4/Роль освещения и постобработки в визуальном стиле
Эта глава посвящена завершающему этапу формирования визуального образа проекта — работе с глобальными параметрами, которые объединяют все локальные эффекты в единую, стилистически цельную картину. На данном этапе финальные художественные решения принимаются с помощью инструментов освещения и постобработки, задающих общую атмосферу, настроение и цветовой тон сцены.
Художественные и технические принципы финальной стилизации
В финальной стилизации сцены ключевой задачей становится переход от управления отдельными материалами к контролю всей композиции и атмосферы. Для этого необходимо использовать как художественные принципы, так и технические методы, объединяя все элементы в единый образ. Современные стилизованные проекты часто используют гибридный подход, сочетающий базовые принципы реалистичного рендеринга с намеренным художественным искажением. В то время как физически корректные материалы используются для придания объектам достоверного объёма и реалистичности микротекстуры на освещенных участках, ключевые стилистические эффекты достигаются за счет кастомных моделей освещения, которые вручную управляют формой и цветом тени. Такой гибрид позволяет подстроить визуальный эффект под конкретную художественную задачу — работать не только над достоверностью, но и над выразительностью сцены.
Взаимодействие общего и локального освещения критически важно. Системы расчета вторичного света отвечают за реалистичную интеграцию объектов, имитируя переотражение света и обеспечивая правильные переливы между персонажем и окружением. Вторичный свет не просто освещает сцену; он передает цветовой след (или взаимное окрашивание), когда, например, красный пол окрашивает нижнюю часть стоящего на нем объекта в красный оттенок. Без этого эффекта стилизованные объекты выглядят изолированными и не являются частью единого мира. Для обеспечения художественного контроля в стилизованных сценах часто используются методы предварительного расчета света (Light Baking) или же динамические системы освещения, такие как Lumen, где художник может настроить интенсивность и цвет непрямого света, чтобы придать теням нужный оттенок, например, ярко-синий или пурпурный, избегая при этом «грязных» серых тонов.
Одновременно с этим, локальная стилизация достигается с помощью текстурных карт — ручной прорисовки теней и добавления Ambient Occlusion прямо на карте Base Color. Этот приём, унаследованный от техник Hand-Painted, создает иллюзию ручного рисунка и гарантирует, что стилизованный объект не выпадает из общей композиции. На текстуре могут быть прописаны дополнительные детали стиля: паттерны, точки, штриховка в тенях, которые будут видны вне зависимости от динамического освещения. Таким образом, стилизация закрепляется на двух уровнях: локально (в текстуре) и глобально (в шейдере).
В стилизованной графике свет перестает быть просто физическим процессом и становится активным художественным элементом, управляющим вниманием зрителя. Направленный свет (Directional Light) используется для создания чётких, стилизованных теней и ключевых акцентов, которые выделяют объёмы объекта, а контровой свет (Rim Light) очерчивает его силуэт. Этот метод, известный как трехточечное освещение (как уже упоминалось ранее), обеспечивает максимальный контроль над формой и силуэтом объекта.
При этом в художественных целях активно используется принцип контраста «Тепло/Холод»: тёплый, жёлтый свет солнца контрастирует с холодным, синим оттенком тени. Это не просто цветовая схема, это проверенный временем художественный приём, который усиливает ощущение глубины и драмы. Теплые оттенки света психологически связываются с комфортом и фокусом, тогда как холодные оттенки в тенях создают ощущение пространства и удаленности.
Свет и тень также используются для управления эмоциональной структурой сцены. Использование низкого ключа (преобладание глубоких теней, драматизм, тайна) или высокого ключа (преобладание света, лёгкость, открытость) задаёт ритм и подчёркивает выразительные детали. Такое управление драматургией света и тени создает финальное художественное настроение и обеспечивает стилистическую целостность произведения. Художник по свету работает как оператор, используя свет для нарративного акцента.
Постобработка является финальным эффектом, не влияющим на исходный рендер, который накладывается на весь кадр для установления окончательного тона и атмосферы. Она является ключевым техническим методом для обеспечения стилистической согласованности и финального доведения образа.
Главным инструментом постобработки является Look-Up Table (LUT). Она представляет собой трёхмерную таблицу преобразования цветов, которая позволяет художнику задать глобальную, нелинейную цветовую трансформацию всего изображения. LUT гарантирует, что каждый цвет RGB (красный, зелёный, синий) на входе преобразуется в уникальный, заранее определённый цвет на выходе, обеспечивая единую палитру сцены. Это критически важно для стилизации, так как LUT может быть настроен, например, на:
- Создание чистых теней: изменение насыщенности и оттенка теневых участков для достижения ярких и чистых теней, исключая «грязные» серые оттенки, которые возникают при стандартном смешивании цветов.
- Эмуляцию плёнки: применение уникальной кривой контраста и насыщенности, характерной для конкретных типов плёнки или кинематографических профилей.
- Сплит-тонирование: глобальное окрашивание светов в один тон и теней — в другой.
Использование LUT является технически эффективным, так как LUT применяется к конечному кадру после всех расчетов освещения, выступая как единый, согласующий фильтр.
Дополнительные эффекты постобработки усиливают атмосферу и кинематографичность:
- Bloom (Свечение): Имитирует рассеивание света вокруг ярких источников, делая их визуально более интенсивными и акцентируя световую драматургию. Это придает изображению сочность и поддерживает высококонтрастный стилизованный образ.
- Виньетка: Мягкое затемнение по краям кадра, которое используется не только для имитации оптического дефекта линзы, но и для композиционного направления внимания зрителя к центральной части сцены.
- Аналоговые Артефакты: Субтильное применение плёночного зерна или хроматической аберрации нарушает идеальную цифровую чистоту изображения. Эти эффекты придают сцене текстуру и кинематографический или «аналоговый» характер, повышая ее художественную выразительность.
- Экспозиция и Тонмаппинг: Постобработка позволяет настроить общую экспозицию сцены, что является финальной тонкой настройкой яркости и контраста. Это гарантирует, что стилизованные тени, заданные шейдерами, будут видны с правильной глубиной и яркостью, завершая стилистическое единство всего проекта.
Контроль над этими глобальными параметрами обеспечивает, что все локальные стилистические решения работают в рамках единой, цельной художественной системы.
Эксперимент № 3: Создание Художественного Настроения при помощи освещения и постобработки
Целью данного эксперимента являлось наглядное подтверждение того, как глобальные настройки освещения и постобработки являются главными инструментами для создания эмоционального настроения сцены. В ходе эксперимента была использована единая, текстурированная 3D-сцена, к которой были применены две противоположные конфигурации стиля. На эту нейтральную основу были наложены две противоположные конфигурации света и цвета для демонстрации их влияния на атмосферу.
Профиль А: «Драматичное Настроение»
Этот стиль был создан, чтобы передать чувство напряжения, используя глубокие тени и сильные контрасты.
- Освещение:
- Ключевой свет: Был применён сильный, узкий источник холодного (синего) света, чтобы подчеркнуть минимальные детали.
- Заполняющий свет: Был почти полностью выключен, чтобы сохранить максимальную глубину теней.
- Контровой свет: Был добавлен яркий тёплый (желтый) свет, который очертил силуэты. Это создало резкий контраст и усилило драматический эффект.
- Постобработка:
- LUT: Был настроен на высокий контраст и снижение яркости средних тонов.
- Виньетка: Использовалась заметная темная виньетка, которая направляла внимание зрителя к центру кадра.
- Атмосферные эффекты: Все эффекты рассеивания (Bloom, Grain) были минимальными.
Профиль Б: «Легкое Настроение»
Этот стиль был создан для передачи ощущения открытости, спокойствия и воздушности, используя мягкий свет и светлые тона.
- Освещение:
- Ключевой свет: Был применён мягкий, рассеянный источник тёплого (светло-желтого) света.
- Заполняющий свет: Интенсивность была сильно увеличена, что сделало тени очень светлыми, оставляя их лишь как мягкие, светло-голубые градиенты.
- Тени: Глубокие черные участки были убраны.
- Постобработка:
- LUT (Цветокоррекция): Был применён профиль с низким контрастом и увеличенной общей яркостью.
- Bloom (Свечение): Был активирован с большим радиусом, создавая эффект мягкого ореола вокруг светлых объектов, что усиливает ощущение воздушности.
- Атмосферные эффекты: Пленочные эффекты (зерно, аберрация) были полностью удалены для сохранения чистоты.
Вывод по Эксперименту: Эксперимент показал, что атмосфера преимущественно зависит от света и постобработки. Сравнение Профиля А и Профиля Б подтвердило: атмосфера не контролируется базовыми материалами, а полностью зависит от глобальных параметров. Именно свет и постобработка являются главным рычагом, который задает итоговое настроение и художественный образ.
Финальная Конфигурация: Применение Параметров в Проекте «Шлейф»
Данный раздел посвящен практическому применению принципов, доказанных в Эксперименте № 3, для формирования уникального визуального стиля выпускной квалификационной работы «Шлейф». Настройки освещения и постобработки, представленные ниже, являются базовыми и будут адаптироваться под эмоциональные и композиционные требования каждой сцены.
Система освещения была построена на трехточечной схеме (ключевой, заполняющий и контровой свет). Выбор данной схемы обоснован необходимостью строгого контроля над тенями и объемами в стилизованной графике. Освещение неизменно следует ключевым принципам, упомянутым ранее: использование контраста «Тепло/Холод» для увеличения глубины кадра и настройка направленного света для активации стилизованных Ramp-шейдеров.
Базовая конфигурация Post-Process Volume, примененная к дневной сцене, представлена в таблице. Эти параметры были подобраны для обеспечения единства стиля и достижения требования технического мудборда об отсутствии «грязных» теней.
Следует отметить, что адаптивность является неотъемлемой частью процесса: для сцен, требующих особого эмоционального акцента, параметры будут корректироваться (например, Exposure будет изменен для перехода на низкий ключ, а Bloom — для акцента на искусственных источниках света).
Финальная конфигурация света и пост-эффектов, основанная на этих параметрах, успешно объединила все локальные материалы проекта «Шлейф» в единый, стилистически целостный визуальный образ.
Creating Hand-Painted Lemon Branch with Substance 3D & UE5 [Электронный ресурс] // 80 Level. — URL: https://80.lv/articles/creating-hand-painted-lemon-branch-with-substance-3d-ue5 (дата обращения: 18.11.2025).
Creating the Stylized Universe of Sony’s Spider-Man: Spider-Verse [Электронный ресурс] // Animation World Network. — URL: https://www.awn.com/animationworld/creating-stylized-universe-sonys-spider-man-spider-verse (дата обращения: 18.11.2025).
Creating a Spiderverse Shader Using Sketch & Toon [Электронный ресурс] // Eye Desyn. — URL: https://eyedesyn.com/tutorial_post/creating-a-spiderverse-shader-using-sketch-toon/ (дата обращения: 18.11.2025).
Cel Shading [Электронный ресурс] // Wikipedia. — URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Cel_shading (дата обращения: 18.11.2025).
Entergalactic (TV special) [Электронный ресурс] // Wikipedia. — URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Entergalactic_(TV_special (дата обращения: 18.11.2025).
Ultimate Guide to Mood Boards [Электронный ресурс] // Adobe Express. — URL: https://www.adobe.com/express/learn/blog/ultimate-guide-mood-boards (дата обращения: 18.11.2025).
Awesome Hand Painted Texture Tutorials [Электронный ресурс] // Reddit. — URL: https://www.reddit.com/r/Substance3D/comments/1of0hze/awesome_hand_painted_texture_tutorials/ (дата обращения: 18.11.2025).
Hardware Ray Tracing in Unreal Engine [Электронный ресурс] // Epic Games. — URL: https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/hardware-ray-tracing-in-unreal-engine (дата обращения: 18.11.2025).
History of Computer Graphics (HOCG) 1970 [Электронный ресурс] // Nielsevo. — URL: https://www.nielsevo.com/hocg/hocg_1970.htm (дата обращения: 18.11.2025).
Quick Start: Shader in Plugin [Электронный ресурс] // Unreal Engine Documentation. — URL: https://docs.unrealengine.com/4.27/en-US/ProgrammingAndScripting/Rendering/ShaderInPlugin/QuickStart (дата обращения: 18.11.2025).
Shading Course [Электронный ресурс] // Self Shadow. — URL: https://blog.selfshadow.com/publications/s2025-shading-course/ (дата обращения: 18.11.2025).
Toon Shading Models / Stylized Rendering Experiments [Электронный ресурс] // Unreal Engine Forums. — URL: https://forums.unrealengine.com/t/toon-shading-models-stylized-rendering-experiments/218895 (дата обращения: 18.11.2025).
Tutorial: Physically Based Cel Shading in Unreal Engine 5 [Электронный ресурс] // 80 Level. — URL: https://80.lv/articles/tutorial-physically-based-cel-shading-in-unreal-engine-5 (дата обращения: 18.11.2025).
UE5 Raytracing Guideline v5.4.pdf [Электронный ресурс] // Nvidia. — URL: https://dlss.download.nvidia.com/uebinarypackages/Documentation/UE5%2BRaytracing%2BGuideline%2Bv5.4.pdf (дата обращения: 18.11.2025).
