Pages Menu
ОТЗЫВЫ"
Categories Menu
Form Small

Подпишитесь на новости

Контактные данные

Стремление к фотореализму в реальном времени в архитектурной визуализации.

Стремление к фотореализму в реальном времени в архитектурной визуализации.

Адаптация оригинального текста статьи.

 

Введение

Меня зовут Лассе Роде, и я представитель студии xoio. Мы небольшое агентство, специализирующееся на визуализации и иллюстрации работ по архитектуре и маркетингу.Обычно мы работаем в своего рода «традиционной» 3d среде с использованием приложений, таких как 3ds Max и подобным. Мы постоянно тестируем новые «движки» рендеринга и в настоящее время отдаем предпочтение Corona Renderer, V-Ray и Octane. Каждый «движок» имеет свои сильные стороны и мы всегда стараемся использовать каждый для своих целей.По моему мнению есть несколько основных направлений в нашей отрасли: стремление к фото реализму и быстрому результату – если речь не о режиме реального времени. Не ждать когда результат будет готов на рендер-ферме всегда было мечтой для нас — особенно при создании анимации!Основным недостатком «реального времени» долгое время было недостаточное качество по сравнению «pre-rendered» изображениями и анимацией. Так что, хотя это выглядело очень интересно, ее применение в контексте визуализации, казалось, трудно себе представить, — и, честно говоря, выглядящее «игровым» было трудно продать требовательным клиентам из архитектурных и корпоративных областей.Но все резко изменилось. Результаты созданные в «движках реального времени» сегодня очень красивы и убедительны!

 

Почему Unreal Engine?

В релизe UE4 было уделено очень много внимания в нашей индустрии и возможности казались безграничными. PBR (Физический рендеринг) система материалов и простая последовательность действий для создания модели в Unreal Engine было наиболее веской причиной для нас, чтобы попробовать –ведь это возможность получить дополнительное качество! Если вы видели работу Koola (также доступен для скачивания в Unreal Engine Marketplace), которыая стала «виральной» несколько недель назад — вы, вероятно, также убедитесь, как и мы, что Unreal Engine 4 способен на впечатляющее качество.В этой статье я хочу дать вам краткую информацию о рабочем процессе, для создания сцены в Берлинской Квартирe,которую вы можете загрузить с Marketplace (фирменный магазин Unreal) и увидеть некоторые методы и приемы на которые я наткнулся во время работы над данной сценой. Некоторые из них я нашел самостоятельно, в то время как другие являются производными от информации, которую я нашел в Интернете. В Unreal Engine форумы и документация являются обширными и объемными ресурсами, как и основной контент, который поставляется с «движком» и наборами сцен, которые вы можете получить из Marketplace.

Берлинская квартира

Я создавал серию изображений этой квартиры в историческом здании в Берлине начиная с 2013 года с помощью 3ds Max с Corona Renderer. Это гибкий способ обработки цветового отображения, которое действительно помогло раскрыть светлое настроение этой сцены . Также это было причиной выбора для тестирования UE4.Я заметил, что UE4 весьма успешно используется в сценах с мрачным освещением и шумными текстурами. Я подозревал, что это будет не так просто получить точную тень и GI (Global Illumination) в ультра белом интерьере.И, честно говоря: Это непростая задача!

Рис 1.

Выше – оригинальный рендер сделанный в 3ds Max и Corona Renderer. Для того, чтобы увидеть остальные изображения, нажмите здесь. Ниже видео готовой сцены

https://www.youtube.com/watch?v=y-7xzr4VSmk&feature=youtu.be

Начну с начала:

Оригинальная СценаМоделирование было сделано в 3dsmax в спешке. Так что я на самом деле подробно остановлюсь только на тех частях, которые отражены в финальных изображениях. Этот подход, конечно, не возможен в средах реального времени. Для изменения назначения цели при использовании в Unreal Engine мне пришлось немного сократить масштабы, потому что меблировки и детализации всего пространства заняло бы слишком много времени для тестирования.

Рис 2

Я решил экспортировать только две комнаты: их вы видите на нижней части скриншоте выше.

Экспорт геометрии для Unreal Engine-это очень непростая задача, ЕСЛИ у вас несколько идей!Есть смысл разделить эти идеи на части. Потому Lightmass рассчитывается в отдельной карте для каждого объекта, это хорошо, чтобы быть немного осторожным с высокими значениями особенно на больших плоских объектах, таких как стены и потолок. Из-за этого я только экспортировал внутренние поверхности стен, которые мы на самом деле видим.Я также добавил немного к верхней и нижней части стен, чтобы пересечь их позже с потолком. Я думаю, что это хороший способ для предотвращения «световых протечек» — световые артефакты, проявляющиеся когда геометрия не закрыта или не пересекается. Это не проблема, когда это мрачная сцена с задействием большого количества текстур — но, так как мы хотим получить сверх-белое пространство,то важно создать точное GI (глобальное освещени), какое только возможно, особенно в углах.

