Bilgisayar grafiklerinde, saydam ve yarı saydam nesneler arasında ayrım yapmak, fotogerçekçi görselleştirmeler elde etmeye yardımcı olur. Bu makale, bu ayrımı açıklamak için ışığın temel kavramlarını ele almaktadır. Basit örnekler yardımıyla, saydam ve yarı saydam nesnelerin doğru bir şekilde kopyalanmasını mümkün kılan V-Ray özelliklerini de incelemektedir.
CG Işık Temelleri #
Işık ışınları, saydam ve yarı saydam cisimlerle temas ettiklerinde farklı davranırlar. Bu etkileşimi anlamak için ışık fiziği hakkında bazı temel bilgilere ihtiyaç vardır.
Bu makalenin amacı doğrultusunda ve ışın izleme bağlamında, ışığı vakumda/havada ışınlar boyunca yayılan ve maddeye ulaşana kadar ilerleyen bir elektromanyetik radyasyon olarak ele alacağız. Bir yüzeye çarpan ışık ışınına gelen ışın , yüzeye çarpma açısına ise gelen ışın açısı denir (sağdaki resme bakınız) .
Bir yüzeye çarpan ışık ışını, yüzeyle iki şekilde etkileşime girebilir: yansıyabilir veya iletilebilir ( kırılabilir ). Yansıyan ışınlar yüzeyden sekerek, geliş açısına eşit bir açıyla yörüngelerini değiştirir; iletilen (kırılan) ışınlar ise yüzeyden geçer ve bir açıyla bükülür, yani yönlerini değiştirir.
Işık kırıldıktan sonra emilebilir ve /veya saçılabilir . Emilen ışık, arayüzde (ışın ışınının yansıdığı veya iletildiği yüzey noktası) kaybolan enerjidir. Genellikle ısı olmak üzere başka bir enerji biçimine dönüştürülür ve yoğunluğu azalır. Işık yüzeyden geçip kırıldığında ve yoğunluğunu değiştirmeden farklı yönlere yayıldığında, saçılan ışınlar oluşur. Saçılma genellikle ışık düzensiz ve heterojen ortamlarla etkileşime girdiğinde meydana gelir. Yüzey altı saçılması varsa, ışığın bir kısmı çarptığı yüzeyin aynı tarafından (potansiyel olarak farklı bir yüzey noktasından) geri yansıyabilir, bir kısmı tamamen emilebilir ve diğer bir kısmı da iletilerek gölgeli nesnenin başka bir tarafından çıkabilir.
yansıyan ışınlar
kırılan ışın
emilen ışınlar
saçılan ışınlar
İletilen ışığın bükülme miktarı, kırılma indisi (IOR) ile tanımlanır . IOR, bir ortam içindeki ışık hızını ölçer, yani ışığın o ortam içinde ne kadar yavaşladığını gösterir. Örneğin, suyun IOR değeri yaklaşık 1,333’tür; bu da ışığın suda vakum/havaya göre 1,333 kat daha yavaş ilerlediği anlamına gelir.
İletilen ışık miktarına ve yayılımına bağlı olarak, nesneler saydam/kırıcı, yarı saydam veya opak (tüm ışığı emen ve/veya yansıtan ve geçmesine izin vermeyen) olarak sınıflandırılabilir. Opaklık bu makalenin odak noktası olmasa da, nesnelerin ışıkla etkileşim davranışlarına göre sınıflandırılmasında rol oynar.
Şeffaflık ve Yarı Saydamlık #
|
|
Şeffaf |
Yarı saydam |
|---|
|
|
Şeffaf |
Yarı saydam |
|---|---|---|
|
Işık davranışı |
ışık bükülür ve doğrudan içinden geçer. |
Işık, içinden geçerken kırılır ve saçılır. |
|
Detaylar |
Karşı tarafın detayları net. |
Karşı tarafın detayları bulanık. |
Şeffaflık #
Saydam bir ortam homojendir. Işık saydam bir yüzeyden geçerken, neredeyse hiç saçılma olmadan sürekli ve düz bir çizgide ilerler. Saydam yüzeyler berrak veya saydam görünür.
Şeffaf bir yüzey görünümü elde etmek için, V-Ray gölgelendiricilerinin renk, IOR ve parlaklık gibi yansıma ve kırılma parametrelerini kontrol edin. Daha fazla bilgi için aşağıdaki örneklere bakın .
Şeffaf nesnelere örnekler: selofan, su, gözlük, temiz hava.
İnce, renkli plastik/cam veya güneş gözlükleri gibi bazı nesnelerin, içlerinde oluşan ihmal edilebilir saçılma nedeniyle şeffaf nesneler olarak da kabul edilebileceğini unutmayın. V-Ray’de bu tür nesneler şeffaf gölgelendiriciler olarak oluşturulur ve bu şekilde çok daha verimli bir şekilde işlenir.
Saydamlık #
Yarı saydam bir ortam, ışığın yalnızca bir kısmının doğrudan geçmesine izin verir. Geçen ışık ışınları dağılır ve nesnenin içinde birden çok kez yansıyarak zayıflar ve sonunda dışarı çıkar. Yarı saydam nesnelerden bulanık, net olmayan görüntüler görürsünüz.
Heterojen yarı saydam bir ortamda IOR (İnteraktif Oryantasyon) değişebilir. Bu, ışığın nasıl hareket ettiğini etkiler: IOR kademeli olarak değiştiğinde ışık kırılır, ancak IOR aniden değiştiğinde saçılır. Farklı yönlerdeki saçılma genellikle düzensizdir ve sıklıkla ileri veya geri saçılmaya veya belirli yönlerde “zirveler” içeren karmaşık dağılımlara neden olur.
