Pierwsze spotkanie zatytułowane Internet Marketing for Architectural Visualization już za nami.

Było troszkę o pozycjonowniu słów kluczowych związanych z wizualizacjami architektonicznymi, konkurencji w zakresie wizualizacji w Internecie, sposobach promowania swoich usług. Pojawiło się kilka słów na temat zastosowania narzędzi Google, a przede wszystkim adWords i analytics. Poruszono temat blogów firmowych, mikroblogów a także serwisów społecznościowych jak Facebook w kontekście promocji, a także ich roli w informowaniu Klientów i współpracowników o poczynianiach firmy Nie zabrakło także swoistej autoreklamy, w czasie której dowiedzieliśmy się ‘why is 3DATS so unique’. Z całego spotkania najwiącej mogły wynieść osoby/firmy początkujące, chcące dowiedzieć się czegoś na temat e-marketingu. Nie można oprzeć się wrażeniu, że cały cykl szkoleń to.. dobrze przygotowowane działanie marketingowe mające na celu wypromowanie twórców niniejszego szkolenia. Naturalnie nie widzimy w tym nic złego. Z pewnością znajdą się osoby, które wyniosły jakieś cenne informacje z tego spotkania. Z pewnością także nie zraziło nas ono do całego szkolenia i zalogujemy się także dzisiaj.

Tektury stanowią własność LGTW Group – Maciej Sarzyński. Dajemy prawo do ich wykorzystywania zarówno w projektach prywatnych, jaki i komercyjnych. Zabrania się sprzedaży niniejszych tekstur osobom trzecim.

Tektury stanowią własność LGTW Group – Maciej Sarzyński. Dajemy prawo do ich wykorzystywania zarówno w projektach prywatnych, jaki i komercyjnych. Zabrania się sprzedaży niniejszych tekstur osobom trzecim.

Tektury stanowią własność LGTW Group – Maciej Sarzyński. Dajemy prawo do ich wykorzystywania zarówno w projektach prywatnych, jaki i komercyjnych. Zabrania się sprzedaży niniejszych tekstur osobom trzecim.

Powyższy obrazek to niewielka próbka możliwości IES’a. Po lewej stronie widzimy takie właśnie światło, natomiast po prawej zwykły spotlight rzucone na ścianę.

Na początek nieco teorii. IES to rozwinięcie angielskiego skrótu Illumination Engineering Society. Jest to format pliku ASCII, który przechowuje dane fotometryczne, czyli w tym wypadku natężenie oraz dystrybucję światła. A po ludzku? Można powiedzieć, że jest to cyfrowe odwzorowanie charakterystyki światła rzucanego przez źródło światła występujące w prawdziwym świecie (np. żarówkę). Należy bowiem pamiętać, że „promienie świetlne” generowane przez światło stworzone w programie do grafiki 3D rozchodzą się (prawie) idealnie. Nie ma tam miejsca na zniekształcenia spowodowane np. szkłem żarówki, czy powłoki refleksyjnej stosowanej często w żarówkach halogenowych, czy reflektorach. Tutaj z pomocą przychodzą nam wspomniane pliki IES.

Wielu producentów profesjonalnego oświetlenia udostępnia dokładną charakterystykę swoich produktów właśnie w postaci fotometrycznych danych w plikach IES. To doskonałe źródło darmowych IES’ów. Pod warunkiem oczywiście, że nie chce nam się ich tworzyć samemu, ale o tym nieco później.

Do naszej dyspozycji mamy wiele programów, które pozwalają nam na przeglądanie zawartości plików IES, a dokładniej zobaczenie symulacji ich działania. Do najpopularniejszych, a zarazem w pełni darmowych należy IES Viewer, którego autorem jest Andrey Legotin. Przeglądarka jest bardzo skuteczna ze względu na to, że daje nam możliwość płynnego wybierania plików do podglądu z poziomu drzewa katalogowego. Łatwo i szybko przeglądamy dużą ilość plików w poszukiwaniu tego najodpowiedniejszego.

Wiemy już co to jest IES, do czego służy i jak można „podejrzeć” plik IES’owy. Co jednak, gdy chcemy użyć takiego pliku w tworzonej scenie 3D? Najprawdopodobniej pierwsze co zrobimy to zaczniemy szukać odpowiedniego światła w Internecie lub posiadanej bazie. Jeśli natomiast mamy pomysł na działanie naszego światła musimy symulować coś konkretnego, zdecydowanie szybciej będzie stworzyć taki plik własnoręcznie. Tutaj z pomocą przyjdzie nam (chyba) najprostszy i najbardziej intuicyjny program na świecie o nazwie Creator IES. Nie jest to jedyny tego typu program i z pewnością nie nadaje się do idealnego odwzorowywania prawdziwego światła, jednak do zastosowań np. w wizualizacjach sprawdza się doskonale.
Jak to działa?
Z lewej strony ona programu widzimy wykres. Oś pionowa to natężenie światła, a pozioma to kąt (kierunek) w jakim wysyłane są promienie światła (od 0 do 90 stopni). Dlaczego właśnie 0-90 stopni? Nasze światło będzie symetrycznie odbite (pionowa oś symetrii), dlatego tworzymy tylko jego połowę.
Z prawej strony widzimy efekt jaki dają zmiany na naszym wykresie. Dodatkowo mamy jeszcze 3 parametry: Obszar edycji, Jasność oraz Odległość od ściany. Parametry te są istotne głównie w tym programie ponieważ większość programów do grafiki 3D, w których będziemy wykorzystywali stworzone tutaj pliki daje nam możliwość późniejszej zmiany tych wartości.

