Il Radiosity in Lightwave 3d, parte 1: uno sguardo alla teoria
Mostreremo in questo tutorial alcune delle caratteristiche di rendering in radiosity presenti in Lightwave 3D dalla versione 6.0: le basi per il suo utilizzo e mostreremo anche come preparare velocemente scene semplici ma capaci di generare risultati molto realistici e d'effetto.
Indice dei contenuti
- Parte 1: Uno sguardo alla teoria
- Parte 2: Impostazione di una scena in Lightwave
- Parte 3: Errori di visualizzazione ed ottimizzazione del radiosity
- Parte 4: Qualche consiglio per migliorare i renderings
1. Radiosity: uno sguardo alla teoria
Cominciamo con lo spiegare cos'e' il radiosity e come funziona nei programmi di grafica. Il radiosity (radiosita' in italiano), e' un algoritmo di calcolo della luce realistica. Nella realta', un oggetto che viene "colpito" da un fascio di luce, ne assorbe una parte, mentre la restante viene riflessa (si potrebbe dire che parte del la luce "rimbalza" sull'oggetto), diffondendosi nel resto dell'ambiente illuminando altri oggetti per "luce riflessa". Questo e' il radiosity.
Questo concetto, in teoria molto semplice, e' pero' un algoritmo molto complesso che mette a dura prova il processore e fa aumentare esponenzialmente i tempi di calcolo. Restando sulla teoria, abbiamo detto che, in una prima iterazione, "parte" della luce che colpice un oggetto viene riflessa: questa parte di luce andra' a colpire un altro oggetto, venendo parzialmente assorbita e riflessa, generando un "rimbalzo" continuo finche' il fascio di luce, sempre meno intenso, non diverra' nullo. Ovviamente, il numero di iterazioni che saranno prodotte sara' strettamente dipendente dall'intensita' del fascio di luce originale.>
FIG.1 - Nei software 3d privi di radiosity il fascio di luce si ferma alla prima iterazione, lasciando "al buio" gli oggetti 2 e 3.
FIG. 2 - Per mezzo del calcolo radiosity, parte della luce rimbalza illuminando anche gli oggetti 2 e 3 con intensita' decrescente con il prolungarsi delle iterazioni.
Il radiosity da un paio di anni si e' largamente diffuso nei piu' importanti programmi di rendering 3D, dopo che per diverso tempo era stato implementato con successo dal solo Lightscape3D, programma che si interfaccia alle piu' diffuse applicazioni 3d per ottenere una resa fotorealistica grazie ad un controllo sulle fonti di illuminazione che teneva conto di un numero di paramentri elevatissimo.
Inoltre, esistono diversi algoritmi per implementare il radiosity nei software 3d. Il piu' famoso e' il metodo Montecarlo, che permette di calcolare iterazioni tra luce ed oggetti praticamente infiniti (tempi di calcolo permettendo!). Con la nuova versione 7.0, questo algoritmo e' stato implementato nel motore di rendering di Lightwave, ma anche il vecchio algoritmo (l' Interpolated) e' stato mantenuto dando la possibilita' di scegliere tra i due algoritmi. Ovviamente la scelta condiziona fortemente i tempi di calcolo.
L'algoritmo interpolated calcola una sola iterazione tra luce e oggetti. Percio' esso non rispetta fedelmente il comportamento della luce nel mondo reale, configurandosi tuttavia come il compromesso ideale tra qualita' e velocita'.
Se invece non abbiamo problemi di tempo, o disponiamo di un sistema hardware molto potente, possiamo provare a renderizzare la nostra scena con il metodo Montecarlo, che assicura una resa molto migliore.
FIG. 3 - Lightwave 3D 7.0:
Rendering senza radiosity.
La scena e' semplice: una "stanza" e 3 oggetti, quello rosso leggermente luminoso (30%). Tutti i materiali sono leggermente riflettenti.
Per l'illuminazione e' stata utilizzata un'unica luce spot con ombre shadow map.
FIG. 4 - Lightwave 3D 7.0
La stessa scena con l'opzione "Global Illumination / Radiosity -> Interpolated" attivata.
Tuttte le altre impostazioni sono state lasciate inalterate.
Possiamo osservare come la scena sia piu' "viva" e realistica e le ombre meno marcate. La scatola rossa illumina leggermente le aree circostanti.
Nel prossimo paragrafo vedremo come realizzare una semplice scena in cui inserire i nostri oggetti da renderizzare in radiosity.
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