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Assunto do Tópico: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 17 Jul 2010, 14:20 
Olá galera do CG-AUTO!
No tutorial eu tentei explicar como fazer composição de fotos reais com 3D, não dizendo apenas o que fazer, mas o porque de fazer isso ou aquilo.
Também estou disponibilizando um arquivo em pdf do tutorial para leitura offline, para segurança o arquivo esta com a seguinte senha: www.cg-auto.com.br
Espero que gostem.

*** Proibido cópia ou distribuição sem autorização do autor ***
msn - ja_nightmare@hotmail.com
© 2010 todos os direitos reservados


Agradecimentos:
CG-AUTO – http://www.cg-auto.com.br
Agradeço toda a comunidade CG-AUTO pelo aprendizado que obtive.

SACHFORM – http://www.sachform.de/
Agradeço ao site SACHFORM e ao Jan Häusle pela permissão de uso da HDRI para este tutorial. Leia o EULA para informações sobre a licença.

CARLOS AUGUSTO – http://www.superfotos.com.br
Agradeço ao Carlos pelas explicações sobre câmeras reais e a revisão ortográfica.



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Arquivos contidos:

LeiaMe.txt
Tutorial.pdf     *** senha: www.cg-auto.com.br ***
hdri\:
      *** leia "EULA-single-images.pdf" para informações sobre a licença de todos os arquivos desta pasta ***
      backplate.jpg
      EULA-single-images.pdf
      hdri.hdr
      hdri_color.tif
      sachform.url
scenes\:
      final_MR.max
      inicio.3DS
      inicio.obj
      inicio_FBX53_MB55.FBX
      inicio_FBX200608.FBX
      inicio_MR.max
testeHDRvsLDR\:
      HDR_vs_LDR.jpg
      imagemHDR.hdr
      imagemLDR.jpg
exemplos\:
      exemplo.jpg
      finalTuto.jpg


 

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Assunto do Tópico: Introdução e Introdução a HDRI
MensagemEnviado: 17 Jul 2010, 14:59 
Introdução


Sobre
Neste tutorial você vai encontrar um resumo sobre o que são imagens HDR, e como utilizá-las com o renderizador Mental Ray, o programa utilizado foi o 3ds Max 2009.


Lógica
A lógica por trás de tudo é bem simples, precisamos de um ambiente para reflexo e iluminação do céu, um fundo de preferência semelhante ao ambiente, uma superfície para simular o chão do fundo, seu(s) objeto(s), e talvez também seja necessário uma ou mais luzes para simular melhor o ambiente (Figura 1).




Introdução a imagens HDR


O que são imagens HDR?
Imagens HDR ou HDRIs(neste caso sem o uso do imagem(ns) na frente) são siglas correspondentes à High Dynamic Range Image, traduzindo para o nosso português, Imagem com Gama Altamente Dinâmica. Essas imagens possuem muitas informações em seus pixels, 96 bits ou mais, ou seja, 2^96, o que nos da 79 octilhões ou 79.228.162.514.264.337.593.543.950.336 de cores para ser mais exato.

Só existem imagens HDR?
Não! Também existem outras, que são as seguintes:
LDR (Low Dynamic Range) ou SDR (Standard Dynamic Range):
São as imagens mais comuns, tais como JPG, BMP, GIF, PNG entre outras tantas, geralmente variam de 8 á 64 bits por pixel.
ADR (Adaptive Dynamic Range):
Essas não são muito importantes para 3D, mas para a curiosidade, são imagens com um gama dinâmico simulado por outra imagem em escala cinza indicando os locais com iluminação. São utilizadas em visualizações panorâmicas, com ajuda de um software conseguem simular em tempo real a alteração de luminosidade do local em foco.


Extensões de imagens HDR
As imagens HDR podem ser encontradas nos seguintes formatos: HDR, PIC, EXR, RPF, TIF/TIFF e RLA.


