1

ВВЕДЕНИЕ

Этот учебник-справочник адресован пользователям 3D редактора SketchUp – и тем, кто только начинает осваивать один из самых интересных и эффектных жанров компьютерной графики – фотореалистичную визуализацию трехмерных сцен, и тем, кто уже знаком с другими программами-рендерами, но интересуется и возможностями Twilight Render.

Что же такое, собственно, фотореалистичная визуализация, или, как чаще принято называть – рендеринг (Rendering)? В нашем случае – это создание т.н. фотореалистичного изображения (имиджа) на основе трехмерной сцены, построенной в 3D редакторе. Достоверность такого изображения (подобие фотоснимку реального объекта, сцены и т.п.) достигается специальными программными средствами, которые умеют визуально имитировать свойства поверхностей реальных материалов в сочетании с факторами освещения и окружения в трехмерной сцене.

SketchUp вообще не имеет механизма фотореалистичного рендеринга, поскольку изначально позиционировался разработчиками как быстрый, простой, удобный «эскизный» 3D-редактор для поискового, концептуального решения архитектурных задач. И имеющиеся механизмы «иллюстративной» визуализации в манере архитектурной графики вполне устраивают в рамках его основного назначения. Однако на практике SketchUp давно вышел за рамки своего начального предназначения, а потому пользователь SketchUp (как и любой другой 3D программы) рано или поздно сталкивается с необходимостью более продвинутой в плане фотореалистичности подачи своих проектов, а значит – с необходимостью выбора программы-рендера в дополнение к «чистому» моделированию.

По каким же соображениям подобрать «свой» рендер? Конечно, как и любые другие программы – под свои конкретные задачи, хотя, казалось бы, а что выбирать – конечно же, самый мощный, самый продвинутый, способный выдавать самый качественный по реалистичности результат! Однако с этим не все так просто… Здесь, как правило, существует прямая зависимость – чем выше уровень качества, т.е.

степень «реалистичности» рендера, тем сложнее он в освоении, выше требования к компьютерному «железу», больше времени затрачивается на настройки, пробные рендеры и собственно просчет финального результата – имиджа. Причем это время, в зависимости от конкретной программы, сложности сцены и ресурсов компьютера, может достигать долгих часов, зачастую превосходя по трудозатратам (включая затраты на освоение) собственно моделирование!

Собственно, налицо три варианта выбора:

1. Воспользоваться рендером одного из «hi-end» 3D-редакторов, как правило имеющих собственные встроенные модули для рендеринга. Однако этот вариант вряд ли рационален, поскольку пользователю SketchUp неизбежно придется вникать в сложности специфики управления в т.ч. и сопутствующими, ненужными ему механизмами «чужой» программы.

2. Загружать модель SketchUp в самостоятельную, специализированную программу-рендер через общие, распространенные 3D-форматы, поддерживаемые практически всеми 3D-приложениями. Такой выбор очень популярен и очень широк – пожалуй, таких высококачественных программ-рендеров не меньше, чем программ-моделеров, так что всегда можно подобрать для себя наиболее подходящую. Тем более, что разработчики все большего числа рендеров предусматривают либо прямую поддержку формата файлов SketchUp, либо предоставляют плагины экспортаимпорта (передачи) его сцен «на лету». Однако и здесь пользователю придется осваивать фактически совершенно самостоятельную, отдельную программу со своим интерфейсом.

3. Использовать рендер, специально разработанный как подключаемый модуль (плагин) конкретВВЕДЕНИЕ но к SketchUp – здесь также есть возможность выбора из нескольких программ такого типа, к которому принадлежит и Twilight Render. Они, как правило, намного легче в освоении и применении, в т.ч. за счет упрощенного управления. Не давая сравнительные оценки другим рендерам такого типа, надо заметить все-таки, что эти привлекательные качества зачастую достигаются за счет «урезанных», упрощенных возможностей их механизмов рендеринга, а в итоге – полученные результаты можно только весьма условно назвать фотореалистичными, или в некоторых проектных ситуациях они просто не в состоянии выдать устраивающий результат.

Переходя к теме учебника, можно сказать, что в этом ряду плагин-рендер Twilight Render (официальный сайт разработчика – http://twilightrender.com) является отличным выбором! Он в полной мере отвечает требованиям «родного» (т.е. действительно полноценно интегрированного) дополнительного модуля для SketchUp, поскольку работает непосредственно его рабочем пространстве, а значит, поддерживает, «понимает» его инструменты и опции, обладая при этом практически всеми возможностями специализированных программ рендеринга высокого качества.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

По отдельным, особо значимым моментам или в качестве дополнительной информации в учебник включены уточнения, рекомендации, примечания и комментарии – они в тексте выделены так, как этот абзац.

ОТ АВТОрА:

Предполагается, что читатель свободно владеет SketchUp, поскольку здесь он упоминается и рассматриваются только в контексте взаимодействия с Twilight (и наоборот). Дополнительную информацию по учебникам-справочникам по SketchUp и другим «программам-партнерам» можно найти на сайте http:// prosketchup.narod.ru).

