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3DS MAX – Script „Cubic Shatter“ (Tutorial)

Mit dem Script „Cubic Shatter“ können beliebige Objekte in Würfel zerteilt werden. Um ein gutes Ergebnis zu erzielen sollten die Geometrien geschlossen sein.

CubicShatter shatter

Cubes Settings:

Square Cubes: es werden quadratische Würfel geschnitten, ansonsten kann Länge, Breite, Tiefe separat eingestellt werden.

Material ID: es können neue IDs für die Schnitte definiert werden

Map Channel:  ändert den Texturkanal der geschnittenen Fläche

Das Script von Jonathan Bäcker kann auf http://www.scriptspot.com oder http://www.github.com heruntergeladen werden.

(Text u. Grafik von Jonathan Bäcker) 

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3DS MAX – Script „Arch and Design Manager“ (Tutorial)

Mit dem „Arch and Design Manager“ lassen sich alle Arch & Design Materialien in einer Szene
auflisten und die wichtigsten Parameter können angepasst werden. Die Anzeige ist limitiert auf 90 Materialien, der Wert könnte allerdings im Script noch erhöht werden.

ArchAndDesignManager

Im obersten Reiter „Global Control“ können alle Materialien gleichzeitig angepasst werden und in den darunter aufgelistet Materialien können Parameter individuell eingestellt werden.

Die „Preset Funktion“ (oben rechts) ist mit Vorsicht zu verwenden. Es lassen sich damit zwar Preset erstellen, anhand dessen auch wieder auf die gespeicherten Einstellungen zurück gesetzt werden kann, das funktioniert allerdings nur so lange wie das Script Fenster nicht geschlossen wird. Schließt man den Manager gehen die Presets verloren.

Das Script von unserem Kollegen Jonathan Bäcker kann u.a. auf http://www.scriptspot.com oder http://www.github.com heruntergeladen werden.

(Text u. Grafik von Jonathan Bäcker)

Mental Ray – Rendern von Animationen mit Final Gather Force (Tutorial)

Da das Rendern von Animationen mit MR manchmal zu Problemen führt, hat unser Mitarbeiter Jonathan Bäcker zu diesem Thema ein informatives Tutorial zusammenstellt:

„Final Gather Force“ ist eine brute force Methode und eignet sich daher besonders gut für Animationen mit bewegten Objekten. Nachteil ist natürlich, dass die Renderzeiten hier höher sind als beim gewöhnlichen Final Gather, wo interpoliert wird. Um die Renderzeiten einigermaßen in Grenzen zu halten gilt folgendes zu beachten:

Lichtquellen: 

Je weniger Lichtquellen, desto besser. Falls Lichtquellen nötig sind, möglichst wenig Shadow Sample verwenden. „Final Gather Force“ ist am schnellsten mit dem Daylight System, keine Soft Shadows und Shadow Sample auf 1.

Final Gather Einstellungen:

Um den Force Modus verwenden zu können müssen die Interpolate Over Num. FG Points auf 0 gestellt werden.

Initial FG Point Density sollte sich auf FG Force nicht auswirken, können jedoch sicherheitshalber auf 0,5 gestellt werden.

Rays per FG Point steuern die FG Qualität, erhöhen jedoch auch die Renderzeit bei Erhöhung der Rays. Ein guter Anfangswert ist 3, für Außenszenen mit viel Begrünung sollte das ausreichend sein. Bei vielen glatten Flächen könnte ein Rauschen bemerkbar werden, fällt aber in der Bewegung nicht störend auf.

final gather force 01Unter einem Wert von 3 sollte nicht gegangen werden, da sonst die FG Rays nicht durch Glas hindurchgehen und es dahinter dann schwarz bleibt. Ist das Bild zu verrauscht, den Wert vorsichtig erhöhen. Auch hängt das stark von der Quality Einstellung des Unified Sampling ab.

Diffuse Bounces verhalten sich gleich wie im normalen Final Gather Modus. Bei Außenszenen kann hier 1 durchaus reichen, wird viel indirekte Beleuchtung gebraucht, kann der Wert auch erhöht werden, was natürlich auch wieder auf die Renderzeit geht.

-> Achtung: IBL kann das Bild etwas kontrastreicher machen, ist ein HDRI im Environment werden dadurch auch die Schatten deutlicher dargestellt. Allerdings geht dadurch die Renderzeit erheblich in die Höhe, wodurch es meist mehr Sinn macht es auszulassen.

Unified Sampling:

Das Unified Sampling wirkt sich stark auf die Qualität der Animation aus: niedrige Werte in der Quality führen zu flackern, rauschen im FG Force und griesseln in weichen Schatten und Reflektionen.final gather force 02Sind nicht allzu feine Strukturen in den Geometrie (z.B. Gras) kann eine Quality von 3 reichen. Recht sicher fährt man mit 4 – 5. Kommt Motion Blur noch in Spiel kann es auch 8 und mehr sein.

Geometrien und Materialien:

Wenn möglich, sollte auf jegliche Cutout Maps verzichtet werden. Lieber mehr Geometrien, was Mental Ray weniger ausmacht. Gerade Bäume können hier die Renderzeit explodieren lassen. Auch bei Gras ist zu überlegen, ob es wirklich Transparenz/Transluzenz  braucht – die Renderzeit kann sich hier verdreifachen, daher wirklich aufpassen!

(Text u. Grafik von Jonathan Bäcker)

Unified Sampling – Kurze Erklärung und Einführung (Tutorial)

Seit 3Ds Max 2014 ist standardmäßig das Unified Sampling als Sampler definiert. In vorherigen Versionen nutzte man die Sampling Einstellungen hauptsächlich für das „Anti Aliasing“ des Renderings*.

(* Auch bei der klassischen Sampling Methode wurden die verschiedenen Samples (Shadow, Reflection Glossy, etc.) beeinflusst, jedoch war hier die Verteilung nicht optimal. Stellt man sich einen Pixel im Rendering vor, wurden auf diesem per „Zufall“ Samples verteilt. Dabei entstehen in der Regel Grüppchen von Samples und zwischen den einzelnen Grüppchen gab es größere Lücken. Ergebnis draus ist Rauschen in weichen Schatten oder matten Reflektionen. Um diese Lücken zu vermeiden, mussten die Samples z.B. im Material oder der Lichtquelle erhöht werden, oder eben sie Minimum und Maximum Sample Werte in den Render Einstellungen. Beides führt natürlich zu höheren Renderzeiten.)

Je größer die Minimum – und Maximum Werte waren, desto weniger „Treppenbildung“ ist entstanden.

Das neue Unified Sampling wurde entwickelt um alle Sampling Typen im Rendering zu steuern, was das Einstellen verschiedener Sampling Typen stark vereinfacht und das Rendering beschleunigt. Im Besonderen sind die Einstellungen der folgenden Sample Typen relevant:

  • Shadow Sample bei Area Lights (mr Sky Portal, Photometric Light (mit eingestelltem Shape als Emitter), Sunlight, Skylight (wenn Skylight Illumination from IBL aktiviert ist)
  • Ambient Occlusion Sample
  • Reflection Glossy Sample
  • Refraction Glossy Sample

Zu beachten ist hier auch, dass man im Allgemeinen weniger Sample benötigt und dennoch oft ein besseres Ergebnis erzielt.

Das Unified Sampling geht hier intelligenter vor, es verteilt die Samples auf dem Pixel nur „scheinbar“ zufällig, was zur Folge hat das keine Grüppchenbildung entsteht und somit auch die größeren Lücken verschwinden.

Links sehen wir das alte Sampling Verfahren und Rechts das Sampling Verfahren welches beim Unified Sampling zum Einsatz kommt.

Im Rendering sind die Unterschiede in folgenden Bildern zu sehen:

Altes Sampling Verfahren: Minimum 1, Maximum 16

Unified Sampling: Quality 2; Minimum 1, Maximum 128

Bei beiden Renderings wurden gleiche Sampleeinstellungen im Material und Licht verwendet, nur das Samplingverfahren unterscheidet sich.

Erklärung der Parameter

Die nahezu komplette Problematik der einzelnen Einstellungsparametern einer 3D Szene, wird beim neuen Unified Sampling im Parameter „Quality“ zusammengeführt. Hierüber wird bestimmt wie stark das Anti Aliasing ist, wie fein der Ambient Occlusion Pass wird, wie rauschfrei weiche- Schatten, Reflektionen und Refraktionen werden. Das ganze geschieht nicht nur in den Raumdimensionen, welches auch die Tiefenschärfe (Depth of Field) beinhaltet, sondern auch die zeitliche Dimension (Motion Blur).

Gerade auch Depth of Field und Motion Blur profitieren vom neuen Samplingverfahren. Mit ein wenig zeitlichen Mehraufwand lassen sich diese Effekte nun auch gut Rendern.

Wird der Wert „Quality“ erhöht bewirkt das, dass mehr Samples an den Stellen konzentriert werden, an denen die meisten Fehler auftauchen. Solche Fehler können z.B. sein, dass bei einem weichen Schatten dort ein Gerieseln entsteht (Noise/Rauschen) wo der Schatten ins Licht ausläuft.

Obiges Bild veranschaulicht an welchen Stellen der Quality Parameter des Unified Sampling, Samples mehr bündelt und an welchen weniger.

Mit der Minimum und Maximum Einstellung lässt sich festlegen wie viel Samples pro Pixel bei der Kalkulation verwendet werden dürfen.

Über den Filter ‚Type‘ lässt sich festlegen wie das Anti Aliasing gefiltert werden soll. Empfohlen wird hier Triangle oder Gauss (Gauss ist etwas weicher). Mitchell und Laczos schärfen zwar das Rendering mehr, jedoch heben sie auch mehr das Rauschen hervor. Daher lieber auf die beiden letzten verzichten.

Der „Noise Threshold“ legt einen Grenzwert fest, bis zu welchem Grad Fehler in der Kalkulation berücksichtigt werden. Ist dieser Grenzwert erreicht, werden keine zusätzlichen Samples mehr für die Berechnung hinzugenommen.

Dieser Parameter ist sehr empfindlich und sollte nur minimal verändert werden. Ca. zwischen 0,00 und 0,05. Wobei bei höherem Wert mit mehr Rauschen zu rechnen ist und bei kleineren Werten mit weniger Rauschen. 0.00 bedeutet nicht, dass kein Rauschen mehr vorhanden sein wird, es wird nur die maximale Fehlerberücksichtigung, welche über die Qualität festgelegt wurde, zugelassen.

Empfohlene Sampling Einstellung

Qualität kann für Preview Renderings zwischen 0,1 und 0,25 eingestellt werden. Finale Renderings können schon mit 0,75 auskommen, empfohlen wird jedoch eher 1,0 bis 2,0. Hat die Szene sehr weiche Schatten und/oder weiche Reflektionen/Refraktionen, kann durchaus auch ein höherer Wert, z.B. 4,0, angebracht sein. Bei Depth of Field und Motion Blur empfehlen sich Werte ab 4,0 bis ca. 8,0

Flächige Lichtquellen, die weiche Schatten produzieren, können ein auf ein Schatten Sampling 4 bis 8 eingestellt werden. Werden wenig Lichtquellen verwendet und ist der Schatten extrem weich können es auch mal 16 Sample sein. Werden viele Lichtquellen verwendet, ab ca. 8-10, können die Samples auch mal runter auf 2 gestellt werden.

Glossy Reflection/Refraction Sample hängen von der „Glossiness“ ab. Beim Arch & Design könnten Richtwerte wie folgen ausschauen:

0,8 und höher 2 Sample
0,6 – 0,8 4 Sample
0,4 – 0,6 8 Sample
Unter 0,3 vielleicht auch mal 12 bzw. 16 Sample (Bei geringen Quality Einstellungen)

Werden hohe Quality Einstellungen verwendet, 4,0 und höher, können Samples im Material und Lichtquellen noch weiter runter gestellt werden.

Brute-Force-Methode

Es gibt auch noch eine Methode in der man komplett auf das Unified Sampling setzt, hier werden alle Sampling Arten in Materialien und Lichquellen usw. auf 1 Sample gestellt.

Anschließend wird ausschließlich über den Quality Parameter des Unified Samplings die Qualität bestimmt. Allerdings kann dann wohl meisten erst ab einer Quality von 4,0 mit guten Ergebnissen gerechnet werden.

(Text und Illustration von Jonathan Bäcker)