با اتفاقاتی که برای پرتوی نوری بعد از تولید رخ میدهد و اصل مفهوم نورپردازی اشنا شوید.

 

آشنایی با اصل نورپردازی در تری دی مکس

 

اگر مایلید تا به درک صحیحی از رفتار پرتوهای نوری برسید و بتوانید با مفهوم نورپردازی آشنا شوید پیشنهاد میکنیم حتما این مطلب را بخوانید.

پلاگین وی ری بر اساس الگوریتم های محاسباتی خاصی که بر مبنای قوانین فیزیک هستند عمل می نماید . به این ترتیب اگر اصل انرژی نورانی را بدانیم به راحتی میتوانیم با نحوه عملکرد پلاگین وی ری آشنا شویم . در این آموزش وی ری قصد بر توضیح اصل کلی روشنایی محیط به وسیله انرژی نورانی را داریم.

منابع نوری منابعی هستند که تولید انرژی نوری تولید می کنند. انرژی نوری واحدی دارد تحت عنوان فتون . به معنای دیگر واحد انرژی نورانی فتون است و قدرت و شدت یک منبع نوری بستگی به تعداد فتونی دارد که تولید می نماید ، که بدیهی است هر چه تعداد فتون تولیدی بیشتر باشد شدت منبع نوری بیشتر است. منبع نوری طبیعی مانند خورشید هر لحظه تعداد بسیار زیادی فتون تولید و ساطع می نماید. اجازه بدهید برای تفهیم بهتر موضوع از خورشید برای توضیح عملکرد منبع نوری و فتون ها استفاده نماییم.

 

بعد از تولید فتون توسط منبع نوری (خورشید) ، فتون ها در محیط در تمام جهات (360 درجه) ساطع می شوند ،و شروع به حرکت می نمایند . برای غلبه بر مولکول های هوا در جو زمین مقداری انرژی از دست میدهند. تا این فتون ها بنا بر زاویه شان به احجام موجود برخورد نمایند.

سرنوشت فتون بعد از برخورد به احجام به 3 قسمت تقسیم می گردد :

1-عبور میکند .

که در لاتین به ان  refract  و در فارسی به ان انکسار گفته می شود مانند شیشه و احجام شفاف . که طبیعتا هر چه میزان شفافیت جسم بالاتر باشد پس فتئن های بیشتری میتوانند از حجم مورد نظر عبور کنند. در اینجا  اتفاقی بسیار مهم پیش می آید بنام شکست نور .بدین معنی که پرتو نوری (فتون) از مسیر خود مقداری منحرف خواهد شدکه به ان شکست نور یا INDEX OF REFRACTION  به طور اختصار IOR می گویند. . که میزان این شکست نور بستگی به جسم مربوطه دارد برای مثال میزان شکست نور در آب IOR=1.33 می باشد .در متریال های تری د یمکس و متریال وی ری مانند VRAYMTL نیز این فاکتور برای نزدیکی هر چه بیشتر متریال به جنسیت طبیعی ان در نظر گرفته شده است. که با اطلاع از میزان IOR هر حجم می توان به جنسیت مورد نظر دست یافت و متریال جنسیت مربوطه را بطور واقع گرایانه ای شیبه سازی نمود.

2-منعکس میشود.

که در لاتین به آن Reflection میگویند و  میزان این انعکاس کاملا بستگی به میزانصیقلی بودن سطح آن glossiness دارد . در متریال vraymtl برای فاکتور صیقلی بودن سطح متریال glossiness مقدار عددی بین 0 تا 1 درنظر گرفته شده است. که مثلا اگر میزان این پارامتر برای متریال وی ری مقدار 0.8 باشد یعنی از حالت صیقلی کامل ، مقداری مات تر است و اگر این عدد برابر 1 منظور گردد ، برای شبیه سازی آینه کاربرد خواهد داشت.

بعد از برخورد نور به یک حجم تنها در صورت صیقلی بودن آن عمل انعکاس رخ می دهد و میزان ان همانطور که ذکر شد کاملا بستگی به میزان صیقلی بودن سطح ان دارد. ولی اگر سطح ان صیقلی نباشد پس عمل انعکاس رخ نمیدهد. حال بعد از برخورد فتون به سطح صیقلی ، در محلی ممکن است پرتو های نوری متمرکز شوند که به آن  specular  می گویند. مه هر چه سطح صیقلی تر( میزان عددی glossiness بالاتر باشد ) پس اندازه specular ایجاد شده بر سطح حجم کوچکتر خواهد بود.برای این خاصیت reflect نیز مانند refract پدیده شکست نور IOR اتفاق خواهد افتاد و پرتوی نوری بعد از برخورد به سطح جسم صیقلی مقداری از جهت قبلی خود منحرف میگردد. در اینجا نکته ای اهمیت دارد و ان این است که در متریال وی ری vraymtl اگر مقدار عددی IOR را چیزی بجز 1.6 ( که حالت طبیعی اجسام است ) در نظر بگیرید به آن معنی است که جسم رنگ یا تکسچر خود را بهتر نشان خواهد داد . با انجام متریالسازی تمرین و رندر این نکته را کاملا درک خواهید کرد.