Podsumowując. Dane fotometryczne zawarte w plikach IES pozwalają nam na uzyskanie bardzo ciekawych, realistycznych efektów rzucanych przez światła w grafice trójwymiarowej. Czy mają jakieś wady? Zasadniczo nie, chociaż można narzekać na dłuższy czas obliczeń takiego światła. W zależności od stosowanego programu do grafiki 3D oraz renderera, użycie takiego światła będzie wymagało wiekszego lub… jeszcze większego „podkręcenia” parametrów renderingu Przy niższych parametrach renderingu wady IESów najbardziej rzucają się w oczy w animacjach. Może wtedy wystąpić prawdziwa „dyskoteka cieni” i artefaktów, których nie będzie w przypadku „zwykłego” światła. Czego jednak nie robi się dla jak najwierniejszego odwzorowania rzeczywistości… ?

Na samym początku wspomniałem, że idea HDR polega na wykonaniu serii zdjęć tego samego ujęcia z różnymi wartościami ekspozycji, a następnie z każdego takiego zdjęcia „wyciąga się” tę poprawnie naświetloną część, aż w końcu wszystkie te wybrane części łączy się w jeden plik. Schematycznie wygląda to tak:

Proste. Wykonaliśmy kilka zdjęć, każde z nich z innym czasem naświetlania, czyli inną wartością ekspozycji. Jedne bardziej, a inne mniej naświetlone. Te ciemniejsze zachowują szczegóły miejsc jasnych (przeważnie jest to niebo, chmury), a jasne zachowują szczegóły obszarów ciemnych (np. elementy, na które padają cienie).

Nadszedł czas na połączenie. Tworzenie czystego formatu HDR zrzucamy na oprogramowanie. Na tym etapie nie mamy zbyt wiele do powiedzenia, w zasadzie ustawienie parametrów sprowadza się do wskazania, z jakimi parametrami ekspozycji wykonaliśmy serię zdjęć (w większości przypadków jednak oprogramowanie samodzielnie wykrywa te ustawienia na podstawie odczytań z EXIF). Do łączenia możemy wykorzystać np.: Photoshopa lub Photomatixa, jednak ja najbardziej polecam HDRShop. Jedna z wersji tego programu jest darmowa. Tutorial krok po kroku, jak tego połączenia dokonać, możecie znaleźć tutaj.

To by było tyle, słowem wstępu dotyczącego tworzenia plików High Dynamic Range, w czystej swojej postaci. Taki plik możemy zapisać w jednym z dostępnych formatów: *.hdr lub *.pic. Nie nadaje się on oczywiście do celów prezentacyjnych na monitorze, ani w wydruku – w tym celu należy najpierw dokonać mapowania tonalnego, ale o tym w innej części. W tym momencie posiadamy jednak nieoszlifowany diament, z którym można zrobić kilka rzeczy:

• Dokonać mapowania tonalnego… i otrzymać piękną, barwną fotografię:

Obraz otrzymany w wyniku mapowania tonalnego pliku *.hdr

• Dokonać mapowania sferycznego, dzięki czemu możemy wykorzystać plik *.hdr jako podstawę oświetlenia sceny trójwymiarowej (IBL – Image Based Lightning):

Uffizi probe (by Paul Debevec http://www.debevec.org/)

• Połączyć dwie powyższe metody i stworzyć realistyczne otoczenie oraz właściwe oświetlenie w trójwymiarowych grach komputerowych:

Zrzut ekranu z gry Crysis

Następny wpis dotyczyć będzie tematu mapowania tonalnego obrazów HDR.

Materiał w języku angielskim!

Zanim przystąpimy do wykonywania zdjęć na potrzeby naszego HDR, musimy poznać troszeczkę teorii z dziedziny fotografii. Zaczniemy od wyjaśnienia, co to jest wartość ekspozycji (EV – Exposure Value) i jak się nią steruje.