Genel olarak, çoğu ortam bir dereceye kadar ışığı hem dağıtır hem de emer; bu da görüntüyü etkiler.
V-Ray, yarı saydam nesneleri yeniden oluşturmak için çok sayıda yöntem sunar: ana VRayMtl’nin belirli parametrelerini kontrol etmekten, özel olarak tasarlanmış malzemeleri ve malzeme ve doku kombinasyonlarını kullanmaya kadar. Daha fazla bilgi için aşağıdaki örneklere bakın .
Saydam nesnelere örnekler: kağıt, süt, yeşim taşı, mermer.
Sabun Köpükleri
Sabun köpükleri, hafif bir renk tonuyla birlikte saydam görünebilir. Bu etki, çok yönlü VRayMtl’nin İnce Film seçeneklerinin yanı sıra Yansıma , Kırılma ve Dağılım parametre grupları kontrol edilerek elde edilir.
V-Ray ayrıca sabun köpüğü için hazır ön ayarlar da sunmaktadır.
Şeffaf sabun köpükleri oluşturma hakkında daha fazla bilgi için Yanardöner yüzeyler eğitimine bakın .
Örnek: Hem saydam hem de yarı saydam olabilen nesneler. #
Saf cam
Saf cam saydamdır, ışığın içinden geçmesine izin verir. Bu etki, VRayMtl’nin Kırılma ve Yansıma parametre grupları kullanılarak elde edilebilir.
Beyaz veya çok açık gri bir kırılma rengi, malzemeyi saydam hale getirir. Camın IOR değeri genellikle 1,5-1,6’dır. Daha gerçekçi bir cam görünümü için Yansıma ve Kırılma Parlaklığı parametreleri de ayarlanabilir.
Renkli cam
Renkli cam, şeffaf veya yarı saydam olabilir. Beyaz ve siyahtan farklı herhangi bir kırılma rengi, şeffaf cama bir renk tonu verir; örneğin, yeşil bir kırılma rengi yeşil bir ton verir. Bu tür cam, yeşil ışığın geçmesine izin verirken, yeşil olmayan dalga boylarını ağırlıklı olarak emer. V-Ray ayrıca, nihai amaç yarı saydam bir cam gölgeleyici yapmaksa, yarı saydamlık seviyesini kontrol eden bir dizi parametre de sunar.
Standart cam ve şeffaf renkli cam gölgelendiricileri nasıl oluşturacağınızı öğrenmek için Cam eğitimine bakın .
Saydamlık eğitimine bakarak saydam gölgelendiriciler oluşturmayı öğrenebilirsiniz.
Örnek: Yarı saydam gölgelendiriciler #
V-Ray ile yarı saydam gölgelendiriciler oluşturmanın birçok yolu vardır. Çok yönlü VRayMtl’yi kullanmak en basit ve yaygın yöntemdir. Bu malzeme, plastik, balmumu, mermer, deri, meyve suyu ve diğer yarı saydam sıvıların etkisini elde etmek için bir dizi yarı saydamlık seçeneği sunar. Bu seçenekler, ışık ışınlarının yüzey altı saçılımını kontrol eder. Yarı saydamlık seçenekleri, Yansıma ve Kırılma seçenekleriyle birlikte kullanılmalıdır.
Plastik
Daha önce de belirtildiği gibi, VRayMtl plastik oluşturmak için mükemmeldir. Bununla birlikte, VRayFastSSS2 malzemesi yardımıyla yarı saydam bir plastik görünümü elde etmek de mümkündür .
Daha fazla bilgi için Yarı Saydam Plastik eğitimine bakın .
Yaprak
Bakış açısına ve ışık açısına bağlı olarak, yapraklar ışığa farklı tepkiler verir. Arkadan aydınlatıldıklarında, ışığı dağıttıkları için saydam görünürler.
V-Ray’de bu etki, VRayMtl’nin İnce Duvarlı seçeneğini etkinleştirerek ve malzemenin saydamlık parametrelerini ayarlayarak kolayca elde edilebilir. Bununla birlikte, V-Ray , yaprakların saydamlığını simüle etmek için alternatif bir yol da sunar: VRay2SidedMtl’yi kullanarak ve Saydamlık özelliğini değiştirerek .
Her iki yaklaşım da kumaş perdeler, kağıt veya kağıt fenerler gibi diğer yarı saydam nesneleri yeniden oluşturmak için kullanışlıdır.
Yaprak gölgelendiricisi oluşturmayı öğrenmek için Yapraklar eğitimine bakın .
Deri
Cilt bir dereceye kadar saydamdır ve bu etki, kulaklar ve parmak uçları gibi insan vücudunun daha ince bölgelerinde açıkça gözlemlenebilir.
Bu etki, VRayAlSurface malzemesi yardımıyla elde edilebilir . Bu malzeme, yüzey altı saçılma seviyesinin daha hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
Parametreleri hakkında daha fazla bilgi için VRayAlSurface malzeme sayfasına bakın .
Referanslar #
İşte yarı saydamlık ve saydamlık karşılaştırmasına dair referansların bir listesi:
-
Adobe, Allegorithmic tarafından hazırlanan PBR Kılavuzu – Bölüm 1 :
Adobe Learn -
Vikipedi, Şeffaflık ve yarı saydamlık :
Şeffaflık ve yarı saydamlık – Vikipedi -
Naty Hoffman, Arka Plan: Gölgelendirmenin Fiziği ve Matematiği , 2013: https://blog.selfshadow.com/publications/s2013-shading-course/hoffman/s2013_pbs_physics_math_notes.pdf