Utah-history-analysis [Электронный ресурс]. — URL: https://www.sci.utah.edu/~nathang/utah-history/utah-history-analysis.pdf (дата обращения: 18.11.2025).
Видео-урок по Cel-Shading [Электронный ресурс]. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=gssuU-FTNJA (дата обращения: 18.11.2025).
Видео-урок по 3D-графике [Электронный ресурс]. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=lkHpoCveh4c (дата обращения: 18.11.2025).
Видео-урок по 3D-графике [Электронный ресурс]. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=ye2tYNSihNQ (дата обращения: 18.11.2025).
Видео-урок по 3D-графике [Электронный ресурс]. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=rQ0zJFgdqHE (дата обращения: 18.11.2025).
Видео-урок по созданию текстур [Электронный ресурс]. — URL: https://www.youtube.com/watch?v=8biEy1D30Bc (дата обращения: 18.11.2025).
Gouraud, H. Computer Display of Curved Surfaces [Электронный ресурс]. — URL: https://page.mi.fu-berlin.de/block/htw-lehre/wise2012_2013/bel_und_rend/skripte/gouraud1971.pdf (дата обращения: 18.11.2025).
GroundZer0. Breaking the Unreal Look: Implementing a Custom Cel Shading Model in Unreal Engine [Электронный ресурс] // Medium. — URL: https://medium.com/@GroundZer0/breaking-the-unreal-look-implementing-a-custom-cel-shading-model-in-unreal-engine-edf9892db110 (дата обращения: 18.11.2025).
How to Make a Mood Board [Электронный ресурс] // Reddit. — URL: https://www.reddit.com/r/IndustrialDesign/comments/1e9ti2s/how_to_make_a_mood_board/ (дата обращения: 18.11.2025).
Mastering Mood Boards in Graphic Design [Электронный ресурс] // Medium. — URL: https://medium.com/@digitalcreativedev.mj/mastering-mood-boards-in-graphic-design-58919b128923 (дата обращения: 18.11.2025).
Mood Board Examples [Электронный ресурс] // Maze. — URL: https://maze.co/blog/mood-board-examples/ (дата обращения: 18.11.2025).
Mood Board [Электронный ресурс] // Linearity. — URL: https://www.linearity.io/blog/mood-board/ (дата обращения: 18.11.2025).
-Agents of Mayhem- Physically Based Shading for a Stylized Look [Электронный ресурс] // GDC Vault. — URL: https://www.gdcvault.com/play/1024690/-Agents-of-Mayhem-Physically (дата обращения: 18.11.2025).
VOID MAIN [Электронный ресурс] // Fabb.cc. — URL: https://www.fabb.cc/publication/void-main (дата обращения: 18.11.2025).
History of Computer Graphics: University of Utah [Электронный ресурс] // Ohio State Pressbooks. — URL: https://ohiostate.pressbooks.pub/graphicshistory/chapter/4-3-university-of-utah/#footnote-116-3 (дата обращения: 18.11.2025).
История 3D-графики: от векторных линий до реалистичных рендеров [Электронный ресурс] // Skillbox Media. — URL: https://skillbox.ru/media/gamedev/istoriya-3dgrafiki-ot-vektornykh-liniy-do-realistichnykh-renderov/ (дата обращения: 18.11.2025).
Кадры из мультфильма «Человек-паук: Через вселенные» [Электронный ресурс] // Kinonews.ru. — URL: https://www.kinonews.ru/shots_95743_all/ (дата обращения: 18.11.2025).
Кадры/арты из мультсериала «Любовь, смерть и роботы» (Love, Death & Robots). — Изобразительный референс для живописной фактуры и стилизации.
Кадры из анимационного фильма «Человек-паук: Через вселенные» (Spider-Man: Into the Spider-Verse). — Изобразительный референс для паттернов, растра и штриховки.
Иллюстрация принципа контраста «Тепло/Холод» с объектом-прототипом (Собственноручно созданный материал).
Иллюстрация принципов трехточечного освещения с объектом-прототипом (Собственноручно созданный материал).
Референсные изображения для атмосферы и композиции (Офис детектива 50-х, Придорожное кафе 50-х) (Приложенные пользователем материалы).
Рендер пригорода Америки 50-х годов в живописном 3D-стиле (Собственноручно созданный материал).
Стилизованный рендер объектов (сферы и конуса) с применением Cel-Shading (Собственноручно созданный материал).
Стилизованный рендер трех сфер с PBR-материалами и розовой штриховкой в тени на фоне циклорамы (Собственноручно созданный материал).
