Artlantis Radiosity tutorial

In deze tutorial gaan we iets dieper in op de radiosity parameters van Artlantis 3.
Wij zullen ons concentreren op elke instelling en de effecten daarvan op de beeldkwaliteit en de lichtomstandigheden.
Voor we verder gaan is het belangrijk om te begrijpen wat de begrippen "radiosity" en "direct illumination" juist betekenen.

Direct illumination:
Met deze techniek wordt enkel rekening gehouden met het licht dat direct van de lichtbron naar het te belichten punt gaat. Punten die dus niet direct vanaf de lichtbron te bereiken zijn, en dus schaduw hebben, blijven volkomen onbelicht.

Radiosity:
In werkelijkheid ontvangen de plekken die in de schaduw liggen wel een aanzienlijke hoeveelheid licht. Het licht wordt weerkaatst door de oppervlaktes die direct licht ontvangen en op deze manier worden de punten, die in de schaduw liggen, opgelicht.
Dit licht wordt indirect licht of diffuus licht genoemd. Radiosity is een techniek die rekening houdt met deze indirecte belichting.

Expert radiosity instellingen activeren

Activeer eerst het vakje:
"Display expert rendering parameters"
Bij de radiosity parameters zijn nu 2 belangrijke subopties actief:

1. Nauwkeurigheid (Accuracy)

2. Verlichting (Lighting)

1. Nauwkeurigheid. (Accuracy)

Hiermee wordt de nauwkeurigheid van de radiosity berekeningen gedefinieerd. In het scroll-down menu zijn er 3 vooraf gedefinieerde instellingen: normaal, medium en hoog.

Daarnaast is er een instelling “custom” beschikbaar, om zelf de nauwkeurigheid van de radiosity te bepalen met behulp van 2 schuifbalken.

Long range schuifschakelaar:
Deze schakelaar bepaalt de afstand van de meetpunten, in pixels, waarop de radiosity wordt berekend.
De radiosity tussen deze meetpunten, wordt door interpolatie bekomen.
Met de schuifschakelaar kan er een afstand bepaald worden tussen 96 – 8 pixels.
Hoe korter deze afstand (hoe lager het getal), hoe hoger en hoe nauwkeuriger de kwaliteit van de radiosity zal zijn.
Let hierbij op, dat dit een grote invloed zal hebben op de doorrekentijd van de definitieve render.

Short range schuifschakelaar:
Deze schakelaar werkt op dezelfde manier als de vorige, maar bepaalt schaduwkwaliteit van de radiosity op naburige oppervlaktes.
Vb. de hoek tussen 2 muren. Met de schuifschakelaar kan er een afstand bepaald worden tussen 0 – 48 pixels.
Hoe langer deze afstand (hoe hoger het getal), hoe beter en nauwkeuriger de schaduwkwaliteit van de radiosity zal zijn.
Wanneer deze waarde 0 is, wordt er geen rekening gehouden met deze optie.
Let hierbij op, dat deze insteling eveneens een grote invloed heeft op de doorrekentijd van de definitieve render.

 

2. Verlichting. (Lighting)

Hiermee worden de lichtomstandigheden bepaald. Vanuit de scroll-down menu kunt u de vooraf gedefinieerde lichtomstandigheden voor buiten- (exterior) of binnenzijde (interior) activeren.
Via de instelling “custom”, heeft u de mogelijkheid om de instellingen, betreffende de lichtomstandigheden, zelf aan te passen.

Om het lichtinstellingen in Artlantis 3 goed te begrijpen, is het belangrijk om het volgende te weten.

Iedere natuurlijke lichtbron straalt fotonen, of elementaire lichtdeeltjes uit. Ze worden weerkaatst (bounces) op alle objecten waardoor deze zullen oplichten. Bij iedere botsing (bounce) van een foton op een oppervlak wordt een deel van de lichtenergie opgeslorpt (absorptie of attenuation) door het oppervlak.

De lichtomstandigheden zijn te regelen met 4 schuifschakelaars:

1. Eerste weerkaatsing (First bounce)

Deze schuifschakelaar controleert de intensiteit en de helderheid van de radiosity. Dit heeft effect op alle oppervlaktes die direct licht ontvangen van een zon of een lichtbron.
Hierbij is een waarde mogelijk tussen 1 en 16.
Een hoge waarde betekent een groter contrast tussen licht en schaduw.

3. Absorptie van het licht (Attenuation)

Deze schuifschakelaar bepaalt de hoeveelheid lichtabsorptie van ieder oppervlak. Dit bepaalt dus de hoeveelheid licht dat wordt weerkaatst naar de omgeving. Dit onderdeel heeft effect op de schaduwen van de radiosity, en dus op het contrast van de scène.
Hierbij is een waarde mogelijk tussen 0 en 1. Wanneer de waarde op 1 staat betekent dit dat er een minimale absorptie is en de maximale lichthoeveelheid gereflecteerd zal worden.
Wanneer deze waarde 0.50 bedraagt heeft dit tot gevolg dat het licht van de radiosity voor de helft zal geabsorbeerd worden, waardoor het contrast zal verhoogd worden.

2. Volgende weerkaatsing (Next bounce)

Deze schuifschakelaar controleert eveneens de intensiteit en de helderheid van de radiosity, maar heeft enkel effect op oppervlaktes die gereflecteerd licht ontvangen. Deze schuifschakelaar heeft dus effect op alle oppervlaktes die indirect licht ontvangen.

Hierbij is tevens ook een waarde mogelijk tussen 1 en 16.

Een hoge waarde geeft meer gereflecteerd licht. Dit is vooral van belang bij interieurs.

4. Kleur menging (Color bleeding)

Een hoge waarde geeft de vlakken die indirect licht ontvangen een hoge kleurverzadiging.(saturatie)

Hierbij is een waarde mogelijk tussen 0 en 1.

Radiosity parameters - Accuracy

1e render
2e render
3e render
Nauwkeurigheid : Normaal Nauwkeurigheid : Medium Nauwkeurigheid : Hoog

Beoordeling:

Een ruwe beeld. Ontwerp schaduw / licht kan gemakkelijk worden gecontroleerd op grotere oppervlakken; kleinere oppervlakken hebben een algemene sfeer en het ontbreken van precieze gegevens.
Deze rendering instelling is ideaal voor snelle test maakt.
Betere radiosity kwaliteit, als gevolg van de grotere dichtheid van meetpunten.
Op kleine oppervlakken, zoals delen van speelgoed auto's, zien we betere schaduwen en minder algemene sfeer.
Radiosity schaduwen rond de objecten worden zichtbaar.
Hoge kwaliteit radiosity nauwkeurige schaduwen en zachte overgangen.
In vergelijking met de vorige afbeelding zien we meer kleinere details.
Radiosity schaduwen zijn zacht en hebben minder contrast.
Deze instelling wordt sterk aanbevolen voor definitieve renderings.
Toelichting:

Dit zijn de standaard instellingen voor een Normale nauwkeurigheid.

Long range: 96
Short range: 4

Dit zijn de standaard instellingen voor een Medium nauwkeurigheid .

Long range: 64
Short range: 16

Dit zijn de standaard instellingen voor een Hoge nauwkeurigheid .

Long range: 32
Short range: 32

Deze twee waarden betekenen dat radiosity wordt berekend met behulp van slechts een gering aantal meetpunten, terwijl grote delen van de oppervlakken en het beeld gewoon worden geïnterpoleerd.
Daarom is de radiosity is niet erg nauwkeurig.
Een Long range waarde van 64 geeft meer precieze radiosity berekeningen.
Een Short range waarde van 16 heeft invloed op de naburige oppervlakken, fijnere details en zachtere schaduw overgangen.
Dichtheid van radiosity meetpunten is hier voldoende hoog om een zeer goed resultaat te produceren.
Een belangrijk punt om te vermelden is : hoe hoger de gekozen kwaliteit, hoe langer de rekentijd.

 

Licht instellingen - Bounces and Attenuation (Lichtweerkaatsing en Absorptie)

1e render
2e render
3e render
Nauwkeurigheid : Hoog Nauwkeurigheid : Hoog Nauwkeurigheid : Hoog
Bounces: 4-1 Bounces: 4-4 Bounces: 4-8
Beoordeling:

Het beeld is matig.

Gebrek aan voldoende secundaire lichtweerkaatsingen, oppervlakken die slechts indirecte verlichting ontvangen, blijven donker.

Het contrast tussen schaduw en licht is te hoog.

Oppervlakken in de schaduw zijn helderder in het algemeen. Meer secundaire lichtweerkaatsingen zorgen voor meer licht op deze delen van de scène. Oppervlakken zijn terug iets helderder. Er meer kleinere details is te zien in de schaduw

 

Absorptie heeft een invloed op de berekening, alsook op de helderheid van het oppervlakten.

Lage bounce waarde kan worden vergeleken met een hoge absorptie waarde. Indien als de oppervlakken zijn te licht vanwege de hoge secundaire bounces, zal het verminderen van de absorptie waarde, dit probleem kunnen oplossen.