Blender Dokumentation: Raytracing-Schatten

Diese Seite bezieht sich auf Blender v2.46

Harte Schatten

Abbildung 2: Lamp Lampe ohne Schatten. Das Licht scheint durch Wände und durch Objekte. Um die von der Lampe abgewandten Gebiete etwas zu erhellen, ist Ambient Occlusion eingeschaltet.

Ist der Schattenwurf nicht eingeschaltet, erzeugt das einen seltsamen Effekt: alle Lampen scheinen mühelos durch Wände hindurch. Nur die Rückseite von Objekten ist nicht beleuchtet. Mit dieser Einstellung können Sie Räume "innen" beleuchten, obwohl sich die Lampe außerhalb des Gebäudes befindet.

Abbildung 3: Lamp Lampe mit Schatten.

Schaltet man nun den Ray Shadow ein, scheinen die Lichtstrahlen nicht mehr durch die Objekte hindurch. Es entstehen Gebiete, die nicht beleuchtet werden - also Schatten. Das Hemi Licht kann auch mit Raytracing keinen Schatten erzeugen, schließlich beleuchtet es ja das Objekt von allen Seiten, und kann deshalb auch keinen Schatten werfen.

Die Schatten aller Lampen haben zunächst einmal scharfe Ränder. Die Richtung des Schatten kann durch Rotation der Lampe eingestellt werden. Auch der Spot erzeugt mit dem Raytracing Schatten scharfe Schattenränder, der Rand des Lichtkegels kann natürlich wieder mit einem weichen Verlauf gestaltet werden.

Weiche Schatten

Abbildung 1: Die Parameter für die Schattenberechnung

Die Lampentypen Lamp, Spot, Area und Sun erzeugen weiche Raytracing-Schatten. Die Area-Lampe arbeitet zwar nach dem gleichen Prinzip, verfügt aber über andere Button. Lesen Sie bitte dafür bei Area-Lamp weiter.

Abbildung 1: Die Parameter für die Schattenberechnung

Der technische Hintergrund für die Berechnung weicher Raytracingschatten liegt in einem Kunstgriff. Da die Lampen eigentlich Punktquellen darstellen, wird eine Kugeloberfläche simuliert, auf der mehrere Lampen verteilt sind. Jede dieser "Lampen" wirft nun einen eigenen Schatten. Diese werden miteinander interpoliert. Die Größe der Kugel wird mit Size  2  angegeben, die Menge der fiktiven Lampen mit Sample  3 . Der Unterschied zwischen der Area-Lamp und den anderen besteht nun darin, dass bei dieser die Samples auf eine viereckige Fläche, ansonsten aber auf eine Kugeloberfläche verteilt werden. Bei allen Lampen wird der Samplewert zum Quadrat genommen. Die Einstellung drei bedeutet also, dass 3 x 3 = 9 fiktive Lampen verteilt werden und die Belastung des Rechners steigt quadratisch an (!).

Die Schattenberechnung eingrenzen

Bei dieser Funktion sind zwei "Stellschrauben" eingebaut worden, um die Schattenberechnung einzugrenzen und unnötige Berechnungen zu vermeiden.

• Schatten werden nur im direkten Einflussbereich der Lampen berechnet. Bei den Spots ist diese Zone gekennzeichnet durch den Lichtkegel verbunden mit den Dist-Werten, ansonsten durch die Einstellung Sphere verbunden mit Dist. Ohne diese Einschränkungen ist die Berechnung der Schatten z.B. bei Lamp und Sun sehr aufwändig.
• Mit dem Regler Threshold wird angegeben, ab welcher Helligkeit ein Bildpunkt als beschattet bzw. unbeschattet angesehen werden soll. Fällt er unter den Grenzwert, stoppt die Schattenberechnung an dieser Stelle. Höhere Grenzwerte entlasten den Rechner, können aber auch ungenaue Ergebnisse verursachen.

QMC

Abbildung 2: Die zufällige Verteilung der Strahlen des Renderers

Ein Raytracing-Renderer arbeitet dadurch, das er Strahlen zufällig in die Szene aussendet und aus den Ergebnissen Mittelwerte berechnet. Benutzt man allerdings eine Methode, die vollständig auf einer zufälligen Verteilung beruht, kann es passieren, dass sich Areale herausbilden, die stärker oder auch schwächer von den Strahlen erfasst werden. Dadurch entstehen bisweilen "Gebiete mit einer Unterversorgung an Strahlen", was sich direkt in der Qualitiät der Bilder durch Rauschen bemerkbar macht.( siehe Abb.2 Monte Carlo). Deswegen sind zwei neue Verteilungen hinzugefügt worden. Die Hammersley-Sequence Methode verteilt die Strahlen nach einem regelmäßigen Muster, die Halton-Sequence Methode nur noch "eingeschränkt zufällig". Welche der beiden Methoden in der konkreten Szene bessere Ergebnisse erzielt, muss ausprobiert werden.

Tipps und Tricks

• Schatten dunkler machen: Sie erhalten dunklere Schatten, wenn Sie die Schatten werfende Lampe duplizieren und die Lampenkopien auf Ray Shadow und Only Shadow stellen.
• Strukturierte Schatten: Benutzen Sie Alpha-Texturen, die Graustufeninformationen enthalten. Oder benutzen Sie einen großen Alpha und einen großen Fresnel bzw. Fac Wert, wenn ihr Objekt interessante Strukturen hat, die Sie in den Schatten abbilden wollen.

  

  Abbildung 10: Ein Schattenbild mit Transparenz.

• Nur den Schatten rendern: Löschen Sie den Welthintergrund, und stellen Sie das Material des Schatten werfenden und des Schatten empfangenden Objektes auf Shadow Only. Stellen Sie in den Render Buttons im Format Panel RGBA ein, und wählen Sie ein Ausgabeformat das Alpha-Informationen speichert (z.B. PNG oder TGA). Wenn Sie das Bild jetzt rendern, sehen Sie zwar nur schwarz, aber nach dem Speichern ...

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Release Log zu 2.37a
Transparent Filtering
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