При применении таких эффектов вам надо быть просто осторожным. Кстати в природе такой эффект можно встретить очень редко, так как при этом возникает необходимость наличия рядом с объектом который может способствовать созданию объёмной каустики, также наличие туманной атмосферы, которая и позволяет фокусированный луч сделать видимым.

Поверхностная каустика

К сожалению, не существует установки, которая смогла бы вам гарантировать создание оптимального эффекта при работе с фотонной каустикой. Это зависит, прежде всего, от свойств вашей сцены, а именно от расположения объектов по отношению к направлению луча конусного источника освещения, а также от соотношения дистанции Конусный источник освещения - Объект создающий каустику.

Оптимальный метод заключается в следующем:

После создания вашей сцены и расположения в ней источника конусного света, на закладке Каустики для источника света, определите очень высокое значение для энергии фотонов (например, 100000), и низкое значение для числа самих фотонов (например, 100). При пробном просчёте вы сможете в данной ситуации видеть отдельный фотоны. Это позволит вам прежде всего определить, что для соответствующего участка сцены были созданы фотоны и они попадают на поверхность объекта. Если это не так, проверьте следующее:

Если в заключении отдельные фотоны являются видимыми, произведите увеличение значений для параметров числа фотонов и энергии фотонов, пока вы не достигнете необходимой яркости для эффекта каустики. Для более направленной настройки резкости при создании эффекта каустики, в настройках рендера программы, измените значения для параметров Плотность образцов и Замеров.

Объемная каустика

Если при создании объёмной каустики, вы наблюдаете появление артефактов следующего вида, в этом случае вам необходимо произвести снижение значения для параметра Расстояние между образцами в закладке Видимость для используемого источника света. Время просчёта при этом значительно увеличивается.

Произведите снижение значения для параметра Расстояние между образцами, для удаления маркированных артефактов. В этом примере — значение параметра Расстояние между образцами равно 25 слева, а справа равно 5.