IOR

 

 

3-جذب می شود .

که در لاتین به آن Absoppsion  میگویند که تقریبا در حالت refract  و  reflect هم مقداری از انرژی فتون توسط سطح جسم جذب میگردد. که هر چه سطح صیقلی تر باشدو یا شفافیت بیشتری داشته باشد پس  میزان انعکاس بیشتر و میزان جذب انرژی کمتر خواهد بود.

ادامه اتفاقهایی که برای فتون خواهد افتاد به این ترتیب است که :

بعد از برخورد پرتوی نوری به یک جسم باعث دیده شدن ان خواهد شد به این معنی که ما در اتاق تاریک به این دلیل جسمی را نمیبینیم که انرژی نورانی از منبعی تابیده نمیشود تا به جسم برخورد کند و امکان دیده شدن ان را ممکن سازد . به این پدیده دیده شدن اجسام بعد از برخورد پرتوی نوری به جسم خاصیت Diffuse می گویند. و به قسمتی از جسم که تحت تابش و برخورد پرتوی نوری قرار نمیگیرد Ambient میگویند. مانند پشت کمد لباس و...

حال دسته بندی مهم دیگری نمایان میشود تحت عنوان :

روشنایی مستقیم و روشنایی غیر مستقیم .

بعد از برخورد پرتو های نوری و اتفاقات سه گانه ای ( که توضیح داده شد. ) برایش می افتد و حالت پدیدار می یابد که همان دیده شدن یا Diffuse است و در اینحالت جسم با روش روشنایی مستقیم دیده شده است. اما پرتو های نوری بعد از برخورد به یک جسم و از دست دادن مقدار مشخصی از انرژی شان ( اتفاق های سه گانه refract/reflect و جذب )  دوباره به حرکت خود ادامه می دهند تا به حجم دیگری برخورد کنند و آن را نمایان کرده و یکی از اتتفاقات سه گانه برایش رخ دهد و دوباره تا جایی حرکت می نماید تا تمامی انرژی خود را از دست بدهد. به معنای دیگر پرتوی نوری بعد از برخورد به اولین حجم ( آنرا با روشنایی مستقیم نمایان کرده ) و سپس انقدر به حرکت خود ادامه می دهد تا با برخورد به اجسام دیگری آنها را با روش روشنایی غیر مستقیم روشن نماید و در نهایت تا جایی که انرژی خود را بطور کامل از دست بدهد به این روند ادامه خواهد داد.

در تصویر زیر تفاوت روشنایی مستقیم و غیر مستقیم به وضوح قابل مشاهده است . تصویر سمت چپ حالتی را نشان می دهد که محیط تنها با روشنایی مستقیم یعنی برخورد پرتوهای تولید شده از منبع نوری روشن شده اند و بدون جهش اند.

در تصویر سمت راست پرتوی نوری بعد از برخورد به جسم اول جهش ثانویه نموده و به سمت جسم دیگری پرتاب می شود و بعد از برخورد به آن نیز تا زمینی که انرزی داشته باشدبه این روند ادامه می دهد تا تمام انرژی خود را از دست دهد. محیط در تصویر دوم به روش روشنایی غیر مستقیم هم روشن شده است که در واقعیت نیز همین اتفاق می افتد که این روشنایی غیر مسقیم را نور آسمان انجام می دهد که در نرم افزار تری دی مکس وپلاگین ویری به آن sky light می گویند.

 

 

sun light & sky light :

 

 

 

حال اگر شما از موتور رندر وی ری برای انجام عمل رندرینگ استفاده نمایید پس محاسبات نوری مربوط به جهش های اولیه فتون که منجر به روشنایی مستقیم شده است با استفاده از موتور رتدر اولیه یا همان Primary engine انجام می شود و محاسبات مربوط به روشنایی غیر مستقیم که در نتیجه برخورد فتون های اولیه به اجسام بعدی و جهش های دوم به بعد است با موتور رندر دوم یا secondery engine محاسبه می گردد.

دسته ها: مطالب آموزشی

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.