Рис.3

Вторая важнейшая вещь — создать развертку скоординированную для канала GI, которая будет сохранена для просчета lightmass в UE. В 3ds Max это будет UV-канал 2.Канал 1 предназначен для использования всех других текстур, таких как диффузия, шероховатость, нормалей, и т.д. Unreal Engine рассчитывает каналы, начиная с 0, что может вызвать некоторую путаницу в начале — но как только вы это усвоите, то поймете,что это просто.Примечание: Сделать развертку важно только для канала карты света (light-map)! Для канала текстуры любой вид отображения может работать, например, кубический или цилиндрический. В большинстве случаев операция flatten mapping в 3ds Max модификатора Unwrap (получение развертки где порог, градус разворачивания можно задать) достаточно для получения UV координат.

Рис 4

Если вы хотите получить все объекты в сцене в UE4 как это было в вашей макс-сцене, то необходимо модготвоить модели, чтобы вставлять их на места где они были при экспорте. Для одиночных объектов, таких как стулья, удобно экспортировать в Unreal Engine один раз и копировать уже внутри. Для этого нужно подвинуть объекты ближе к центру в вашей 3ds Max сцене, потому что центр объекта (pivot) в UE будет там же.

Рис 5

Рис 6

Вы видите, я использую высокополигональную геометрию без LOD (уровень детализации) упрощения. Это, конечно, рекомендуется только в небольших сценах, таких как эта, но так как у меня есть опыт сглаживаня геомтерия, и я не хочу чтобы были какие-либо неровные края на моей мебели, то для меня это логично. Хотя я не сомневаюсь,что комната требует оптимизации;).Убедитесь, что ваша геомтрия будут объединены в один объект и элементы имеют различные каждый свой ID материал для обработки различных материалов позднее в UE4!Ну что же,сохраняйте геометрию в разрешении .fbx и переходите в редактор Unreal Engine!

Импорт в Unreal Engine 4

Импорт FBX файлы в Unreal Engine 4 работает довольно гладко! Я делал это в несколько этапов.Я подготовил различные файлы, в таком порядке:     — Геометрия комнаты в отдельном файле FBX.     — Различные файл для моделей, каждый с несколькими объектами в них.Убедитесь, что сняли флажок Combine Meshes (Комбинировать геомтрию) для полученя ваших объектов раздельно и не объединые в один объект!

Рис 7

Материалы

Я весьма прямолинеен и большой поклонник простых установок! Так что пример шейдеров очень прост, состоит из карты диффузности, ненасыщен и смешан с черным цветом. Та же карта корректируется по цвету и инвертируется в канале roughness (шероховатости). Готово.

Рис 8

Normal map была бы здесь излишне, но не ограничивайте себя в исследовании материалов в сцене.

Рис 9

Здесь вы видите деревянный материал, применяемый для кресел и стола — темная древесина с матовым отражением раскрывает структуру и текстуру древесины.На следующем изображении вы видите в два раза больше материалов, которые могут представлять интерес, шторы, подсвеченные солнечным светом – из двустороннего материала.

Рис 10

Вы должны установить Shading Model в «Subsurface» и добавить постоянную ноду со значением меньше, чем 1 и связать с свойством непрозрачности вашего материала, чтобы получить этот эффект.К стакану на переднем плане применен очень простой материал стекла:

Рис 11

Он имеет довольно темный цвет диффузии, нулевой roughness и высокое значение зеркальности. Я также применил Fresnel (эффект френеля-коэффициент преломления) ноду со значением 1,5 для контроля непрозрачности и преломления как в реале. Есть много более сложных способов получения более реалистичного стекла, — но я, честно говоря испытывал некоторые проблемы, чтобы получить контроль над параметрами, так что это простое стекло, кажется, достаточно хорошо получилось.Примечание: я выбрал Two Sided (Двустороний материал) и установил режим полупрозрачности освещениея «TLM Surface» на вкладке Details tab в панели слева.

Рис 12

Материал, который я хочу показать это материал который прменялся к полу, хочу показать потому что это единственный материал, к которому применен normal map

Рис 13

Здесь вы видите материал,  с диффузным цветом, шероховатой текстурой и нормальной картой. Цвет светло-серый, со созначением 4Шероховатость выглядит немного сложнее: Слева вы видите ту же карту увеличенную в три раза отличную с TexCoord нодой. Красный канал умножается на другие, а затем подсоединяется как альфа в интерполяции ноды Linear (Lerp), чтобы смешать их значения. 0,3 и 0,2 в этом примере, получаем тонкое шумное отражение на полу досок. Затем дорабатываем с «Power» нодой, чтобы получить нужное количество шероховатости, и этот материал тоже вышел неплохо.Normal опять воздействием TexCoord, а затем развернута через «FlattenNormal» ноду, чтобы получить только тонкий рельеф на материале.

