Vlastnosti a funkce VIZ Rendru, novinky Autodesk Architectural Desktop 2004, část. 9

Vlastnosti a funkce VIZ Rendru

Uživatelům VIZu nebudou funkce a nástroje VIZ Rendru cizí, ale pro ty, kteří se s těmito nástroji nikdy nesetkali, je dobré VIZ Rendr představit podrobněji.

Hlavní možnosti, které VIZ Rendr uživateli nabízí jsou

-živé propojení s modelem v ADT 2004

-lepší definice materiálů a především jejich mapování

-vytvoření a nastavení světel

-vytvoření a nastavení kamer (pohledů na model)

-animace

-výpočet radiosity a rendrování

-doplňkové funkce jako je zapasování do fotografie, panoramatické rendrování apod.

 

Materiály

V předchozích částech o novinkách v ADT jsme se zmiňovali o materiálech. Proč znovu o materiálech ve VIZ Rendru? Materiály jsou velice důležitou částí vizualizace, bez kvalitního materiálu to není nikdy ono. ADT materiál se především definuje pro potřeby prezentace v řezech, půdorysech a pro stínování jsou parametry materiálu opravdu pouze základní. Lze nastavit textura (bitmapa), lesk a některé další parametry, ale materiály jsou ve skutečnosti daleko složitější. Proto VIZ Rendr k materiálům přidává další nezbytné parametry (průhlednost, průsvitnost, odraz materiálu, odraz barvy, zda materiál vyzařuje světlo, prostorovou texturu – bump atd.). Tyto parametry mohou být součástí komplexní definice materiálu, takže v ADT se použijí parametry pro ADT a ve VIZ Rendru další parametry pro vizualizaci. Vše je propojeno, takže přiřadíte materiál v ADT a ve VIZ Rendru se automaticky „aktivují“ parametry pro vizualizaci.

Definice materiálu se provádí v Editoru materiálu, kde si uživatel může všechny parametry nastavit. Materiál vytváří na základě šablony, takže je to poměrně jednoduché. Materiály se dají přebírat nebo umísťovat do Průzkumníku obsahu, podobně jako u nástrojů ADT. Spolu s VIZ Rendrem dostává uživatel vytvořené knihovny materiálů, které může ve svých projektech rovnou využít.

Vynikající vlastností VIZ Rendru je mapování materiálů. Mapování je umístění materiálu na povrch modelu, tak aby jeho rozměry a poloha odpovídaly skutečnosti. Definujete se vlastně základní rozměr textury, která se pak na povrchu opakuje a její poloha a směr vzhledem k povrchu. Mapování se buď používá z definice materiálu v ADT nebo se dá definovat ve VIZ Rendru.

Ve VIZ rendru se dá pomocí několika metod materiál mapovat a to velice přesně. Například UVW Mapování vám dovolí přesně zvolit typ „natažení“ materiálu na model – jedním směrem (rovinné), ze všech směrů (hranol), kulové, válcové apod., definovat základní rozměr ve všech směrech a počet skládání mapy na jednotku a následně přesně pomocí tzv. Gizma umístit texturu na povrch. Můžete tak přesně zarovnat obkladačky s rohem, natočit materiál na podlaze, atd.

 

Světla

Bez kvalitního osvětlení nebudou vaše vizualizace nikdy kvalitní. Můžete se sebevíce snažit s modelem a materiály, ale bez světla to nebude nikdy ono. Navíc materiály vyniknou a dají se nastavit až při vhodném osvětlení. Světla jsou objekty, které simulují skutečné světlo a světelná tělesa ve vašem modelu, tedy prvky typu domácích lamp, stropních světel, lamp na ulici, různé reflektory, svíčky atd. a v neposlední řadě i venkovní světlo. Různé typy světelných objektů vyzařují světlo různými způsoby a napodobují tak různé druhy skutečných světelných zdrojů.

Osvětlení vylepšuje jasnost a prostorovost scény. Jako doplněk obecných světelných efektů mohou být světla používána pro promítání obrázků.

