Final Gather — упрощенный алгоритм расчета непрямого освещения, заключается в том, что из каждой точки столкновения фотона с поверхностью в случайном порядке испускаются лучи, которые пересекаются с соседними объектами сцены (но только один раз). В следствии этого FG, дает упрощенный вид непрямой иллюминации, из-за однократного отражения света, но проходит намного быстрее полноценного GI, и дает вполне реальную картину. С включенным GI (FG+GI) алгоритм вычисления меняется и расчет происходит наиболее полно, насколько возможно в mental ray, но естественно, время….
Итак рассмотрим что можно добиться с помощью FG:
Для начала включим алгоритм FG – Rendering > Render… (F10) > Indirect Illumination > ставим галку на Enable FG
Основные настройки для настройки качества FG это шаг, с которым расставляются опорные точки для расчета вторичного освещения – параметр Initial FG Point Density — чем шаг меньше, тем картинка будет качественнее, и параметр Rays per FG Point, это количество лучей испускаемых из одной точки, чем больше тем лучше.
Разработчики MR, сделали несколько готовых профилей, которые можно выбрать из выпадающего списка «Preset», выбрать можно от Draft (низкое качество, быстрый рендер), для просмотра сцен в процессе создания, и до вери хай – для финальных просчетов.
Начнем тестирование FG с интерьерной сцены.
Я сделал простейшую сцену, где изображена комната с окном и несколькими светильниками. Цвета стен, потолка и пола, специально серые – получилось мрачно, но так лучше будут видны эффекты освещения
Так выглядит комната без включенного FG, с временным источником света (после включения FG он будет удален)
Слева два светильника, которые не являются полноценными источниками света, но их материал представлен материалом mental ray, в качестве поверхности которого назначен шейдер Glow(lume):
цвет свечения (Glow) и диффузный (diffuse)– бледно желтый, материал поверхности представлен шейдером стекла (Glass(lume)) настройки которого оставлены по умолчанию. Яркость свечения (Brightness) тоже оставлена по умолчанию = 3.
Эти светильники будут выполнять роль неяркой, заполняющей подсветки помещения.
Справа два углубленных источника света типа mr Area Spot. – настройки по умолчанию, то есть не менялись, они будут освещать стеклянный и металлический шары.
Все материалы сцены (кроме описанных левых светильников) – материал типа Arch & Design, выбрав который, можно быстро получить настройки под конкретную поверхность из списка предопределенных:
стены из шершавого бетона (Rough Concrete), потолок из полированного бетона, пол – Glossy Plastic, окно – Glass(Thin Geom), с наложенной картой Checker на прозрачность.
В результате мы должны получить мрачную комнату, за окном ночь, слабая общая подсветка, и отдельно подсвеченные шары.
Нажимаем рендер:
результат явно неудовлетворительный – слишком слабое освещение. Можно увеличить значение Multiplier, источников света и Glow у левых светильников, но если увеличение интенсивности света источников еще допустимо, то увеличение величины Glow, приведет к «перекосам» освещения – области вокруг фонарей будут очень яркие, а пол останется черным.
Выход в настройке экспозиции
Идем в настройки окружения – Rendering – Environment (кнопка 
– раздел Exposure Control и выбираем тип экспозиции, я оставил логарифмический тип. Но разработчики Mental ray рекомендуют использование фотографического контроллера экспозиции, особенно при работе с фотометрическими источниками света.
теперь еще раз рендер:
уже лучше, но стал явнее виден шум на освещенных областях от левых светильников – это как раз эффект от задания заниженных настроек FG (выставлен профиль «Low»). Встает вопрос – каким образом рассчитать золотою середину между скоростью рендера и качеством. Естественно поставив Вери Хай, мы получим хорошее изображение, но результат будем ждать ооочень долго. В этом может помочь нам сам рендер, попросим его отобразить нам опорные точки FG:
заходим в закладку Processing (Rendering – Render…)
раздел «Diagnostics», ставим галку на Enable и и указываем что мы хотим посмотреть на FG:
еще раз рендер:
расстояние, между зелеными точками в освещенных областях, должно быть минимальным, это достигается уменьшением шага опорных точек, в идеале заполнение должно быть сплошным, после чего дальнейшие уменьшение шага, приведет только к увеличению времени просчета, с минимальным повышением качества. Иногда может возникнуть шум на удаленных от источника света поверхностях, тут поможет увеличение испускаемых лучей, без уменьшения шага. И не забываем о настройках семплирования, о которых я писал в самом начале.
Продолжим строит сцену:
Очень часто возникает необходимость изобразить какие-то испускающие свет объекты, со сложной геометрией – витрины, аквариумы, экраны телевизоров, которые тоже освещают сцену, но не стоит задача детальной проработки объекта, а просто его имитация текстурами. При этом возникают проблемы с их освещающими характеристиками – при сильной яркости темные объекты тоже начинают светиться, а убавляя яркость- светлые области недостаточно освещают окружающие предметы. Такая несправедливость, возникает из-за того, что 24-битное изображение не в состоянии хранить информацию об истинной интенсивности свечения каждого пикселя. Ситуацию исправит применение в качестве текстур HDRI карт.
Как наглядно представить ценность HDRI карт? – представите, что Вы сделали фото морского бело-песчанного пляжа против солнца. Загрузите фото в фотошоп и пипеткой посмотрите цвета пикселей на солнечном диске и белом песке, цвета пикселей на солнечном диске будут как правило #FFFFFF а цвет пикселей на белом песке либо такой же, либо чуть темнее. Теперь понизим яркость всего изображения, например на 50% — песок станет темнее, что в принципе правильно, а вот то, что солнечный диск потускнеет- это не порядок, Солнце у нас очень яркое. А вот если снимок сделать специальной камерой, которая может сохранять снимки в HDRI изображения , такого не получиться, солнечный диск останется ярким, как если бы мы просто понизили чувствительность фотокамеры.
Попробуем использовать HDRI карту в нашей сцене. Я не нашел готовой карты, которая бы изображала какой то светящийся объект, поэтому для проверки эффекта, просто в фотошопе сделал hdr файл с градиентной заливкой – посередине ярко-голубая линия, которая теряет яркость к краям. (самостоятельно изготовить hdr можно, выбрав в фотошопе 32 битный режим изображения).
Открываем в Максе полученную карту как обычную Bitmap, появляется диалог конвертирования изображения:
основное внимание нужно уделить варианту конвертирования в разделе «Internal Storage», по умолчанию Макс предлагает отбросить информацию о яркости и просто пометить яркие и темные места определенными цветами – режим 16 bit/chan, нас это не устроит, поэтому установим режим Real Pixels и нажмем Окей.
Выбранную карту я использовал для материала, подобного материалу светильников, на параметр glow, и применил его к параллелепипеду у дальней стены
Для сравнения два рендера:
первый — карта в режиме 16 bit:
из-за замены ярких участков белым цветом, освещение из ярких областей происходит практически белым светом
второй – реальный:
разница явно есть.
Используя фотошоп, можно из обычных фото делать приблизительный аналог hdr изображений, для этого необходимо перевести работу в 32 бит цвет, сделать копию изображения, увеличить на копии яркость с помощью гистограммы (яркость как таковую, там изменить невозможно) и наложить оба изображения с параметром Умножение (multiplier).
Вот сцена, где картинка телевизора получена именно таким способом:
скачать сцену для Макса 2008
на этой сцене присутствуют три фотометрических источника света, имитирующие лампы накаливания в 60 ватт.
Остановимся на них подробнее.
Фотометрические источники света нужны для имитации реальных источников света по их физическим параметрам, но необходимы некоторые условия
— использовать метрическую систему единиц измерения, при создании сцены
— соблюдать реальные размеры объектов на сцене
— должен быть включен алгоритм непрямого освещения FG или GI, а лучше оба
основные характеристики фотометрических источников это температура эмиттера, которая дает цвет потока света, и мощность источника света.
Поскольку мы привыкли мощность измерять в ваттах, а о температуре источника имеем только поверхностное представление, приведу табличку самых распространенных бытовых лампочек
