Обычный пример рефрактивной каустики – эффект прошедших через стакан с жидкостью солнечных лучей, переломленых и падающих на близлежащие поверхности, как показано на приведенной ниже фотографии.

В этом уроке мы попробуем воспроизвести этот эффект при помощи mental ray.

Мental ray моделирует рефрактивную (преломляющую) каустику, испуская "фотоны" от источника освещения, преломляя фотоны через один или более объектов, и затем рисуя блики на поверхностях, на которые свет падает. Этот эффект подпадает под общую категорию косвенного освещения, которое также включает рефлексивную каустику и глобальное освещение (освещение типа radiosity).

Для визуализации рефлексивной каустики мы должны использовать по крайней мере один объект с материалом, который содержит преломляющую карту (типа Raytrace) в слоте Refraction свитка Maps редактора материалов. Мы также должны заставить преломляющий объект производить каустику. В этой обучающей программе мы загрузим сцену, содержащую бокал с жидкостью, и сделаем так, чтобы он переломлял проходящий через него свет. Затем поэкспериментируем с различными параметрами настройки, связанными с рефрактивной каустикой. Для этого занятия необходимы знания, полученные нами при изучении Creating Refraction и Creating Reflective Caustics.

Итак, для начала загрузим сцену refractive_caustics.max, которая должна находиться в папке \tutorials\mental_ray вашего 3ds max 6. Обладатели трехдисковой версии могут найти эту сцену на Tutorial And Sample Files CD (3-й диск). Эта сцена уже выполняет несколько требований для преломляющей каустики. Объекты Glass и Liquid содержат преломляющие материалы, источник освещения является источником фотонов и все объекты установлены, по умолчанию, для получения каустики. При желании можно сделать подобную сцену самому

Примечание от переводчика: Загрузив рекомендуемую сцену и начав переводить этот урок, попутно совершая все действия, я заметил, что результат моих рендерингов не совсем соответствует картинке из хэлпа, хотя я повторял все действия очень точно и мои системные единицы соответствовали системным единицам файла.Поэтому рядом со своими картинками я решил помещать картинки из хэлпа.

Загрузив сцену, сделаем первый пробный рендер. Рендерер заблокирован для вида из Camera01 и использует mental ray. Никакой каустики мы не увидим, так как она еще не включена.

Сцена, отрендеренная без каустики (из максовского хэлпа)

Сцена, отрендеренная без каустики (так получилось у меня, файл скачан с дискритовского сайта, настройки не менял)

Лирическое отступление: эту же сцену я попробовал отрендерить сканлайном, не меняя никаких параметров и посмотрел время и результат. Комп: Аthlon ХР 1800+; RAM 512 DDR 400 Hz; HDD Maxtor 60 Gb 7200 rpm; Leadtek GeForce 3 Ti 500 64Mb.

Однако, вернемся к нашему уроку.

Если сейчас попробовать включить каустику (Render Scene > Indirect Illumination > Caustics > Enable), то программа выдаст предупреждение:

Это говорит о том, что в сцене отсутствуют генераторы каустики, рендеринг существенно замедлится, потому что рендерер не может выполнить поставленное условие. Если нажать ОК, рендерер отключит каустику, чтобы избежать ненужных вычислений, и продолжит визуализацию. Если нажать Cancel, можно назначить объекты, генерирующие каустику, для последующего рендеринга.

Теперь пора заставить объекты генерировать каустику. Выбираем объект Glass, кликом правой кнопки мыши вызываем quad menu, выбираем Properties. В окне Properties выбираем вкладку mental ray и ставим галочку возле Generate Caustics. Такие же действия повторим для объекта Liquid, изображающего напиток. Затем выберем объект Walls2 и в его свойствах проверим, включена ли опция Receive Caustics. По умолчанию, опция Receive Caustics включена для всех объектов.

Но этого еще недостаточно. Чтобы получить хороший результат, необходимо достаточное количество световой энергии. Сейчас мы этим и займемся. В уроке про рефлексивную каустику мы использовали множитель (multiplier) осветителя для увеличения световой энергии, чтобы производилось косвенное освещение (каустика в том числе). Заданная по умолчанию энергия = 50 000, при увеличении множителя осветителя, например, до 30, световая энергия увеличится до 1 500 000.

Эта сцена сравнительно небольшая, поэтому нам не потребуется большое количество энергии, но все же побольше, чем 50 000, заданные по умолчанию. А поскольку здесь у нас два осветителя, имеет смысл корректировать энергию глобально, используя диалог Render Scene

Идем Render Scene > Indirect Illumination > Global Light Properties и увеличиваем значение Energy до 400 000 (четыреста тысяч). Затем в Indirect Illumination > Caustics включим каустику, поставив галочку возле Enable, и рендерим сцену.

Здесь получилась картинка, отрендереная с радиусом фотонов, заданным по умолчанию, т.е. 1/100 максимального радиуса сцены. В примере с плавательным бассейном заданный по умолчанию радиус привел к посредственным результатам. С этой сценой результат еще хуже. Поэтому в следующем шаге мы более близко посмотрим на распределение фотонов.

В группе Caustics включим Radius. Заданный по умолчанию радиус фотона равен 1.0. Посмотрим, как это выглядит.

Мы видим, что заданное по умолчанию значение явно мало, но принимая во внимание небольшие размеры сцены, не будем слишком увеличивать радиус фотона. Выставим его =2,5.

Теперь фотоны смешиваются несколько лучше, но эффект довольно нечеток. Попробуем заменить фильтр (Render Scene > Indirect Illumination > Caustics > Filter) Box на Cone.

Фотоны смешаны лучше и кажутся в результате немного более яркими. Но для рефрактивной каустики, есть еще одна фишечка, которая нам поможет улучшить результат. Идем сюда: Render Scene > Indirect Illumination > Global Light Properties > Caustic Photons, увеличиваем количество каустических фотонов до 50 000 и рендерим

Сцена рендерится дольше, но качество каустики улучшилось. Рефлексивная каустика рассеивает фотоны, таким образом увеличивая их количество, что часто портит эффект, вместо того чтобы его улучшить. Рефрактивная каустика фокусирует большинство фотонов, поэтому увеличение числа фотонов часто улучшает эффект

На этом закончим наше знакомство с рефрактивной каустикой. Теперь можно обратиться и к глобальному освещению.