Ve Viz Rendru můžete používat různá světla.

·Bodová (Point) – svítí se z jednoho bodu a používá se například pro běžné žárovky, lampy, spotová světla apod.

·Lineární (Linear) – svítí se podél osy a typickým příkladem jsou zářivkové trubice

·Plošná (Area) – svítí se plochou a typickým případem je přikrytá sestava zářivek na stropě

·Daylight Systém (Systém denního světla)

·Svítit materiálem

VIZ Rendr obsahuje světla, která mají parametry vyjadřující fyzikální vlastnosti světla jako je šíření světla od zdroje (distribuce), barva a intenzita světla apod. Jsou to tzv. fotometrická světla. Tato nastavení definují fyzikální vlastnosti světel pro výpočet radiosity. Výhodou používání fotometrických světel je to, že nasvěcujete scénu stejně jako ve skutečnosti. Dáte tedy do scény stejná světla (nastavíte jim stejné světelné charakteristiky), jaká budou ve skutečnosti (případně použijete denní světlo) a pustíte výpočet. Vše ostatní za vás udělá VIZ Rendr a jeho výpočet radiosity.

Světla se dají přesně cílit na vybrané objekty, definovat světelné kužely, nastavit útlumy světel a jejich další geometrické charakteristiky.

Daylight systém kombinuje sluneční světlo a světlo oblohy v sestavě, která sleduje geograficky správný úhel a polohu slunce na zemi v určitém místě. Můžete si zvolit místo, den, čas a orientaci místa (kompas). Den a čas lze animovat. Lze proto vytvářet solární studie, tedy jak je váš objekt osvícen během dne nebo během jiného časového úseku.

 

Výpočet radiosity a rendrování

Rendering je proces, kdy se pro aktuální model (scénu) vypočte finální prezentace. Použije se model, materiály a světla a vytvoří se obrázek nebo animace. Kvalita tohoto výstupu je závislá na kvalitě modelu, materiálů, nastavení světel apod. Především materiály a světla, teprve udělají to, aby prezentace byla co nejvíce realistická.

Rendering může nebo nemusí využívat vypočtenou radiositu, tedy nejkvalitnější výstupy pomocí řešení tzv. globálního osvětlení. Z renderingu mohou být výstupy buď ve statické formě, tedy jednotlivé obrázky a nebo jako animace. Další doplňkovou možností je dělat panoramatické obrázky, kdy se vyrendruje scéna kolem dokola a výsledkem je speciální „video“ (nejčastěji ve formátu .mov), kde se můžete otáčet, dívat nahoru a dolů. Ve VIZ Rendru můžete provést rendrování kdykoliv a podívat se na výsledky.

Radiosita je proces simulace šíření světla v prostředí. Rozložení a intenzita světla závisí na tom, jak materiály odráží a pohlcují energii světla. Výsledky jsou založené na fyzikálních vlastnostech světel, takže vaše scény vypadají tak reálně, jak je chcete mít reálné. Radiosita se také někde označuje jako Global Illumination (Globální osvětlení).

Používání radiosity má naproti tradičním 3D osvětlením mnoho výhod. Za prvé umožňuje přesnou metodu rendrování plošných světel, nepřímého osvětlení, rozptýlených odrazů, efektů přenosů barev, realistických stínů a měkkých stínů. Další výhodou je, že řešení radiosity je uloženo v aktuální geometrii. To znamená, že stačí vypočítat radiositu pouze jednou a pak můžete rendrovat pohledy na scénu bez nutnosti přepočtu řešení. To vám ušetří mnoho času, především na velkých modelech. Poslední výhodou je jednoduchost nastavení světel a výpočtu rendru pomocí radiosity. Stačí do scény dát stejná světla jako ve skutečnosti, nastavit jim stejné fyzikální parametry jako ve skutečnosti a spustit výpočet.

Vypočtená Radiosita se ukládá s modelem, jako „vrstva“ připojená k povrchům ve scéně. Pro každý vrchol na povrchu se spočte množství světla dopadajícího/opouštějícího tento bod a tím se zjistí barva tohoto vrcholu (v závislosti na barvě světla a materiálu). Protože radiosita je po výpočtu uložena do modelu, můžete modelem libovolně otáčet a dívat se na výsledky vaší osvětlené scény. Vypočtená radiosita se pak použije pro finální rendr, protože je potřeba do vizualizace dopočíst odlesky, odrazy, lomy a přímé světlo. Radiosita je nezávislá na pohledu a řeší nepřímé osvětlení. Naopak ve finálním rendru se dopočtou k radiositě odrazy, lomy, přímé světlo apod., které již jsou závislé na pohledu.

Prezentace projektů při využití radiosity jsou významně kvalitnější než bez ní. Vše úzce souvisí i se světly a materiály, které jsou ve VIZ Rendru připravené pro výpočet radiosity.

 

Animace

Ve VIZ Rendru nemusíte rendrovat pouze statické obrázky, ale můžete rendrovat i animace. Pro vaší scénu se dá nastavit časová osa (délka animace) a zadat jednotlivé animační kroky. Animovat se dá kamera a dělat tak průlety nebo průchody vaším projektem. Animovat se dají objekty, například se otevřou dveře, posune se nábytek apod. Animovat se dá i slunce, takže provedete solární studii. Vše se dá zkombinovat dohromady a udělat velice působivé prezentace.

Animovat lze posun, rotaci a některé další parametry (například pohyb slunce v čase). Vytváření animací je velice snadné. Zvládne ho i naprostý laik. Stačí zapnout tlačítko Animate, posunout se v čase na místo, kde se má animace provést, posunout nebo natočit objekt a takto pokračovat pro všechny objekty, které se budou nějakým způsobem hýbat. Každý objekt se může animovat několikrát. Pak již můžete pomocí posunování časové osy vidět animaci ve scéně, provést případně nějaké úpravy a následně provést rendr celé časové osy například do .avi souboru, podobně jako u statického obrázku.

 

Zapasování do fotografie

Pokud děláte rekonstrukci budovy nebo stavíte novou budovu, můžete potřebovat takové prezentace, kdy se do fotografie stávajícího stavu umísťuje nový stav. To je poměrně pracné, protože se musí nastavit pohled kamery na model tak, aby byl stejný jako na fotografii.

Viz Rendr obsahuje nástroj na zjednodušení tohoto procesu pomocí funkce Camera Matching. Postup je poměrně snadný, do modelu si umístíte „kamerové body“, tedy body které se dají dobře najít jak na modelu tak na fotografii (okolní objekty, kraje fasády, otvory apod.). Tyto body nesmějí být v jedné rovině, aby se dala dobře spočítat kamera. Do pozadí scény se vloží obrázek a pro tyto kamerové body se pak pomocí nástroje na zapasování do fotografie vyberou odpovídající body na fotografii. VIZ Rendr pak následně vypočte novou kameru. Po jejím aktivování se díváte na model stejně jako fotograf a stačí pouze provést rendr.

Závěr

Jak je vidět z rozsahu popisu novinek, tak ADT 2004 je významná nová verze. Jeho nové funkce vám pomohou ušetřit čas a zmodernizovat vaše projektování. Vše se samozřejmě nedá detailně popsat, ale chce se na funkce podívat v reálu nebo si je vyzkoušet, takže doporučuji navštívit vašeho dodavatele ADT (autorizovaného dealera Autodesku) a nechat si ADT 2004 předvést naživo, případně si ho sami vyzkoušet.

V době, kdy čtete tyto články, již byla oznámena nová verze ADT 2005 a o novinkách v této verzi se brzy dozvíte v podobných článcích na pokračování.

Pokud máte nějaké náměty, doplnění k jednotlivým popisovaným novinkám nebo nějakou novinku v ADT 2004, na kterou jsem zapoměl, budu rád, když mi je pošlete na email kacha@techdata.cz.

Tomas Kacha, Tech Data Distribution s.r.o.