Het aansteken van een 3D-scène klinkt vrij eenvoudig, nietwaar? Voor het grootste deel heeft verlichting in de “echte wereld” de neiging om gewoon te gebeuren. De zon komt op, we zetten een schakelaar om, of we openen de jaloezieën en voila: licht. We denken misschien na over waar we een lamp plaatsen, hoe we de jaloezieën richten of waar we de zaklamp richten, maar negentig procent van de tijd is onze ervaring met licht redelijk passief. In de computergraphics-industrie ligt dat anders.
Verlichting is alles
Zoals elke goede fotograaf je zou vertellen, is verlichting alles. OK, alles is misschien een beetje hyperbolisch, maar het hebben van een goed geïmplementeerde verlichtingsoplossing kan een render heel goed maken of breken. Zonder geweldige verlichting kan zelfs een fantastisch 3D-model er plat en niet overtuigend uitzien in het uiteindelijke beeld. We zullen niet te veel tijd besteden aan het opsommen van redenen waarom verlichting zo’n essentieel (en ondergewaardeerd) aspect van de CG-pijplijn is. Maar laat de pagina springen en we beginnen onze bespreking van 3D-verlichtingstechnieken met een overzicht van de zes soorten lichten die in veelgebruikte 3D-softwarepakketten worden gevonden.
De juiste verlichtingsoplossing vinden
Hoewel het vrij eenvoudig is om op de knop “Licht maken” in uw 3D-softwarepakket te klikken en een lichtbron in uw scène te plaatsen, is de realiteit van het vaartuig veel complexer. Er zijn een aantal gevestigde 3D-verlichtingsparadigma’s, en het type scène bepaalt meestal welke het meest geschikt is. Technieken die bijvoorbeeld goed werken voor een binnenomgeving, hebben meestal weinig zin voor een buitenopname. Evenzo vereist “studioverlichting” voor product- of karakterweergave een heel andere procedure dan verlichting voor animatie en film Uiteindelijk is elke situatie anders, maar bepaalde lichttypes werken goed voor bepaalde scènes.
Standaard verlichtingsopties
- Punt/Omni-licht — Een puntlicht werpt verlichting naar buiten in elke richting vanuit een enkel, oneindig klein punt in de 3D-ruimte. Puntverlichting is handig om elke omnidirectionele lichtbron te simuleren: gloeilampen, kaarsen, kerstboomverlichting, enz.
- Directioneel licht — In tegenstelling tot puntlichten, die een specifieke locatie in de 3D-scène innemen, is een gericht licht bedoeld om een extreem verre lichtbron (zoals de zon of de maan) weer te geven. Stralen van gerichte lichten lopen parallel in één richting vanaf elk punt in de lucht en worden meestal gebruikt om direct zonlicht te simuleren. Omdat een gericht licht een verre lichtbron vertegenwoordigt, betekent de x,y,z-coördinaat niets – alleen het rotatieattribuut heeft enige invloed op hoe de scène zal worden verlicht.
- schijnwerper — Spotlights in 3D-toepassingen spreken voor zich, omdat ze nogal lijken op hun echte tegenhangers. Een spot straalt vanuit één punt in de ruimte een kegelvormig lichtveld uit. Spots worden vaak gebruikt voor driepunts studioverlichting, en ook voor het simuleren van elk lichtpunt waar er een duidelijke visuele daling van licht naar donker is – straatverlichting, bureaulampen, kegelverlichting, enz.
- Gebiedslicht — Een gebiedslicht is een fysiek gebaseerd licht dat gerichte stralen werpt vanuit een vastgestelde grens. Gebiedslichten hebben een specifieke vorm (rechthoekig of rond) en formaat, waardoor ze erg handig zijn voor het simuleren van fluorescerende verlichtingsarmaturen, verlichte panelen en andere soortgelijke verlichtingsfuncties. Gebiedslichten kunnen worden gebruikt als fotonenzenders bij gebruik van globale verlichting in Mental Ray, waardoor ze een populaire keuze zijn in productverlichting en architecturale visualisatie. Hoewel gebiedslichten een algemene richtingsgevoeligheid hebben, zenden ze geen parallelle stralen uit zoals een gericht licht zou doen.
- Volumelampje — Het volumetrische licht is misschien wel het moeilijkst om je hoofd omheen te wikkelen. Met standaardinstellingen is het bijna identiek aan een puntlicht, dat omnidirectionele stralen uitzendt vanuit een centraal punt. In tegenstelling tot een puntlicht heeft een volumetrisch licht echter een specifieke vorm en grootte, die beide het falloff-patroon beïnvloeden. Een volumetrisch licht kan worden ingesteld in de vorm van elke geometrische primitief (kubus, bol, cilinder, enz.), en het licht ervan verlicht alleen oppervlakken binnen dat volume.
- Omgevingslicht — Een omgevingslicht werpt zachte lichtstralen in alle richtingen en kan worden gebruikt om het algehele niveau van diffuse verlichting in een scène te verhogen. Het heeft geen specifieke richtingsgevoeligheid en werpt daarom geen grondschaduw, maar het is niet echt omnidirectioneel zoals een puntlicht. Omgevingslicht is relatief vergelijkbaar met het licht dat wordt ervaren in de schemering, net nadat de zon is ondergegaan.
Scènes bevatten vaak meerdere lichten
De lichttypes die we hier hebben besproken, kunnen voor alles worden gebruikt, van eenvoudige driepuntsstudioverlichting tot complexe geanimeerde scènes waarvoor meer dan 40 lampen nodig zijn. Ze worden bijna altijd in combinatie met elkaar gebruikt – het komt zelden voor dat een scène dat doet enkel en alleen puntverlichting opnemen, of enkel en alleen omvatten gebiedsverlichting, enz. Desalniettemin zijn we nog maar net begonnen aan de oppervlakte van een diep en gevarieerd onderwerp van 3D-verlichting.