Предлагаемый авторский материал основан на изучении Twilight Render версии 1.5 (текущей на момент написания учебника) с подробным рассмотрением всех опций и инструментов программы и с использованием тестовой модели (файл SketchMat.skp можно скачать здесь – http://vk.com/doc-55455386_267028548?dl =8118c3600524015a55).

Приведенные в учебнике дополнительные комментарии, примечания и способы решения отдельных задач выражают только личные оценки и опыт работы автора в программе, и конечно, не претендуют на роль единственно правильных. Буду благодарен за отзывы, комментарии, замечания по книге, готов ответить на возникающие вопросы (пишите: [email protected]) и, конечно – желаю творческих успехов!

Александр Петелин 2014 г.

соДЕржаНИЕ Тема 1. КАК ЭТО рАБОТАЕТ. ИНТЕрФЕЙС Подготовка сцены стр. Установка Twilight стр. Основы интерфейса стр. Тема 2. SETTING (ПАрАМЕТрЫ рЕНДЕрИНГА) Render (рендер) стр. Camera (Камера) стр. Advanced (Дополнительно) стр. Animation (Анимация) стр. Тема 3. ОСВЕщЕНИЕ Background / Sky Tipe (Фон / Тип неба) стр. Omni (Point) Light (Инструмент точечного источника света) стр. Spot Light (Инструмент направленного источника света) стр. Projector (Инструмент Проектора) стр. Тема 4. МАТЕрИАЛЫ Material Editor (редактор материалов) стр. Material Previews (Превью материалов) стр. Параметры редактирования по каналам стр. Дополнительные параметры редактирования стр. Material Templates (Шаблоны материалов) стр. Общие рекомендации по работе с темплетами стр. Material Libraries (Библиотеки материалов) стр. From scene (Материалы из сцены) стр. Tools (Инструменты) стр. Приложение: тестовая модель – файл SketchMat.skp http://vk.com/doc-55455386_267028548?dl=8118c3600524015a Тема 1.

КаК ЭТо раБоТаЕТ. ИНТЕрФЕЙс Установка Twilight Twilight работает в SketchUp практически всех версий – 6,7,8, 2013, Free и Pro. Скачиваем установочный файл программы с сайта разработчика http://twilightrender.com и после инсталляции получаем демо-версию, включенную как плагин в ваш SketchUp. Демо-версия отличается от лицензии ограничением на максимальный размер имиджа рендеринга (600х600 pix) и присутствием «водяного знака» – логотипа.

После инсталляции получаем типичную для скриптов-плагинов файловую конфигурацию в программных папках SketchUp, а также в системных пользовательских папках – систему хранения временных текущих данных (настроек программы и рендеринга).

Подготовка сцены в SketchUp Для дальнейшей успешной (беспроблемной и быстрой) работы, проверяем соблюдение как общих правил построения «правильной», грамотной модели SketchUp, так и особенностей взаимодействия с Twilight:

1. Моделируем аккуратно, максимально «экономно», не допуская излишней детализации там, где она бесполезна. Заметим, что рендеринг начинается с загрузки геометрии и завершается просчетом действия всех факторов и параметров рендеринга на эту геометрию – очевидно, что «неряшливая» модель может не только увеличить время рендеринга в разы, но и создать проблемы с корректным «пониманием» геометрии рендером.

2. Максимально используем компоненты в формировании объектов (деталей, элементов) сцены. Заметим, что Twilight полностью поддерживает механизм компонентов, просчитывая рендер только оригинала и дублируя его затем на вставках – это может резко снизить в соответствующих сценах общее время рендеринга. Кроме того, некоторые возможные проблемы со «считыванием» материалов SketchUp могут сниматься после помещения элементов в группы (компоненты).

3. Вычищаем весь «строительный мусор» – неиспользуемые материалы, компоненты, элементы построений и т.п. Кроме штатной опции чистки Windows > Model Info > Statisticks > Purge Unused можно использовать предназначенные для этого плагины.

4. Заметим, что тени на условной «земле» SketchUp (плане красно-зеленых осей) Twilight не воспринимает, поскольку работает только с определенными конкретными материалами. Т.е. для показа «земли, основания» и т.п. необходимо создать их как объект со своим материалом.

5. Проверяем правильность ориентации face/backface поверхностей (лицевых – снаружи и оборотных – внутри объемов).

Это очень важно, поскольку Twilight использует определенный приоритетный порядок «считывания» материалов: в первую очередь воспринимаются материалы лицевых поверхностей, затем материалы, примененные к группам и компонентам, и в последнюю очередь – примененные к оборотным сторонам поверхностей.

Другими словами – если лицевая и оборотная стороны одной поверхности имеют разные материалы, то Twilight будет использовать только «лицевой» материал, а «оборотный» проигнорирует. Т.о. в случае, если ошибочно стороны «вывернуты наизнанТема 1. КаК ЭТо раБоТаЕТ. ИНТЕрФЕЙс ку» и снаружи оказался материал backface, мы его в рендере просто не увидим – все равно будет рендерится материал, назначенный на face (в этом случае ошибочно оказавшийся внутри объема объекта).

6. Приступаем к рендерингу только после того, как окончательно учтены и решены все вышеуказанные задачи и подготовлены, отрежиссированы и сохранены Сцены – поставлены «кадры»

будущих имиджей рендера всеми теми возможностями, которые доступны в SketchUp.

7. Не используем (!) кириллицы в именах (и путях к ним в файловой системе) файлов, слоев, материалов, сцен, групп, компонентов и др. – это может стать причиной некорректной работы программы.

Принципиально важно понимать и помнить, что механизм рендеринга одновременно и одинаково воздействует на все поверхности объекта (или в разных объектах), которым был назначен этот самый (один и тот же) материал. Этот факт вытекает из ключевого принципа «чтения» рендерами 3D моделей – по сути они работают не с «чистой»

геометрией построений, а с материалами, приложенными к геометрии их поверхностей.

Дальнейшее изучение целесообразно проводить на тестовой модели – это наиболее наглядный метод освоения функций, механизмов программы и понимания принципов воздействия различных параметров рендеринга в т.ч. при их изменении. Файл использованной в книге модели SketchMat.

skp находится в одном архиве с учебником. В модели собраны объекты различной геометрии с материалами разного типа и свойств из доступных SketchUp (цвет, текстуры, прозрачность), а также настройки «солнечного» освещения с тенями.

Основы интерфейса Знакомство с Twilight начнем с установки программы и «быстрого старта» – обзора интерфейса и первого пробного рендера тестовой модели с установками (параметрами) по умолчанию.

После открытия тестового файла SketchUp видим, что в интерфейсе появилась новая панель инструментов Twilight, а также пункты тех же опций при открытии основного меню Plugins > Twilight. Поскольку, безусловно, намного удобней пользоваться панелью инструментов, работу через меню рассматривать не имеет смысла. Если показанной интерфейса плагина (в т.ч. показанной ниже панели инструментов) не видим, проверяем включение плагина в опциях: Wundow > Preferences > Extensions Open Twilight Render – быстрое открытие основного рабочего окна рендеринга Twilight Add New Twilight Point Light – установка в сцене точечного всенаправленного (с равномерным свечением во все стороны) источника света Add New Twilight Spot Light – установка в сцене точечного направленного источника света (типа прожектора) Open Twilight Light Editor – открытие редактора света – управление параметрами всех источников света в сцене Select a material in the model to edit in Twilight Material Editor – выбор материалов на объектах в сцене для их редактирование в редакторе материалов Twilight Open Twilight Options – открытие диалогового окна общих (по умолчанию) настроек Twilight Position the Scene’s View – позиционирование кадра рендеринга Каждый из этих механизмов, обозначенных показанными кнопками, будет подробно рассмотрен далее, а пока просто откроем кликом на первой кнопке рабочее окно Twilight с собственными текстовыми меню и панелью инструментов:

Start Render from current view... – запускаем процесс рендеринга текущего вида (сцены) SketchUp с начальными параметрами по умолчанию (окно параметров рендеринга, если оно отсутствует, открывается пунктом меню View > Settings). Далее рассмотрим все их подробно, а пока получаем результат с геометрией, материалами и освещением (Солнце, небо, тени) загруженными из SketchUp «как есть».

По ходу процесса видим внизу окна в строке состояния инфо по текущей фазе обработки и процент готовности рендера, а после завершения – итоговое затраченное время.

Кликаем правой кнопкой на имидже и через открывшееся меню Save Image сохраняем его в назначенное место.

Вот, собственно, и все первые (и минимальные) шаги работы в Twilight. На самом деле, конечно, реальная работа с рендером происходит по-другому – значительное время занимают настройки многих параметров и промежуточные пробы, и только после получения устраивающего результата – окончательный, финальный рендер.

Продолжим знакомство с панелью инструментов и меню рабочего окна:

Stop current render – остановка (отмена) текущего процесса рендеринга. Недоступна во время Model Processing Phase (начальной фазы загрузки геометрии модели) и после завершения.

Pause/Resume current render – временная остановка / завершение текущего рендеринга. Если закрыть (выйти из) SketchUp при включенной паузе, завершение рендеринга будет невозможно. Недоступна во время Model Processing Phase (начальной фазы загрузки геометрии модели) и после завершения.

Save current render image – сохранение в назначенное место имиджа текущего рендеринга (дублирует аналогичный пункт конктекстного меню, как сказано выше). По умолчанию сохраняет в.jpg 100% качества. Доступен выбор и других форматов:.jpg (8 bit),.tif (32bit), OpenEXR.exr (32 bit),.bmp (8 bit),.png (8 bit).

Export scene to Kerkythea XML – экспорт сцены в формат программы-рендера Kerkythea Rendering System.