Cytując polską Wikipedię:

EV (ang. Exposure Value) – w fotografii nazwa jednostki miary oraz skali ekspozycji fotograficznej. Punktem odniesienia dla tej skali jest wartość 0 (zero) EV – definiowana jako ekspozycja będąca efektem naświetlania materiału światłoczułego przez obiektyw o otworze względnym 1:1 przez czas 1 sekundy.

Na zmianę EV mają wpływ przede wszystkim dwa czynniki: prędkość migawki (czas otwarcia przysłony) oraz wartość przysłony (tzw. otwór względny przysłony). W tym miejscu zachodzi bardzo ważna zależność: zwiększenie czasu naświetlenia dwukrotnie (dwukrotnie mniejsza prędkość migawki, czyli dwukrotnie wyższy czas otwarcia przysłony) powoduje wzrost o 1 EV. Podobnie: zwiększenie otworu względnego obiektywu o jedną jednostkę również powoduje wzrost o 1 EV. Odwrotne sytuacje powodują naturalnie spadek wartość ekspozycji o 1EV, czyli zmiana o wielkość -1 EV.

Po ludzku: kiedy pozwolimy naszemu aparatowi naświetlać dłuższy czas matrycę – wówczas zarejestruje ona więcej światła, gdyż więcej światła (w dłuższym czasie) będzie mogło „wlecieć” przez obiektyw. Podobnie: jeżeli zwiększymy otwór przez który to światło wpada, to również przez taki większy otwór wpadnie więcej światła.

Sprowadzając to do jednego wniosku: dopuszczając do matrycy dwukrotnie więcej światła, zwiększamy wartość ekspozycji o 1EV i na odwrót.

Żeby wszystko było oczywiste, należy wyjaśnić jeszcze jedną rzecz: wartość 0 (zero) EV z definicji jaka jest – każdy przeczytał wyżej. W praktyce w większości przypadków do wartości EV podchodzi się względnie. Oznacza to, że kiedy aparat nam wskazuje 0 (zero) EV, to jest to wartość uznana przez światłomierz jako obecnie naturalna (poprawna), a zwiększenie ekspozycji o +1EV oznacza zwiększenie ekspozycji na światło dwukrotnie względem wartości obliczonej przez wbudowany światłomierz.

W tym miejscu chciałem przeprosić wszystkich fotografów, którzy być może poczuli się urażeni mocnym spłyceniem tematu, jednak jak na nasze potrzeby (HDR) – myślę – zupełnie wystarczy.

Wracamy więc do tematu. Seria zdjęć na potrzeby HDR musi być wykonana z różną wartością EV dla każdego zdjęcia. Jak i ile? W praktyce często stosuje się serię 3 zdjęć: -2EV, 0EV, +2EV. Ambitniejsi mogą wykonać 5 fotografii ze skokiem o 1EV (-2EV, -1EV, 0EV, +1EV, +2EV). Sugeruje się wykonanie zawsze nieparzystej ilości zdjęć (w celu równego odniesienia do wartości środkowej, czyli takiej, którą aparat uznaje za najbardziej poprawną). Wówczas oprogramowanie lepiej radzi sobie z łączeniem zdjęć.

Zapamiętaj! Podczas wykonywania zdjęć na potrzeby HDR, zmieniaj jedynie czas otwarcia przysłony (prędkość migawki)! Zmiana otworu względnego przysłony powoduje zmianę głębi ostrości, a tego nie chcemy.

Większość obecnie produkowanych aparatów posiada bardzo ciekawą funkcję zwaną bracketingiem lub auto-bracketingiem.

Polska wersja menu w Canonie 400D tłumaczy tę funkcję jako Sekw.(-encja) naświetl.(-ania). Zasada działania jest bardzo prosta. Ustawiamy skok (w tym modelu możliwa co 1/3EV o maksymalnie 2EV), a następnie wykonujemy trzy zdjęcia (seryjnie lub nie). Pierwsze (przy ustawieniach z zrzutu) będzie wykonane z korektą 0EV, drugie -2EV, a trzecie +2EV. Nie musimy się martwić o ręczne zmienianie tych parametrów – nie ma obaw, że trącimy statyw, lub że zmieni nam się przez ten czas krajobraz.

OK! Zabieraj statyw, aparat (i jak masz – pilota) i wypstrykaj kilka zdjęć, a w części trzeciej zajmiemy się łączeniem serii obrazów w czysty format HDR.

