PRZEPIS NA GENIALNĄ WIZUALIZACJĘ

  • test :

Przed rozpoczęciem tej myśli zastanawiałem się jaka może być aktualność tego akapitu. Powoli to już nie projektant zaczyna reżyserować efekt wizualizacji a algorytmy sztucznej inteligencji. Na ten moment jednak mamy jeszcze nad tym kontrolę więc nie zawaham się opisać kilka elementów jakie niewątpliwie wpływają na naszą ocenę czy obraz jaki widzimy jest dobry czy nie. Mimo, że metodologia powstawania wizualizacji zaczyna się zmieniać to pewne fakty pozostają uniwersalne.

Wizualizacje mogą podobnie jak każdy produkt być osadzone w spektrum produktów jakościowych lub całkowicie bezwartościowych. W klasycznym ujęciu liczy się osiągnięcie efektu zdjęcia i pewnego poziomu artyzmu przekazanego w przyjemny dla oka sposób.  Aby wizualizacja była dobra musi mieć dobre składowe. Składnikami wizualizacji są model 3d, oświetlenie, realistyczne materiały, naturalne imperfekcje, kompozycja i ustawienie kamery oraz finalna postprodukcja. 

Dobry model – to model oddający rzeczywistość. Model z wieloma szczegółami, wnikający w strukturę wewnętrzną, uwzględniający każde miejsce rzucające cień i dające efekt załamania światła. Kluczem do realizmu jest zrozumienie,  że świat jest bardziej skomplikowany w skali mikro niż nam się wydaje. Ostra krawędź w praktyce nie jest ostra lecz jest pewnego rodzaju krzywą przypominającą zaoblenie. Mebel w praktyce nie dotyka ściany lecz tworzy się między nimi mikroprzestrzeń do której nie dociera światło dając cień. 

Mimo, że producenci programów ułatwiają pracę projektantom dając narzędzia takie jak tekstury proceduralne “edges” lub funkcję globalnego przycinania krawędzi “Ambient Occlusion” to są one jedynie próbą przybliżenia się do właściwego efektu. Jeżeli zamiast używać systemowych funkcji sami zajmiemy się wprowadzeniem dodatkowego skomplikowania geometrii modelu 3d uzyskamy jeszcze lepszy i bardziej realistyczny efekt. Kosztem jest w tym przypadku większe zaangażowanie pracy projektanta i sprzętu. 

Kolejnym aspektem wpływającym bezpośrednio na jakość wizualizacji jest oświetlenie. Od lat programy renderujące działają w oparciu o obliczenia typu Global Illumination, w którym cyfrowy foton jest zdolny do wielokrotnego odbicia i załamania. Lecący foton modyfikuje po drodze informację jaką niesie. Padając na płaszczyzny o rozmaitych właściwościach, poruszając się z środowisku atmosferycznym, przenikając przez półprzezroczyste materiały informacja ulega modyfikacji. Kamera i jej kąt rozwarcia stanowi dystrybutor wysyłanych fotonów, których ilość im większa tym dokładniejsze efekty wizualizacji. Ilość takich sampli podobnie jak skomplikowanie modelu 3d obciąża sprzęt komputerowy w momencie procesu renderowania. Naturalny efekt zależy w dużym stopniu od zachowania balansu oraz odpowiednich parametrów oświetlenia globalnego. Promieniowanie całej atmosfery uproszczone jest oświetleniem w kształcie sfery lub kopuły a zmiany natężenia wraz z wysokością nad linią horyzontu niesie skomplikowana tekstura HDRI odczytana jako obraz wyświetlany na powłoce. Słońce realizuje geometryczna kula, której wielkością i odległością od modelu reguluje się dosłowność cieni i ich kąt padania. Promieniowanie atmosfery daje efekt miękkiego oświetlenia całej sceny a punktowe słońce drugie efekt osadzenia obiektów w przestrzeni podkreślając cienie własne i rzucone. Wszelkie pozostałe oświetlenie, najczęściej pochodzenia sztucznego modelowana jest za pomocą kształtów geometrycznych lub zapisów fotometrycznych IES. Sztuka polega na wyborze odpowiedniego zestawu oświetlenia i zbalansowaniu go w taki sposób by osiągnąć realistyczny efekt  i wpisujący się w klimat sceny. Ten sam zestaw świateł w zależności od jego balansu może za jednym razem dać naturalny obraz architektury oświetlonej dziennym światłem słonecznego poranka a za kilka chwil stać się już wieczorną sceną zachodu słońca z dominacją iluminacji ciepłego światła sztucznego. 

Współgrające z oświetleniem są rozmaite modele materiałów pochłaniające, odbijające lub przepuszczające światło w zupełnie inny sposób i modyfikujące parametry przemierzającego scenę fotonu. Doskonałe efekty gry światła i zabawy materiałami osiągnął Steven Spielberg w filmie animowanym The Adventures of Tintin. Dla czołowego reżysera i producenta filmowego bajka stała się pretekstem do wykorzystania całego szeregu metod renderingu. W filmie mamy okazję oglądać wielokrotne przejścia kamery przez szklane materiały deformujące obraz i w wyolbrzymiony lecz adekwatny do formatu filmu dla dzieci sposób ukazujące szokujące refrakcję światła w soczewce. Płynny i czasem nierealny ruch kamery w pojedynczej scenie jest w stanie zbudować studium obrazu modyfikowanego shaderami w przerysowany sposób. ukazując diametralne różnice w modyfikacji obrazu przez różne materiały. Kluczem do realistyki jest modyfikowanie dosłownych parametrów zero-jedynkowych mapami o skomplikowanej strukturze stanowiącej obraz cech materiału w formie graficznej nie tylko w zakresie bezszwowej tekstury  wysokiej rozdzielczości obrazującej wygląd materiału ale także stojących za nią map o zgodnej rozdzielczości obrazujących mapę fizyczną przestrzenności powierzchniowej bump, przestrzenności kubaturowej displacement lub niosącej informację o różnicach zdolności odbicia lub jej szklistości na przestrzeni ciągłości materiału. Modyfikacje parametrów takimi mapami dotyczą wielu funkcji programów do renderowania i są kluczem do osiągnięcia realistycznego i ciekawego efektu załamującego monotonność doskonałości materiałów w ujęciu podstawowym. 

Projektuję, wizualizuję, modeluję. Staram się przeobrażać przestrzeń tak by robiła efekt wow. Poszukuję kodu ponadczasowości. Piszę książkę na ten temat badając trendy i podążania za stylem a nie za modą. Propaguję stosowanie materiałów narutalnych a nie syntetycznych. Promuję powrót do właściwych prawideł sztuki projektowej.