Подготовка моделей

Перед добавления объектов в вашу сцену, всегда лучше лучше раскидать материалы по геомтерии. Вы должны сделать это только один раз, и сможете применять различные материалы. Это быстрый процесс: Здесь вы видите, как важно применять различные ID материала для ваших объектов, чтобы расположить различные материалы там, где они и должны быть!

Рис 14

 

Построение сценыЕсли вкратце — импортируйте все вместе. Во-первых, вы должны перетянуть в комнату геометрию. Лучший способ, собрать сцену– перетащить и бросить (drag & drop) в пустую сцену.

Рис 15

 

Здесь не видино полигоны наружной части стен — как я объяснил выше: они только односторонние для лучшего Lightmass расчета.В таких случаях хорошо бы установить Lightmap (получаемая разверткой) разрешение для ваших больших объектов с высоким значением, для стен, например, я поставил значение 2048.

Рис 16

Как упоминалось выше, «световая протечка» может быть проблемой. Чтобы предотвратить это, я положил черные ящики вокруг всей сцены. Это выглядит немного неряшливо снаружи,но зато внутри чисто;)

Рис 17

 

Освещение и его параметры

Настройки освещения также довольно таки просты: я использовал «метод Koola» — сочетание солнца и пятен света в передней части окна, чтобы имитировать поток света. Это весьма эффективно и просто в управлении!

Теперь для расчета глобального освещения важны только несколько настроек

Рис 18

Я существенно увеличил освещение отраженных лучей и качество освещения. Я также снизил сглаживание до 0,6. Детали очерчены лучше и тени не «стираются» так сильно.Также я настроил прямое освещение в динамической тени для получения лучших теней. Это также важно для движения света позднее в анимации!

Рис 19

Последним шагом перед нажатием «Создать» будет установка Качество Освещения (Lighting Quality) на «Производительность» (“Production”)

Рис 20

Это должно привести к сглаживанию освещения повсюду!Вообще-то,когда добрался до этого пункта в первый раз, я был в восторге! Это на самом деле сильная часть этого движка: приводить вас восторг! Будучи в состоянии двигаться внутри моего «рендера» в режиме реального времени был действительно радостный момент!

 

Постобработка

Одной из самых больших особенностей является возможность применения цветокоррекции и эффектов камеры прямо в редакторе. Это может быть сделано с PostProcessVolume в глобальных настройках. Я сделал несколько настроек по насыщению, окантовке и виньетированию, цветность и отключил автоэкспозицию путем установки минимального и максимального значения до 1 и увеличил общую яркость, установив компенсацию экспозиции в районе 1,42. Также добавил блик, который я нахожу удивительным,т.к всё происходит в режиме реального времени!

Рис 21

Настройка анимации

Возможность свободно перемещаться внутри сцены делает анимацию очень легкой и приятной задачей из-за мгновенной обратной связи среды реального времени. Как частому пользователю программного обеспечения для композа, мне потребовалось не так много времени,чтобы приспособиться к интегрированным инструментам и настроить анимацию.Первое, что нужно сделать, это создание Matinee Actor (инстуметарий для создания последовательности видео)

Рис 22

При открытии Matinee вы увидите окно с секцией отслеживания и редактор кривых.

Рис 23

Настройка камеры и анимации проста. Движение контролируется ключевых кадрами и кривыми так же, как и в других программах создания анимации. Работа по редактированию ведется только в Matinee editor.

Рис  24

Вы можете видеть траекторию камеры только в редакторе и контролировать редактирование на лету!После того, как примерная анимация сделано в Matinee, я экспортирую анимацию как .AVI и доработавыю её в Premiere и подгоняю под музыку.

Заключение

Весь процесс, начиная от экспорта из 3ds Max и импорта в Unreal Engine 4, работа с тенью и освещением, создание анимации, а затем размещением на YouTube заняло у меня около суток. Эта скорость неслыханное в ArchVIZ и отражает ключевой потенциал, который лежит в основе использования Unreal Engine 4 для визуализации работ.Отсутствие визуализации на этапе «производства» изображений действительно делает процесс создания очень гибким и свободным. Быстрая рузельтат наших действий-настоящая революция!Мы постоянно тестируем и думаем о возможностях применения этого вида создания и технологического процесса в нашей повседневной работе.Есть много возможных применений, и мы очень хотели бы изучить их!

Лассе,

xoio

Form Small

Подпишитесь на новости

Контактные данные

×
Перезвонить Вам сейчас?
ЗАПИСЬ ARHI.TEACH