Następne kilka wpisów tego bloga poświęconych więc zostanie technice poszerzonej rozpiętości tonalnej, a pierwsza część dotyczyć będzie samej techniki HDR jako takiej: jak powstaje i po co ona komu…

HDR – High Dynamic Range (rozszerzona rozpiętość tonalna, zwana czasem wyższą dynamiką tonalną), to technika umożliwiająca zarejestrowanie większego zakresu tonalnego rejestrowanej sceny. Po co? Każdy fotograf wie, jak bardzo aparat fotograficzny (a w szczególności taki z elektroniczną matrycą) jest upośledzony w stosunku do ludzkiego oka. Podczas kiedy my potrafimy dostrzec przeszło 1 mln (1 000 000) różnych poziomów jasności, to przeciętny aparat może zapisać ich 2^8, czyli 256! Dlaczego akurat 2^8? Najpopularniejszym formatem zapisu zdjęć jest JPEG (JPG), który tak jak większość formatów bitmapowych przechowuje informacje o kolorze w 3 kanałach dla każdego jednego piksela, a każdy z nich (R – red, G – Green, B – Blue) jest opisany przez 8 bitów danych, czyli może być opisany maksymalnie 256 poziomami jasności. Mamy co prawda różne formaty RAW, ale również i one rejestrują nie więcej niż 10 – 12 bitów danych, co daje 1024 – 4096 poziomów jasności.

Autor bardzo mądrego artykułu z The Royal Photographic Society Journal (11/2006) przyznaje, że producenci aparatów cyfrowych (również cyfrowych lustrzanek) znacznie większą wagę przywiązują do wzrostu ilości megapikseli rejestrowanych przez ich modele, aniżeli do rejestrowanej rozpiętości tonalnej. Od tego czasu minęły przeszło 2 lata, a sytuacja wcale wiele się nie zmieniła.

Kiedy więc wybieramy się z aparatem i statywem nad Morskie Oko w piękny słoneczny dzień, będziemy musieli dokonać wyboru, którą część naszego wspaniałego krajobrazu będziemy chcieli najlepiej wyeksponować. Jeżeli zdecydujemy się na genialne w swej geometrii chmury – bądźmy świadomi, że wszystkie elementy ciemne (skały, miejsca zaciemnione) będą w efekcie zwyczajnie czarne. W drugą stronę, kiedy stwierdzimy, że najpiękniejsze są porośnięte mchem wzniesienia, liczmy się z całkowicie białym niebem na naszej fotografii.

Każde z powyższych zdjęć posiada pewne elementy poprawnie wyeksponowane oraz te elementy, które są zaciemnione lub przepalone. Idea HDR polega na „wyciągnięciu” z każdego z tych zdjęć tej części, która jest poprawnie wyeksponowana, a następnie połączeniu ich w jeden plik. Celowo nie użyłem zwrotu „w jedno zdjęcie” lub „w jeden obraz”, gdyż byłoby to zniekształceniem prawdy, ale o tym w częściach następnych.

Kolejny wpis dotyczyć będzie metod wykonywania zdjęć na potrzeby HDR. (czytaj część 2.)

Na początek stworzymy geometrycznie uproszczony model pojedynczej dachówki, a następnie fragment dachu.

• Za pomocą krzywej obrysowujemy przekrój dachówki.

• Na stworzony przez nas kształt nakładamy modyfikator Extrude i ustawiamy długość obiektu.

• Dla lepszego efektu warto wygładzić przednie krawędzie dachówki. Ja „potraktowałem” je Chamferem.
• Skopiujmy naszą dachówkę np. 3 razy w pionie i 5 razy w poziomie. Na długości powinny one nieco w siebie wchodzić.

• Zaznaczamy wszystkie dachówki i wybieramy tryb obracania obiektów (Select and Rotate). Następnie z rozwijanej listy Reference Coordinate System, zamiast standardowego View wybieramy Local. Dzięki temu każda dachówka będzie się obracała wokół własnego punktu ciężkości. Obracamy dachówki tak, aby odpowiednio na siebie zachodziły. Dla większej precyzji możemy otworzyć pomocnicze okienko Rotate Transform Type-In poprzez kliknięcie prawym przyciskiem myszy na przycisk Select and Rotate.

• Pora na rendering mapy odkształceń. Sprawdźmy jaką wysokość w osi Z mają nasze dachówki. Możecie to zrobić zaznaczając jedną z nich, a następnie wybierając Utilities >Measure. Ta informacja będzie pomocna przy ustalaniu zakresów Z Depth. Zmieniamy widok na Top.
  W oknie renderingu (F10)>Render Elements >Render Elements klikamy Add i wybieramy Z Depth. W obszarze Z Depth Element Parameters ustawiamy zakresy Minimalny i Maksymalny.

• Dokładnych zakresów nie jestem w stanie Wam tutaj przedstawić. Wszystko będzie zależało od tego jaką wysokość posiada Wasz układ dachówek. Starajcie się uzyskać taki render, aby punkty najwyżej położone dążyły do koloru białego, a te najniżej położone do czarnego.

• Otrzymany render modyfikujemy w programie do grafiki 2D tak, aby uzyskać powtarzalną teksturę. Mapę uzyskaną przeze mnie możecie ściągnąć klikając na poniższy obrazek.

• Przykładowe wykorzystanie uzyskanej mapy odkształceń: