Strefa wiedzy – czyli krótko o wizualizacjach
Aby przybliżyć proces wizualizacji i wyjaśnić niektóre pojęcia, zapraszam do krótkiego kompendium wiedzy o wizualizacjach.
Proces wizualizacji można podzielić na 6 głównych etapów, choć zależnie od potrzeb często dochodzą jeszcze dodatkowe działania zależne od projektu.
6 Etapów wizualizacji
Zbieranie informacji oraz dokumentacji do projektu
Musimy wiedzieć co będzie przedmiotem lub tematem wizualizacji. Zbieramy potrzebne nam informacje i dokumentację by móc wykonać zadanie.
Im większa ilość informacji, tym większe prawdopodobieństwo, że wizualizacja będzie wykonana sprawniej. Wszystkie szkice, rysunki ewentualnie fotografie muszą dać nam ogólny obraz tematu. Drugą informacją jest do jakich potrzeb będzie użyta wizualizacja i ile ujęć jest potrzebnych. Czy to będzie użyte do publikacji drukowanej, czy tylko na stronę internetową, czy do spotu reklamowego.
Na tym etapie wstępnie obliczamy czas jaki jest nam potrzebny do wykonania zadania i następuje wycena całego projektu.
Modelowanie czyli tworzenie bryły (lub brył) przedmiotów w przestrzeni 3D
Jest to jeden z najważniejszych etapów. Z dobrym i dokładnym modelem 3D późniejsza wizualizacja ma większą szansę osiągnąć zamierzony efekt. Dobra siatka (mesh) i topologia obiektu pozwala lepiej i dokładniej zteksturować obiekt, przez co przedmiot będzie wyglądał lepiej. Tworzenia siatki 3D można zrobić za pomocą modelowania CAD typu NURBS, czy też modelowania wielokątnego (polymodeling) czyli tworzenia kształtów za pomocą wielu małych wielokątów. Modelowanie CAD bardziej się nadaje do złożonych kształtów geometrycznych, zwłaszcza urządzeń. Modelowanie polygonalne za to lepiej się sprawdza przy kształtach organicznych o dużych niepowtarzalnych krzywiznach. Łączenie obu typów pozwala w zasadzie wymodelować każdy obiekt, o dowolnym stopniu komplikacji strukturalnej.
Teksturowanie modeli i nakładanie materiałów
Czyli nakładanie umownej siatki geometrycznej na obiekt by móc nadać odpowiednie tekstury charakterystyczne dla materiałów, z którego składać ma się obiekt. Jest to o tyle ważne, że przy dobrym teksturowaniu przedmiot na wszystkich płaszczyznach i krzywiznach, ma jednolitą strukturę przez co materiał jest jednorodny i wiernie oddaje rzeczywistość. Dla każdego materiału trzeba dobrać odpowiednie tekstury, by były zgodne z założeniami projektu. Od jakości tekstur zależy jak bardzo realistycznie ma wyglądać obiekt naszej wizualizacji.
Kompozycja ujęcia i oświetlenie.
Tak jak w fotografii tak w wizualizacjach rządzą te same prawa. Dobre ujęcie czyli kompozycja i dobre oświetlenie to krok do pełnego sukcesu. Aby wydobyć jak najwięcej kształtu z płaskiego obrazka musimy nieco „oszukiwać” rzeczywistość, by podkreślić wrażenie trójwymiarowości. Do tego właśnie służy wirtualne oświetlenie przedmiotu. Zależnie od ustawienia światła, możemy uwypuklić szczególne cechy danego przedmiotu, pozwolić by przedmiot była jak najbardziej fotorealistyczny i wiarygodny. Oczywiście dobry kadr i ujęcie kamery, pozwala nam na osiągnięcie wysokich wrażeń estetycznych.
Wstępny rendering ujęć.
W tej fazie projektu przedstawiamy nasze wizualizacje w małych rozdzielczościach, by móc wprowadzić ostateczne korekty, czy to kompozycyjne czy kolorystyczne. Na tym etapie następuje weryfikacja poprzednich etapów, ostateczne poprawki i ostateczna akceptacja projektu przez klienta. Po akceptacji możemy przejść do ostatniego etapu wizualizacji.
Rendering i wizualizacja finalna
Tak naprawdę to są dwa etapy, etap renderingu i postprocessingu czyli obróbki danego ujęcia. Sam rendering w zasadzie jest to już czas przeliczania przez komputer wszystkich naszych wcześniejszych ustawień. Biorąc naszą geometrię obiektu, tekstury i materiały, przy naszym ujęciu i oświetleniu przetwarza to na nasze ujęcie (render). Przy bardzo skomplikowanych obiektach czy też wizualizacjach wnętrz, czas ten może osiągać nawet kilka godzin na dobrym specjalistycznym komputerze. Dlatego tak ważna jest optymalizacja wcześniejszych kroków by nasza praca była bardziej wydajna. Ostateczny render poddajemy obróbce w programach graficznych tak jak przy obróbce zdjęć. Ponieważ render z programu graficznego często jest zbyt perfekcyjny i wygląda sztucznie, trzeba dodać mu „duszy” i bardziej emocjonalnego przekazu. Postprocessing jest tym ostatnim szlifem, który nadaje unikatowość i bardziej „ludzki” charakter ujęciom.
Słowniczek niektórych terminów używanych przy wizualizacjach
faktura materiału - sposób jaki materiał reaguje na światło, czy jest gładki czy jest porowaty
głębia ostrości - tak jak w fotografii dla bardziej realnego ujęcia możemy zadać głębię ostrości na dany przedmiot przez co odcina sie od nieostrego tła
kompozycja - sposób by pokazać przedmiot (przedmioty) w jak najlepszym ujęciu
mapa bump - często używana mapa bitowa do stworzenia faktury materiału, jako że nie ma idealnie gładkich obiektów w rzeczywistości, użycie tej mapy dodaje na realizmu scenie
modelowanie 3D - budowanie struktury obiektu (siatki 3D) w przestrzeni trójwymiarowej
modelowanie CAD - modelowanie w programach technicznych za pomocą NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) w programach typu Solidworks, AutoCAD, Rhino, Solidedge
ogniskowa - tak jak w fotografii kąt obiektywu jakim jest obejmowany kadr (ujęcie)
oświetlenie hdr - oświetlenie sceny (przedmiotu) przy użyciu specjalnej mapy bitowej. Mapy te powstają przez nałożenie na siebie pojedynczych zdjęć z różnym natężeniem światła, co docelowo daję nam możliwość oświetlenie sceny jak w tradycyjnej fotografii, zachowując odbicia i kolory otoczenia
polymodeling - tworzenie siatki 3d przedmiotu za pomocą wielokątów (w programach typu 3D Max, Cinema, Houdini, Lightwave, Blender)
postprocessing - obróbka surowych renderów z programu 3D by nadać bardziej fotorealistyczny analogowy charakter i podkreślić potrzebne szczegóły
punkty zbiegu - linie równoległe w rzeczywistości na zdjęciu czy też renderze zbiegają sie w swoich 3 punktach perspektywicznych. W wizualizacjach architektury najczęście występują tylko 2 punkty zbiegu, bo linie pionowe są zachowane jako równoległe, dla lepszego efektu wizualnego
render - płaski obraz uzyskany z programu 3d
rozdzielczość dpi - rozdzielczość w punktach na cal, bardzo istotne przy materiałach drukowanych (zależnie od tego jakie sa to materiały czy broszura czy bilboard są zalecane różne rozdzielczości)
teksturowanie - nakładanie umownej siatki geometrycznej na poszczególne części przedmiotu, by móc nałożyć poprawnie tekstury i materiały
tekstury materiału - tekstury opisujące w jaki sposób reagują z oświetleniem, materiał może być metalem czy dialekterykiem, może być gładki lub porowaty, przezroczysty czy ewentualnie świecący