Diferença entre LDR e HDR
Alguns devem se perguntar:
Se imagens HDR tem tantas cores a mais que as LDR porque eu não vejo tal diferença?
Bem, isso pode acontecer por dois motivos:
Devido à limitação de alguns monitores e/ou porque o olho humano só consegue distinguir cerca de 10 milhões de cores, imagens mais comuns como JPG possuem 24 bits de cor, o que equivale a mais de 16 milhões de cores por pixel, já ultrapassando a média dos humanos, e fazendo que imagens 24 bits e 96 bits fiquem “idênticas”.
Essas imagens com 24bits ou mais, são chamadas de “True Color” ou em português, Cor Verdadeira, que seria o máximo que o humano conseguiria ver.
Agora poderia surgir outra pergunta, porque usar HDRI se não veremos o poder máximo dela?
Então chegamos num ponto com duas direções, isso irá depender do propósito da imagem, com a HDRI tendo mais informações sobre os pixels ela será melhor para alteração de cores, exposição e derivados, mas inviável para publicação na internet, isso por causa do seu espaço em disco. Já a LDRI você pode perder uma boa qualidade da imagem alterando iluminação e cores dela, mas ela ocuparia muito pouco espaço em disco.


Exemplo de LDR VS HDR:
Este exemplo (Figura 2) foi feito no 3D Studio Max com três objetos bem simples e uma luz, a luz teve a intensidade elevada até gerar bastante sobre-exposição, as imagens foram salvas diretamente do 3D Studio Max nos dois formatos, ou seja, não foi nenhum outro software que converteu para algum dos formatos. Depois a exposição foi alterada com a utilização do Photoshop (As imagens originais podem ser encontradas nos arquivos de apoio (.\testeHDRvsLDR\)).



Como são feitas as imagens HDR?
As maneiras que eu conheço são por meio de renderes e por junção de varias fotografias com tempo de exposição diferente.


Escolhendo uma boa imagem HDR para uso no ambiente 3D
E agora como escolher uma boa imagem para usar com 3D?
Em 3D são usadas bastante para simular o reflexo e luz no ambiente, neste caso as melhores a serem utilizadas são imagens esféricas, tamanho 360ºx180º, também é possível com outros tipos de imagens, mas não ficam tão boas quanto às esféricas. A melhor maneira de encontrar essas imagens grátis e com boa qualidade são nos próprios sites que vendem, geralmente eles permitem o download de exemplares gratuitamente como no site: http://www.sachform.de , e também possui prévia para as pagas.
Já aquelas imagens que usamos para o fundo, são chamadas de backplates e não precisam ser necessariamente HDRI, mas é recomendado formatos de boa qualidade e logicamente não só o formato mas a qualidade da foto também deve estar boa.


 
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Assunto do Tópico: HDRI com Mental Ray
MensagemEnviado: 17 Jul 2010, 15:53 
HDRI com Mental Ray


Introdução
É possível utilizar a HDRI de diversas maneiras, eu irei tentar ensinar da maneira que eu considero como melhor, no inicio pode parecer um pouco difícil, mas depois de pronto o manuseio é muito simples, HDRI será utilizada para reflexos e iluminação, para o fundo será utilizado o backplate (todos itens estão nos Arquivos de apoio).


Sobre o Projeto
O arquivo inicial pode ser encontrado nos Arquivos de apoio (.\scenes\inicio_MR.max), ao abri-lo será encontrados 5 objetos, entre eles uma câmera. Os objetos já estão com alguns materiais bem simples adicionados propositalmente, que são eles:
Bule (Teapot01): material espelhado, para simular materiais com alto nível de reflexo. Ex: espelhos.
Caixa (Box01): material refrativo, para simular materiais com transparência. Ex: vidros.
Cilindro (Cylinder01): material refletivo, para simular materiais com nível de reflexo baixo ou intermediário. Ex: plástico.
Plano (Plane01): um material qualquer, será alterado para obtermos sucesso no tutorial.

Não espere milagres do resultado, pois está tudo muito simples e leve, para uma renderização rápida. Então vamos testar o poder da HDRI e ver o que conseguiremos fazer.


Configurando a HDRI
Mãos a obra! Agora é hora de Adicionarmos a imagem para nosso projeto e configurar adequadamente. Ao abrir o arquivo de apoio do mental Ray (.\scenes\inicio_MR.max) teremos a seguinte imagem (Figura 3.1):


Entre no menu ”Rendering > Environment” ou pressione a tecla ”8”, aparecerá uma nova janela, nesta janela clique no botão escrito “None” correspondente à “Environment Map:”(Figura 3.2).


Uma nova janela deverá surgir, a “Material/Map Browser” (Figura 3.3), nesta janela são exibidos os materiais, mapas e shaders do Mental Ray e do 3ds Max, vamos escolher o shader “Environment/Background Switcher(mi)” (Figura 3.3).


Agora o botão que anteriormente estava escrito “None” foi alterado para o nome do nosso shader, para a edição do shader devemos instanciá-lo em um slot do material editor, entre no menu “Rendering > Material Editor” ou pressione a tecla ”M”, agora basta arrastar o shader que esta em “Environment Map” para um slot do “Material Editor”, assim como na Figura 3.4. Uma pequena janela vai aparecer, deixe como “Instance” e clique em “OK”.


Temos dois parâmetros neste shader, que são eles “Background” e “Environment/Reflections”, os dois podem tanto ser usados cores sólidas, como com outros mapas dentro. Ai está o porquê de escolhermos este shader, pois com ele conseguimos usar duas imagens, um para o fundo e outra para o ambiente.


Como será utilizada uma imagem (não uma cor sólida), clique sobre o quadrado do lado direito correspondente a “Background” (Figura 3.5), escolha o shader “Environment/Background Camera Map (mi)”, esse shader funcionará como o fundo da nossa composição, diferente do bitmap com ele é possível haver reações com o este fundo. Dentro deste shader temos vários parâmetros:
    Map – para utilizar uma imagem ou mapa;
    Multiplier – intensidade;
    Reverse gamma correction – correção de gama;
    Per-pixel matching – utiliza a imagem do em tamanho real (não redimensiona);
    Force transparent alpha – força o fundo transparente (alpha 0);
    Off-screen Rays return Environment – raios fora da tela retornarão informações do ambiente;
    Off-screen Color (When Above Off) – raios fora da tela retornarão um cor solida, só funciona quando o “Off-screen Rays return Environment” está desligado.
Clique sobre o “Browse...” logo a frente do “Map” uma nova janela irá abrir, nela escolheremos a imagem de fundo, utilizarei o backplate que acompanha o tutorial (.\hdri\backplate.jpg). Pronto! Já termos nossa imagem de fundo na cena, caso queira faça um render só para ter certeza que funcionou.


Agora vamos configurar o ambiente da nossa cena, voltamos ao shader “Environment/Background Switcher(mi)” no “Material Editor”, mas agora escolheremos o quadrado debaixo, correspondente a “Environment/Reflections”. Vamos escolher o mapa “bitmap”, logo depois de escolhido uma nova janela deve aparecer automaticamente para a escolha da imagem, vamos escolher a imagem que queremos usar no ambiente, eu vou escolher a HDRI que acompanha o tutorial (.\hdri\hdri.hdr)(Leia o EULA para informações sobre a licença (.\hdri\EULA-single-images.pdf)) o download da mesma também pode ser feito a partir do site http://www.sachform.de. Caso você não esteja vendo a imagem mude tipo para “All Formats” na própria janela de procura, após abrir a imagem outra janela deve aparecer, isso acontece porque é uma imagem formato HDR e o mapa “bitmap” não da suporte para este tipo de imagem, mas um plug-in (essa nova janela que é aberta) consegue fazer a interface entre os dois, podemos deixar as opções como vieram e confirmar (Figura 3.7).


Vamos renderizar para ver como ficou. Provavelmente vai ficar quase idêntico a antes, mas não é isso que queremos. Se observarmos bem o nosso mapa “bitmap” logo no início pode perceber que as configurações contidas nele não são as que desejamos, em “Coordinates” ele está como “Texture”, mas queremos que ele faça o papel de ambiente em nossa cena, então alteramos isso para “Environ” e como temos uma imagem esférica alteramos o “Mapping” para “Spherical Environment” (Figura 3.8 ).


Renderize e veja o resultado (Figura 3.9), agora o resultado parece bem mais agradável. A HDRI ficou refletindo perfeitamente, ou seja, não esta refletindo o mesmo lado que esta no fundo, o reflexo não ficou torto nem refletindo a parede do lado inverso, mas caso isso acontecesse teríamos que usar os parâmetros “Offset” e talvez o “Tiling” também do mapa “bitmap”.


Nosso problema agora é o chão precisamos ver o outro lado, mas o chão acinzentado não esta deixando, poderia ser apagado, mas os objetos ficariam sem sombras, nosso recurso para este caso é o shader do Mental Ray “Matte/Shadow/Reflection (mi)”, vamos escolher um slot do “Material Editor” que ainda não foi usado e com o “Get Material” vamos escolher o “Matte/Shadow/Reflection (mi)” (Figura 3.10).


“Matte/Shadow/Reflection (mi)” realmente é um shader muito completo, mas infelizmente se fossem abordados todos os seus parâmetros o tutorial ficaria muito longo, então vamos usar apenas o necessário para o nosso propósito. Aplique o material sobre o plano que funciona como chão na cena e faça um render para ver como ficou, a imagem deve ter aparecido com o plano todo na cor preta, não se assuste ainda vamos arrumar isso.


Logo no primeiro parâmetro deste shader temos o “Camera Mapped Background” (Figura 3.11) ele é quem define a cor ou mapa do material matte, como não esta sendo utilizando nenhum mapa é utilizada a cor, que por padrão vem preto, por isso o objeto apareceu preto no render. Como estamos a utilizar um mapa (“Environment/Background Camera Map (mi)”) como fundo só será preciso instanciá-lo no mapa do “Camera Mapped Background” do shader “Matte/Shadow/Reflection (mi)”, para isso copie o shader “Environment/Background Camera Map (mi)” e cole instanciando no mapa de “Camera Mapped Background” assim como mostra a Figura 3.12.




Ao renderizar a imagem já fica bem próxima do resultado que queremos, mas vamos dar uma analisada no que aconteceu. Na parte avermelhada podemos ver que o Matte do material realmente funcionou e exibiu a imagem de fundo da cena, onde esta amarelada é mais interessante, pois conseguimos ver que o matte não é invisível nos reflexos/refrações, mas como esta usando um mapeamento do background (“Environment/Background Camera Map (mi)”) o material do chão consegue usá-lo como se fosse um tipo de textura no canal diffuse, e o reflete corretamente, caso estivesse utilizando um mapa “Bitmap” para a imagem de fundo o reflexo iria ficar mais parecido com refração o que não deixaria a imagem muito agradável. Mas e essa diferença de tonalidade entre a HDRI e a imagem de fundo? Pois bem, para isso é necessário fazer uma aproximação, pode se usar outros mapas/shaders para fazer isso, mas para não complicar faremos uma simples modificação no mapa “Bitmap”.


Na Figura 3.14 é possível visualizar a alteração que foi feita no mapa “Bitmap” do ambiente, assim foi possível deixar a imagem de fundo e ambiente mais homogêneas.


Posição da câmera e distância focal
A posição da câmera e a distância focal também são fatores muito importantes para dar realidade a imagem, infelizmente a nossa imagem utilizada para o fundo foi feita a partir da própria HDRI e por isso não tem uma distância focal exata, mas vamos tentar fazer uma aproximação e para nos ajudar nesta tarefa iremos colocar a imagem de fundo do render no fundo da viewport também, para isso no menu superior vá em “Views > Viewport Background > Viewport Background...” ou pressione “Alt+B” do teclado, uma nova janela deve aparecer, deixe-a com as mesmas configurações da Figura 3.15 e clique em “OK”.


Agora vamos fazer o posicionamento e a distância focal no olho mesmo, pois com outras ferramentas ficaria muito complicado, primeiro aumentei o comprimento do plane, pois como é facil notar o chão da imagem de fundo é muito mais comprido do que largo, depois de feito isso fui alterando a distância focal, aqui no 3ds max representado pelo termo "Lens", da câmera para que o plano e o chão da imagem de fundo ficassem com a mesma proporção. Consegui um resultado satisfatório com a distância focal da lente em 32.0mm e campo de visão em 58,716 graus, o plano ficou com 5000cm de comprimento e 500cm de largura (escala não real), para ficar ainda mais fácil também é possivel extrudar as bordas para simular as peredes. Veja as Figuras 3.16 e 3.17 para melhor compreensão.






Iluminação
A iluminação numa composição de fotos com 3D é outro fator crucial, imagine uma imagem de fundo ensolarado mas a sombra parecida de um dia nublado, realmente não ficaria muito real. Se analisarmos a imagem que estamos usando há sombras bem definidas criadas pela luz solar, mas não são completamentes pretas, devido a iluminação indireta e possivelmente a luz do céu também, irei utilizar uma “Daylight”, pois ela já vem com uma luz do sol e do céu juntas. Selecione “Create > Systems > Daylight” para criar a “Daylight” (Figura 3.18), uma janela vai abrir perguntando se deseja utilizar o controle de exposição, clique em “No”.


Crie a “Daylight” a partir de alguma parte do plano, não precisa ser exatamente onde está os objetos, nos parâmetros da “Daylight” podemos escolher os tipos de luz que iremos utilizar, como “Sunlight” usaremos “Mr Sun” e como “Skylight” vamos usar “Skylight”. A posição da luz eu prefiro como “Manual”, mas isso não tem muita importância, tente posicionar a luz com base em algumas referências como as sombra dos pilares e a do teto (Figura 3.19).


A “Skylight” é uma luz bem simples, poucos parâmetros e fácil configuração notem que temos um parâmetro chamado “Use Scene Environmet” onde ele usa o shader que esta no slot do “Environment” aquele que configuramos no início em “Rendering > Environment...”, como já tive problemas em utilizar este parâmetro juntamente com o “Environment/Background Switcher(mi)” na cena recomendo o uso do mapa de iluminação que se encontra logo abaixo, basta instanciar o mapa “Bitmap” que estamos usando para reflexos na cena (Figura 3.20).


A intensidade das luzes é algo que vamos saber o correto só com vários testes, caso as sombras estejam muito escuras pode ser a luz do sol (“Sunlight”) que esteja muito forte, se as luzes do sol já estiverem baixas aumentar a intensidade da luz do céu (“Skylight”) pode corrigir. Obtive bons resultados com a luz do sol em intensidade 0,005 e a luz do céu em intensidade 1,5.




E chegamos ao fim do tutorial, agradeço a todos que leram o tutorial e relembro meus agradecimentos do início, site http://www.cg-auto.com.br, site http://www.sachform.de/ e ao Carlos Augusto.
E para melhorar os resultados finais procure aprender sobre materiais, configurações de render, como antialiasing e iluminação indireta, e tudo mais o que você conseguir.


 
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Assunto do Tópico: Re: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 21 Jul 2010, 22:26 
Nossa JaN, ficou muito bom o tutorial. Parabéns cara! Vai ajudar muita gente. Muito obrigado pela contribuição.


Grande abraço.

_________________
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Assunto do Tópico: Re: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 21 Jul 2010, 23:05 
Oração ao Santo
Agradeço ao Santo Janightmare pela graça alcançada!

Parabéns!!!


 
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Assunto do Tópico: Re: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 22 Jul 2010, 08:11 
CAra que bagulho perfeito mano!
po cara nemsei o que dizer, sem dúvida até então, o melhor tuto de hdri que eu vi...
po parabéns mesmo mano, vou estudar tin tin por tin tin!

abraço!


 
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Piloto
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Assunto do Tópico: Re: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 22 Jul 2010, 13:16 
@admin - valeu admin! tomara que ajude mesmo :D
Abraço

@Troya - uAHuhaUHauhuah
valeu troya!
Abraço

@bk_jeff - poxa fico fico até sem graça assim :oops:
valeu bk_jeff!
Abraço


 
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Piloto
  • Data de registro:24 Ago 2009, 10:32
  • Mensagens:1118
Assunto do Tópico: Re: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 22 Jul 2010, 13:39 
CARACA MANO !
Muitissímo obrigado Jan, uma das minhas maiores dificuldades no 3d ( mental ) é esse tópico,
valeu pela colaboração, quando eu botar em prática, mostro os resultados.
nota 10, melhor tuto ever.

_________________
Portfolio: http://lsastudio.weebly.com
------
MR noob user.


 
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Piloto
  • Data de registro:04 Out 2008, 16:29
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  • estrada da fama
Assunto do Tópico: Re: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 23 Jul 2010, 12:29 
opa lucas pek! :D
espero que te ajude com essa sua dificuldade então
e qualquer coisa só postar :mrgreen:
valeu cara!
Abraço


 
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Motorista
  • Data de registro:03 Jun 2009, 04:15
  • Mensagens:875
Assunto do Tópico: Re: [Tutorial] Composição com HDRI utilizando Mental Ray
MensagemEnviado: 23 Jul 2010, 15:13 
Otimo tuto heim Jan...Da até vontade de correr atraz de aprender mental ray!!
Abraços man

_________________
Opala Diplomata viewtopic.php?p=9864


 
 
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