Maya分析衰減深度帖圖陰影

來源： 2345軟件大全 | 責(zé)任編輯：咕嚕嚕 | 發(fā)布時間： 2013-04-11 14:23 | 瀏覽量：

我們可以用使用深度帖圖陰影來模擬柔和的光線追蹤 (RayTracing) 的效果。

衰減 (ATTENUATED) 這個詞的含義是消減和柔化陰影 . 在以下的例子中 , 我們通過調(diào)整陰影的顏色來減弱陰影的亮度 . 我們這里所演示的技巧在某些場景中是十分有效的 . 他能極大的減少渲染時間 . 但是在某些場合慊故潛匭朧褂霉庀咦紛?. 例如當(dāng)光線通過使用了透明帖圖的物體或有顏色的透明表面時 , 就要必須使用光線追蹤 .( 但即使是后面兩種情況有時也可以用深度帖圖模擬光線追蹤 . 可以參考我翻譯的另一篇教程。

下面兩圖是左邊用光線追蹤右邊是衰減深度帖圖渲染 . 效果差不多但是光線追蹤的渲染時間要多 2.6 倍。

Section1：

打開場景 attenuatedDmapShadow.mb 這個場景包含一個椅子模型和一個加上了 attenuated dmap shadow 效果的聚光燈 , 其名稱為 dmapSoftShadow.

Section2：

在 Hypershade 窗口中的 light 選項卡下選擇 dmapSoftShadow, 并點擊 Show Upstream Connections 按鈕 . 便可以看到這個聚光燈的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 . 這個網(wǎng)絡(luò)是為了從最近點到最遠(yuǎn)點淡化陰影而設(shè)置的 . 它包含 3 個 Locators, 一個燈光信息節(jié)點以及一些能驅(qū)使兩個 Ramp textures 調(diào)整陰影的過濾尺寸和顏色屬性的數(shù)學(xué)節(jié)點 .

Section3：

Locator 的作用是在空間里標(biāo)定位置 . 第一個 Locator 的位置就是聚光燈的位置 , 他和聚光燈之間有 constrained 的聯(lián)系 . 另外兩個 Locator 分別在陰影的開始和結(jié)束的位置 .

Section4：

這 3 個 locators 與 2 個 Distance Between 節(jié)點連接 .Distance Between 節(jié)點是用來計算聚光燈和另外兩個 locator 的距離的.

Distance Between 節(jié)點輸出的是 3D 空間上兩點間的距離 . 是通過下面的公式計算的.

(x1,y1,z1) 和 (x2,y2,z2) 分別是兩個 locator 的坐標(biāo).

注意 : 必須用 MEL 命令來創(chuàng)建 Distance Between 節(jié)點 , 輸入 createNode distanceBetween; 命令 . 這個節(jié)點不會在 Hypershade 出現(xiàn) . 你必須在 Outliner 中用鼠標(biāo)中鍵把它拖到 Hypershade 中去.

Section5：

然后把聚光燈到兩個 locator 的距離連接到 plusMinusAverage Utility 節(jié)點上 . 并將此節(jié)點設(shè)為 Subtract 方式 . 這是一個將聚光燈到兩個 locator 的距離相減的工具 . 我們可以了解到兩個距離之差 ( 注意這里是遵循矢量加減法則 )

這個距離上的差值將決定兩個 Ramp texture 節(jié)點如何影響 dmap shadow 的 Filter Size 和 Shadow Color.

Section6：

為了確定聚光燈到某個點的距離 , 必須使用 Light Info Utility 節(jié)點 . 和 Sampler Info 節(jié)點相似 ,Light Info 節(jié)點與其他節(jié)點連接時能提供某個被渲染點的信息.

Light Info 與 Sampler Info 不同之處在于需要將一個燈光信息連接到 Light Info 上. 你會注意到在渲染網(wǎng)絡(luò)中 dmapSoftShadow 聚光燈的 worldMatrix[0] 屬性連接到了 Light Info 節(jié)點的 worldMatrix 屬性上. 它告訴了 Light Info 從場景中的什么地方計算輸出屬性 Sample Distance.

Sample Distance 是從聚光燈中心到某個被渲染點的距離.

注意:Light Info 節(jié)點在確定 Sample Distance 時十分有用.

Section7 和 section5 的方法類似 , 我們用另一個 plusMinusAverage 節(jié)點來確定 Sample Distance 和聚光燈到 startShadow locator 的距離差 . 為方便起見 , 這個差值命名為 sample point difference.

Section8：

上一步中得到的 sample point difference 是用來調(diào)整陰影的 . 如果這個值比較小 , 那么被渲染的點就離 startShadow locator 比較近 . 如果這個值比較大 , 那么被渲染的點就離 startShadow locator 比較遠(yuǎn).

但是這個 sample point difference 地值可以是從 0 到一個很大的數(shù) . 這個無限的范圍不太適合用于 Ramp 節(jié)點 .Ramp 節(jié)點適合于 0-1 的范圍 . 為了解決這個問題 , 需要使用一些數(shù)學(xué)手段來把這個距離差值轉(zhuǎn)化到 0-1 的范圍內(nèi).

我們把 Section5 中得到的聚光燈到 startShadow locator 和 endShadow locator 的距離之差稱為 total difference.

使用 Multiply Divid 節(jié)點 , 計算出 sample point difference 與 total difference 的比值 . 即 sample point difference 在 total difference 所占百分比 . 這樣就把 sample point difference 轉(zhuǎn)換到了 0-1 范圍內(nèi).

注意 : 對于位預(yù) startShadow locator 與聚光燈之間和 endShadow locator 之外的點的返回值將不在 0-1 之間 . 我們將在下一個節(jié)點 Clamp 中調(diào)整 . 因此 locator 的位置并不需要十分精確的位于陰影開始和結(jié)束的地方 . 我們可以以后在做調(diào)整.

Section9：

Clamp 節(jié)點能把輸入值限制在一定范圍內(nèi)輸出 .Multiply Divide 節(jié)點在被連接到 Ramp 節(jié)點的 vCoordinate 屬性之前 , 將通過先 Clamp 節(jié)點來限制范圍 .Clamp 的 Min 和 Max 分別設(shè)為 0 和 1. 這意味這從 Multiply Divide 節(jié)點過來的輸入值在 0-1 之間的保持不變 . 小于 0 的按 0 輸出 , 大于 1 的按 1 輸出.

注意 : 在 clamp 節(jié)點中只使用 x-channel. 這是因為距離這個屬性是單值的 . 當(dāng)輸入的是 3 值類型的數(shù)據(jù)時 ( 例如顏色的 RGB 值 ) 就要用到其他的 channel.

在這個渲染網(wǎng)絡(luò)中 ,clamp 節(jié)點的輸出值將連接到 Ramp 節(jié)點的 vCoordinate 屬性上 .0 表示 vCoordinate 在底部 .1 表示 vCoordinate 在頂部 .

我們可以通過調(diào)整 ramp 的位置和數(shù)值來控制輸出 . 最后 ramp 將連接到聚光燈的 Filter Size 和 Shadow Color 屬性上 . 注意 : 如果輸入的數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過 clamp 節(jié)點 , 在 0-1 范圍之外的數(shù)據(jù)將重復(fù) coordinate 的值 . 會導(dǎo)致一些不可預(yù)料的結(jié)果 .( 如下圖 )

Section10：

最終將用 2 個 ramp 節(jié)點來控制 dmap shadow 的 Filter Size 和 the Shadow Color 屬性.

Filter Size 將影響 dmap shadow 的柔化和模糊效果 . 本例中它被 blurInterpolationRamp 節(jié)點控制 . 這個節(jié)點有兩個 color entries. 在底部設(shè)為 2, 在頂部設(shè)為 32.

這意味著 Filter Size 的最小值為 2, 這個值用于渲染離 startShadow locator 最近的點 . 而最大值 32 將用于渲染離 endShadow locator 最近的點 . 這能給 dmap shadow 產(chǎn)生柔化的衰減效果 .

下圖是將 Filter Size 設(shè)為 1 和不設(shè)置的比較 .

為了加強(qiáng)最終效果 , 我們把另一個 ramp 節(jié)點連接到 Shadow Color 屬性上 . 這個 ramp 的兩個 color entries 的值分別設(shè)為 0.5 和 -0.5. -0.5 將 startShadow locator 附近的陰影變暗 . 而 0.5 使 endShadow locator 附近的陰影變亮和透明 .