HDRI в 3D Рендеринге

Как может показаться на первый взгляд, технология получения HDRIs с помощью рендера аналогична технологии получения HDRIs из фото. То есть, казалось бы, нужно отрендерить несколько обычных изображений из одной камеры с разной экспозицией, а потом собрать из них одно 32-битное изображение. Опять же, можно и так, однако прелесть работы с современным рендерером в том, что он лишен недостатков технологий фотографии и ведет вычисления сразу же в максимальном диапазоне яркостей, то есть в HDR. Но самое главное это то, что рендерер позволяет сохранять результат просчетов прямиком в HDRI формат.

Что нам это дает? Это избавляет нас от утомительного «квеста» по сборке ряда изображений, снятых с разной экспозицией, как это происходит с фотоснимками. Мало того, динамический диапазон запечатленных яркостей двумя, тремя, десятью LDR изображениями, все равно ограничен. В то время, как HDR рендер ограничен лишь фактическими яркостями, присутствующими в самой сцене. Он содержит абсолютно все уровни яркости аналогично тому, как это есть в реальном мире.

Разумеется, приемы, проявляющие скрытые детали фотографии с помощью HDR, описанные в предыдущих главах, относятся и к рендерам. Какой тридешник, хоть раз рендеривший интерьер, не сталкивался с тем, что источник света в окне оставляет огромные засветы на потолке, оконной раме и шторе? От подобных проблем избавиться невозможно не отрегулировав освещение всей сцены, тем самым не ухудшив освещение остальных зон изображения. Например, как это делают «вялыми» настройками колор-мэппинга. Кто не сталкивался с тем, что какая-то зона финального рендера получается слишком темная, а осветлить ее просто не представляется возможным без полного пересчета заново и предварительного изменения интенсивности источников света в сцене?

С HDR рендером эти проблемы полностью исчезают как таковые.

Да, видимый во фрейм буфере рендер по-прежнему будет иметь все описанные недостатки. Однако их все можно будет полностью устранить буквально за несколько минут с помощью постобработки, отредактировав в Photoshop сохраненный в HDR формате результат. Отредактированный рендер больше не будет иметь засветов и слишком темных мест.

Фотореализм и HDRI

Часто встречается заблуждение по поводу того, что в реальной жизни так, как на рендере в принципе не бывает. Например, что описанные выше проблемы засветов это исключительно проблема рендерера. И что рендерер, создающий такие изображения, попросту ведет себя физически некорректно, поэтому, следует «лучше работать с освещением сцены». Но это совсем не так. К тому же, подобное явление существует не только в 3d графике.

Даже когда мы сами смотрим невооруженным глазом на очень яркий объект в темном окружении, то глазам приходится подстраиваться под яркость этого объекта, чтобы увидеть его нормально. Стоит нам перевести взор в сторону на более темный участок нашего окружения, и глазам снова придется подстроиться под новый уровень освещенности.

Вы можете провести эксперимент: выйдите из помещения и недолго посмотрите на ясное небо, а потом зайдите обратно и осмотритесь. Вам покажется, что в помещении очень темно, хотя только что, выходя из него, Вы могли поклясться, что оно прекрасно освещено. Происходит это, потому что настроенный на очень яркое небо глаз не может нормально воспринять освещенность условно темного помещения. Другими словами, динамический диапазон яркостей человеческого зрения также ограничен. Со временем, глаз, конечно же, адаптируется к освещенности помещения, но для этого потребуется некоторое время.

Вспомните, как выглядит типичный пират из сказок и фэнтэзийных фильмов. Это дядька на одной ноге, с крюком вместо руки и, пожалуй, самым типичным атрибутом «морского волка» - черной повязкой на один глаз. Многие считают, что эта повязка скрывает увечье, и глаз у пирата попросту отсутствует, так же как и нога с рукой, которые он потерял в баталиях, абордируя очередное судно.

Вне всяких сомнений, бывали и одноглазые пираты, но существует вполне объяснимое предположение, что эта повязка - такой же незаменимый инструмент двуглазых мореплавателей того времени, как подзорная труба или компас.

Дело в том, что повязка на одном глазу помогает лучше видеть в тёмном трюме, когда моряку нужно срочно спуститься туда с хорошо освещенной палубы. Спускаясь в трюм, моряк смещает повязку, открывая находившийся под ней глаз, который сразу готов к восприятию деталей в относительно темном диапазоне освещенности.

Это лишний раз показывает, что не только стандартная фотография и обычный рендер запечатлевают ограниченный диапазон яркостей, но и даже человеческий глаз, в один и тот же момент, воспринимает мир в LDR. Скрывая один глаз от высокого уровня яркостей, можно им воспринимать низкий уровень освещенности, не ожидая адаптации. Так, моряк совмещает несколько динамических диапазонов яркостей и получает больше информации для лучшего восприятия деталей, чем мы, собственно и занимаемся, применяя HDR технологии в формировании изображений.

Так что, когда у Вас на изображении основная сцена выглядит отлично освещенной, например интерьер комнаты, а за окном «ядерный взрыв», то не пугайтесь и не браните себя за неправильную настройку освещения. В большинстве случаев, это нормальная ситуация и она физически корректна.

Все же, несмотря на физическую корректность, выглядит такое далеко не всегда уместно и артистично, как того ожидают от профессиональной фотографии или 3d визуализации. Вот тогда и приходит на помощь умение работать с HDR изображениями.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: