Тонирование

Для реалистического представления трехмерных моделей в системе AutoCAD предусмотрено несколько операций. В разд. 9.1 мы уже познакомились с командой HIDE (СКРЫТЬ). В команде DVIEW (ДВИД) тоже предусмотрена опция для скрытия невидимых линий. Команда 3DORBIT (3-ОРБИТА), приведенная в предыдущем разделе, позволяла пользоваться раскрашиванием объектов. Аналогичные возможности предоставляет пункт Shade (Раскрашивание) падающего меню View (Вид). Все виды раскрашивания собраны также как кнопки в панели инструментов Shade (Раскрашивание). Эти кнопки являются опциями команды SHADEMODE (РЕЖИМРАСКР).

Более интересной возможностью получения реалистических изображений трехмерных объектов является операция тонирования. Тонирование дает возможность помимо обычного удаленного источника освещения, лучи которого направлены перпендикулярно экрану, использовать и другие — точечные и прожекторы. Поверхностям объектов можно назначать свойства материалов. В качестве специальных эффектов возможны туман и фон (в том числе из готового растрового изображения). Важно отметить, что в рассматриваемой версии системы AutoCAD раскрашенные и тонированные виды могут выводиться на печать (в AutoCAD 2002 и более ранних версиях это было невозможно). Все команды тонирования собраны в пункте Render (Тонирование) падающего меню View (Вид), а также в одноименной панели инструментов Render (Тонирование).

Эта панель имеет следующие кнопки (здесь же приведем имена соответствующих команд системы AutoCAD):

- — изображение трехмерной модели с подавлением скрытых линий (команда HIDE (СКРЫТЬ));

- — выполнение реалистичного тонированного изображения трехмерной модели (команда RENDER (ТОНИРОВАТЬ));

- — управление сценами (сцена — совокупность вида и источников освещения) в пространстве модели (команда SCENE (СЦЕНА));

- — управление источниками освещения (команда СВЕТ (LIGHT));

- — управление материалами (команда RMAT (МАТЕРИАЛ));

- — импорт и экспорт материалов (команда MATLIB (БИБМАТ));

- — наложение текстур (привязка материалов к поверхности, команда SETUV (НАЛТЕК));

- — задание фона (команда BACKGROUND (ФОН));

- — управление туманом (команда FOG (ТУМАН));

- — вставка элементов ландшафта (изображений кустов, деревьев, людей и т. п., команда LSNEW (ЛАНДНОВЫЙ));

- — редактирование элементов ландшафта (команда LSEDIT (ЛАНД-РЕД));

- — выполнение работы с библиотекой элементов ландшафта (команда LSLIB (ЛАНДБИБ));

- — задание режимов тонирования (команда RPREF (РЕЖИМТОН));

- — вывод статистических данных о тонировании (команда STATS (СТАТ)).

Команда HIDE (СКРЫТЬ), соответствующая первой кнопке панели Render (Тонирование), уже рассмотрена ранее. Команда RENDER (ТОНИРОВАТЬ), соответствующая второй кнопке, выполняет тонирование, для установок параметров которого открывает диалоговое окно Render (Тонирование). Расположенная в нижней части окна кнопка Render (Тонирование) закрывает окно и выполняет непосредственное тонирование с текущими настройками.

В раскрывающемся списке Rendering Type (Тип тонирования) диалогового окна Render (Тонирование) следует выбрать алгоритм выполнения — один из трех вариантов: Render (Упрощенное), Photo Real (Фотореалистичное) и Photo Raytrace (Трассировка луча).

В списке Scene to Render (Сцена для тонирования) диалогового окна Render (Тонирование) можно осуществить выбор сцены по имени (если имена были заданы) или выбор текущей сцены. В области Rendering Procedure (Процедура тонирования) расположены три флажка, установка которых определяет процедуру выполнения тонирования:

- Query for Selections (Выбирать объекты) — задается прямое указание тонируемых объектов;

- Crop Window (Задать область тонирования) — выполняется задание области тонирования (флажок доступен только в том случае, если в области Destination (Вывод) из раскрывающегося списка выбран пункт Viewport (Видовой экран));

- Skip Render Dialog (Без диалога) — задается тонирование всего видового экрана, без диалога.

Поле Light Icon Scale (Масштаб символа источника) диалогового окна Render (Тонирование) задает масштаб блока, используемого для обозначения источника света, а поле Smoothing Angle (Угол сглаживания) — максимальное значение угла между гранями, при котором система AutoCAD сглаживает их края (по умолчанию — 45°). В области Rendering Options (Параметры тонирования) расположены четыре флажка:

- Smooth Shade (Плавное) — определяет плавный переход между гранями многогранной поверхности (путем смешивания цветов граней);

- Apply Materials (С материалами) — осуществляет использование присвоенных материалов; при сброшенном же флажке применяется стандартный материал *GLOBAL* ("ГЛОБАЛЬНЫЙ*);

- Shadows (С тенями) — задает генерацию теней для двух типов тонирования: Photo Real (Фотореалистичное) и Photo Raytrace (Трассировка луча);

- Render Cache (Кэширование) — указывает на использование кэш-файла для тонирования, что ускоряет повторное выполнение операции тонирования.

В этой же области находится кнопка More Options (Дополнительно), которая, в зависимости от типа, выбранного в списке Rendering Type (Тип тонирования), вызывает окно дополнительных настроек: Render Options (Параметры упрощенного тонирования), Photo Real Render Options (Параметры фотореалистического тонирования) или Photo Raytrace Render Options (Параметры тонирования методом трассировки лучей). Это окно позволяет более точно настроить режимы тонирования, повлиять на плавность тонирования граней, управлять уровнем устранения зазубрин и т. д. В области Destination (Вывод) с помощью раскрывающегося списка задается одно из трех возможных направлений вывода тонированного изображения:

- Viewport (Видовой экран) — вывод в видовой экран;

- Render Window (Окно) — вывод результата в специальное окно Render;

- File (Файл) — запись в файл.

Кнопка More Options (Дополнительно) этой же области открывает диалоговое окно указания параметров файла, но только в том случае, если в списке опций задан вывод именно в файл. Область Sub Sampling (Проба) с помощью раскрывающегося списка определяет пробу тонирования на ускоренном варианте: от 1:1 (Best) (лучше качество, но медленнее) до 8:1 (Fastest) (быстрее, но качество хуже). Кнопка Background (Фон) выполняет открытие окна задания фона, а кнопка Fog/Depth Cue (Туман/Затемнение) — диалогового окна задания затемняющих эффектов. Другие опции будут понятны после рассмотрения оставшихся кнопок панели инструментов Render (Тонирование) и соответствующих им команд AutoCAD.

Команда LIGHT (СВЕТ) и кнопка панели инструментов Render (Тонирование) позволяют добавлять к рисунку новые источники освещения, которые могут быть четырех типов: рассеянный свет, удаленный источник, точечный источник и прожектор. Рассеянный свет — это аналог фонового освещения, которое можно либо выключить, либо изменять его интенсивность. Слишком сильный рассеянный свет может совсем размыть контуры тонируемых объектов. Удаленный источник прямолинейно распространяет свет в одном направлении, и интенсивность света не меняется с расстоянием. Удаленный источник может использоваться, например, для имитации солнечного света. Точечный источник испускает свет во всех направлениях, и его интенсивность падает с удалением от источника. С помощью точечных источников хорошо имитируются электрические лампы (например, при создании моделей помещений). Лучи света от прожектора идут в заданном направлении, образуя конус, что создает на освещаемых объектах яркие световые пятна и зоны спада освещенности вокруг световых пятен. Угол конуса, соответствующего световому пятну, должен быть меньше угла полного светового конуса, включающего в себя конус светового пятна и зону спада освещенности. Оба угла (угол полного светового конуса и угол конуса, соответствующего яркому пятну) должны находиться между 0 и 160 градусами.

Команда LIGHT (СВЕТ) вызывает диалоговое окно Lights (Источники света).

Правая область Ambient Light (Рассеянный свет) этого диалогового окна позволяет настроить интенсивность (шкала Intensity (Интенсивность)) и цвет (область Color (Цвет)) общего рассеянного света. Слева расположен список Lights (Источники), содержащий список всех именованных источников света данного рисунка. Справа от него находятся кнопки Modify (Изменить), Delete (Удалить) и Select (Выбор), которые позволяют соответственно изменять, удалять и выбирать мышью источник света. Кнопка New (Новый) служит для создания нового источника света. Но перед тем как на нее нажать, нужно в раскрывающемся списке справа от нее выбрать тип источника: Point Light (Точечный), Distant Light (Удаленный) или Spotlight (Прожектор). Для точечного источника кнопка New (Новый) открывает диалоговое окно New Point Light (Новый точечный источник света).

В этом окне в поле Light Name (Имя источника) нужно ввести имя источника света (до 8 символов длиной). Шкала Intensity (Интенсивность) позволяет указать интенсивность нового источника. Размешенная в области Position (Положение) кнопка Show (Показать) выводит на экран координаты создаваемого источника света по умолчанию. Задать реальные координаты точки установки источника можно с помощью кнопки Modify (Изменить), которая временно закрывает диалоговое окно New Point Light (Новый точечный источник света) для того, чтобы пользователь задал положение точки с источником света. В области Color (Цвет) задается цвет для источника. Цвет можно указать либо комбинацией значений насыщенности трех основных цветов (красного, зеленого и синего) или выбрать его из палитры (кнопка Select Color (Выбрать из палитры)), либо выбрать из стандартного окна индекса цветов AutoCAD. Группа переключателей Attenuation (Спад) определяет, как будет уменьшаться интенсивность с увеличением расстояния. Возможны три варианта:

- None (Нет) — спада интенсивности нет, т. е. источник одинаково освещает и ближние, и дальние объекты:

- Inverse Linear (Линейная инверсия) — уменьшение интенсивности происходит пропорционатьно расстоянию от источника;

- Inverse Square (Квадратичная инверсия) — спад интенсивности пропорционален квадрату расстояния.

В области Shadows (Тени) можно установить флажок Shadow On (Включить), после чего при тонировании добавляются тени от объектов. Характеристики теней управляются с помощью кнопки Shadow Options (Параметры теней), открывающей одноименное диалоговое окно Shadow Options (Параметры теней). Установленный флажок Shadow Volumes/Ray Traced Shadows (Объемные тени/Тени трассировки луча) этого диалогового окна указывает системе, что для фотореалистичного тонирования нужно генерировать объемные тени, а для тонирования методом трассировки луча — лучевые тени. Остальные параметры при этом пользователю недоступны.
При сбросе флажка Shadow Volumes/Ray Traced Shadows (Объемные тени/Тени трассировки луча) становятся доступными следующие два поля:

- Shadow Map Size (Размер карты теней) — задает размер стороны карты теней (в пикселах, допустимые значения — от 64 до 4096); чем больше размер, тем точнее получаются тени, но тем дольше они рассчитываются;

- Shadow Softness (Мягкость теней) — задает коэффициент мягкости теневых переходов, принимает значения от 1 до 10, но лучшие результаты достигаются в диапазоне от 2 до 4.

Помимо этих двух полей становится доступной кнопка Shadow Bounding Objects (Тени от ограничивающего объект параллелепипеда), которая предлагает выбрать объекты, ограничивающий параллелепипед которых используется для подрезки карт теней. После закрытия диалогового окна New Point Light (Новый точечный источник света) возвращаемся в диалоговое окно Lights (Источники света). В качестве нового источника в раскрывающимся списке можно выбрать Distant Light (Удаленный). Тогда при нажатии кнопки New (Новый) открывается диалоговое окно New Distant Light (Новый удаленный источник света). Поля Light Name (Имя источника). Intensity (Интенсивность) и области Color (Цвет) и Shadows (Тени) идентичны одноименным полям и областям уже рассмотренного диалогового окна New Point Light (Новый точечный источник света). Кнопка Sun Angle Calculator (Положение солнца) вызывает открытие диалогового окна Sun Angle Calculator (Положение солнца), в котором можно выяснить положение солнца в определенное время конкретного географического места.

Если в диалоговом окне Lights в качестве нового источника в раскрывающемся списке выбрать Spotlight (Прожектор), то при нажатии кнопки New (Новый) открывается диалоговое окно New Spotlight (Новый прожектор). Данное окно в большей своей части нам уже знакомо по аналогичным окнам для точечного и удаленного источников света. Новыми являются поля Hotspot (Яркое пятно) и Falloff (Полный конус). Как уже было сказано выше, яркое пятно является основной частью полного конуса, образуемого лучом прожектора. Поэтому величина, указываемая для яркого пятна в градусах, не должна превышать величины, заданной для полного конуса. По умолчанию величина яркого пятна равна 44°, а полного конуса — 45°. В любом случае обе величины должны лежать в диапазоне от 0° до 160°.Команда SCENE (СЦЕНА) и кнопка панели инструментов Render (Тонирование) открывают диалоговое окно Scenes (Сцены), которое управляет именованными сценами текущего рисунка.

Понятие сцены включает в себя вид и источники света. В левой части окна Scenes (Сцены) находится перечень именованных сцен. Если сцены не задавались, то список Scenes (Сцены) содержит только строку *NONE* (*HET*), которая соответствует текущей сцене, состоящей из текущего вида и всех источников света. Кнопки Modify (Изменить) и Delete (Удалить) позволяют соответственно изменить или удалить выбранную сцену рисунка. Кнопка New (Новый) вызывает диалоговое окно New Scene (Новая сцена), предназначенное для формирования новой сцены. Для создания новой сцены нужно в этом диалоговом окне в списке Views (Виды) отметить имя одного нужного вам вида, а в списке Lights (Источники) — имена всех необходимых источников света (об источниках освещения речь пойдет далее). Держите нажатой клавишу <Ctrl>, если хотите к уже выбранным источникам добавить еще и другие. В поле Scene Name (Имя сцены) вводится имя, присваиваемое новой сцене.

Следующей командой задания настроек тонирования, которая соответствует кнопке панели инструментов Render (Тонирование), является команда RMAT (МАТЕРИАЛ), назначающая материалы построенным объектам. Команда вызывает диалоговое окно Materials (Материалы). В левой части окна в списке Materials (Материалы) приводится перечень материалов, загруженных в текущий рисунок. Один материал, который называется *GLOBAL* ("ГЛОБАЛЬНЫЙ*), обязательно присутствует в рисунке и присваивается всем объектам, имеющим поверхности, по умолчанию. Все остальные материалы надо импортировать с помощью команды MATLIB (БИБМАТ) или с помощью кнопки панели инструментов Render (Тонирование), которые вызывают диалоговое окно Materials Library (Библиотека материалов). В левой части этого окна в области Current Drawing (Текущий рисунок) также приводится перечень материалов, уже импортированных в текущий рисунок. Этот перечень можно очистить с помощью кнопки Purge (Очистить) или сохранить в виде отдельного файла библиотеки материалов с расширением mli (с помощью кнопки Save As (Сохранить как) области Current Drawing (Текущий рисунок)). В правом верхнем углу в раскрывающемся списке области Current Library (Текущая библиотека) находится имя текущей библиотеки, а под ним выводится список ее материалов. По умолчанию используется стандартная библиотека AutoCAD с именем render.mli (расширение mli обязательно). Если нужно открыть другую библиотеку, то для этого следует воспользоваться кнопкой Open (Открыть). Если в перечне материалов текущей библиотеки отметить материал и нажать кнопку Preview (Просмотр) в центре диалогового окна, то в поле просмотра вы увидите, как указанный материал будет выглядеть на поверхности объекта. В качестве такого условного объекта могут быть выбраны Sphere (Сфера) или Cube (Куб), которые выбираются из раскрывающегося списка, расположенного под кнопкой Preview (Просмотр).

Импорт материалов выполняется по следующей схеме. Нужный вам материал отмечается в списке материалов текущей библиотеки материалов и затем с помощью кнопки Import (Импорт) передается в список материалов текущего рисунка. Если вы хотите какой-то из материалов текущего рисунка перенести в текущую библиотеку (когда такого материала в ней нет), то для этого воспользуйтесь кнопкой Export (Экспорт). После экспорта в библиотеку необходимого материала ее можно сохранить с помощью кнопки Save (Сохранить). Кнопка Delete (Удалить) дает возможность удалить материал из перечня материалов, загруженных в рисунок. По окончании импорта всех выбранных вами материалов нужно закрыть окно Materials Library (Библиотека материалов) с помощью кнопки ОК. После этого система AutoCAD вновь открывает диалоговое окно Materials (Материалы).
В окне Materials (Материалы) также имеется возможность просмотра материала на поверхности сферы или куба с помощью кнопки Preview (Просмотр). Кнопка Modify (Изменить) позволяет для отмеченного материала вызвать диалоговое окно Modify Standard Material (Изменение стандартного материала) и поменять для него те или иные характеристики.

Рассмотрим наиболее важные параметры этого окна. В области Attributes (Параметры) расположены семь переключателей:

- Color/Pattern (Цвет/Текстура) — осуществляется настройка основного цвета материала (диффузное отражение); управляется полем Value (Значение) и областью Color (Цвет);

- Ambient (Рассеяние) — выполняется настройка цвета, отражаемого поверхностью при освещении ее рассеянным светом; управляется полем Value (Значение) и областью Color (Цвет);

- Reflection (Отражение) — осуществляется настройка цвета бликов на отражающей поверхности; управляется полем Value (Значение) и областью Color (Цвет);

- Roughness (Шероховатость) — выполняется настройка степени шероховатости (блики меньше на более гладкой поверхности);

- Transparency (Прозрачность) — выполняется настройка прозрачности; управляется полем Value (Значение); в поле File Name (Имя файла) можно задать имя файла текстуры;

- Refraction (Преломление) — осуществляется настройка степени преломления лучей при отражении (только при тонировании методом трассировки лучей); управляется полем Value (Значение);

- Bump Map (Выдавливание) — выполняется имитация эффекта выдавливания; имя файла текстуры задается в поле File Name (Имя файла).

Кнопка Duplicate (Копировать) диалогового окна Materials (Материалы) копирует отмеченный материал для создания на его основе нового материала. Кнопка New (Новый) вызывает специальное окно для описания характеристик нового материала. Каждый материал может иметь один из четырех типов, который устанавливается в раскрывающемся списке под кнопкой New (Новый): Standard (Стандартный), Granite (Гранит), Marble (Мрамор), Wood (Дерево). В отличие от стандартного, каждый из оставшихся трех типов привносит свои оттенки (гранита, мрамора или дерева). В случае установки типа, не являющегося стандартным, диалоговое окно Modify Standard Material (Изменение стандартного материала) меняет свое название (например, для типа Granite (Гранит) окно будет называться Modify Granite Material (Изменение материала Гранит)). Кнопка Select (Выбор) диалогового окна Materials (Материалы) (см. рис. 9.59) позволяет определять материал, присвоенный ранее объекту рисунка. После нажатия на эту кнопку AutoCAD временно закрывает диалоговое окно Materials (Материалы) и предлагает указать в рисунке объект. Затем снова открывается окно Materials (Материалы), но с отмеченным в списке именем материала того объекта, который вы только что указали. Для присвоения материала нужно его сначала отметить в списке, а затем нажать кнопку Attach (Присвоить). Система AutoCAD закроет окно Materials (Материалы) и запросит объекты. После указания объектов и нажатия клавиши <Enter> выбранные материалы будут присвоены и AutoCAD снова откроет окно Materials (Материалы) для продолжения работы. Если необходимо снять присвоенный объекту материал и вернуть значение по умолчанию, то нужно воспользоваться кнопкой Detach (Снять). Есть еще две возможности присвоения материала: по цвету и по слою. Кнопка By ACI (По ИЦА) связывает номер цвета в индексе цветов AutoCAD (ИЦА) с материалом, а кнопка By Layer (По слою) связывает с материалом слой.

Команда BACKGROUND (ФОН) и кнопка панели инструментов Render (ТОнирование) служат для создания фона при тонировании и при своем выполнении открывают диалоговое окно Background (Фон). В этом окне нужно выбрать тип фона, установив переключатель в одно из четырех положений:

- Solid (Сплошной) — задает одноцветный фон (может быть и фоном AutoCAD);

- Gradient (Переход) — определяет переливающийся фон из двух или трех цветов;

- Image (Изображение) — задает фон из растрового файла;

- Merge (Слияние) — определяет в качестве фона содержимое видового экрана (возможно только, если в диалоговом окне Render (Тонирование) в раскрывающемся списке раздела Destination (Вывод) выбран пункт Viewport (Видовой экран)); в этом случае видны и те объекты, которые при обычном тонировании исчезают.

Команда FOG (ТУМАН) и соответствующая ей кнопка панели инструментов Render (Тонирование) позволяют достигать эффектов тумана. Команда вызывает диалоговое окно Fog/Depth Cue (Туман/Затемнение). В этом окне, если вам необходимо тонировать с туманом, нужно установить флажок Enable Fog (Включить туман), иначе остальные поля вам будут не доступны. Настройка цвета и интенсивности тумана выполняется соответствующими кнопками диалогового окна.

Команда LSNEW (ЛАНДНОВЫЙ) и соответствующая ей кнопка панели инструментов Render (Тонирование) дают возможность при тонировании добавлять элементы ландшафта (стандартных изображений кустов, деревьев, людей, знаков). Команда вызывает диалоговое окно Landscape New (Новый ландшафт). В данном диалоговом окне из списка нужно выбрать имя элемента ландшафта. Кнопка Preview (Просмотр) позволяет просмотреть выбранный элемент. Перед вставкой задаются параметры изображения (область Geometry (Геометрия)) и размеры (поле Height (Высота)). С помощью кнопки Position (Положение) элемент ландшафта располагается на поле рисунка. Вне тонирования вставленные элементы имеют форму треугольника с именем. При тонировании элементы включаются в фон для оживления изображения.

Дата добавления: 2014-01-07