IV. Экспериментальная часть и тестирование
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ИГРЫ И КИНЕМАТОГРАФ
Основными составляющими при создании ощущения подводного пространства являются каустика, дым (волюметрики, фог), а так же партиклы.
Хорошим примером подводного пространства в стиле графики 90-х годов является игра «Дельфин Экко: защитник будущего» 2000 г. Игра была разработана и выпущена SEGA и демонстрировала подводный мир с помощью уже известных затекстуренных плейнов в качестве водной поверхности, а так же каустики, тумана (фога) и небольшого количества партиклов.
«Дельфин Экко: защитник будущего». (SEGA)
В разных программах используют разные методы создания каустики, самые распространенные это Photon Tracing и Gobo.
— Photon Tracing.
Photon Tracing — это трассировка лучей. Этот метод работает через пропускание какого-либо света (виртуальных фотонов) в 3D пространстве через объект, заставляя свет преломляться или отражаться, имитируя реальные физические свойства взаимодействия света с предметом. Этот метод более точен, чем Gobo, однако его минус в том, что он затрачивает больше ресурсов и требует большей мощности от компьютера.
— Gobo-projection.
Gobo в свою очередь не заставляет компьютер просчитывать свойства материала, это технология проецирования какой-либо картинки на поверхность. То есть, Гобо или Гобо-проекция создаёт каустику благодаря текстурам. Этот метод визуально не сильно уступает трассировке фотонов, и требует от компьютера меньших мощностей.
Сравнение каустики Photon Tracer / Gobo
Анимация карты текстур для каустики.
«Майнкрафт» (Mojang Studios)
В уже упоминавшемся в прошлой главе фильме «Фантастические твари: Преступления Грин-де-Вальда» с помощью компьютерной графики добавлялись детали, такие как, например, партиклы пузырей, которые появлялись, когда герои открывали рот, при этом никакая симуляция флюидов не была задействована.
«Фантастические твари: Преступления Грин-де-Вальда» (реж. Дэвид Йейтс)
Волюметрики в «Аватар: Путь воды» (реж. Джеймс Кэмерон)
Партиклы и волюметрики. «Под водой» (реж. Уильям Юбэнк)
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Volumetric / Particles / Caustics
Как уже упоминалось в прошлых главах, очень часто, когда нужно воссоздать мутную подводную среду, используют дым. В случае CGI эту роль выполняют фоги и волюметрики. Их ещё называют volumetric fog, volumetric lighting. Они помогают распространять свет по всей поверхности шота, а не только на объектах. Иными словами волюметрики помогают свету рассеиваться, так же как это делает туман на природе или дым на площадке. Создавая такой характерный мутный, слегка размытый вид, с эффектом световых лучей и мягкой тени, волюметрики имитируют ощущение глубины, плотности и атмосферы.
В разных фильмах для рассеивания света использовался дым с подвесным аквариумом, через который светили прожекторы. В Houdini можно сделать то же самое.
Для анимации снова создаётся грид с использованием нод ocean_spectrum и oceans_preview. В данном случае грид и работает в качестве подвесного «аквариума».
Настройка грида.
Грид с имитацией движения воды.
скриншоты настройки волюметриков
скриншоты настройки партиклов
скриншоты настройки фога
финальный рендер сцены
скриншоты настройки каустики
финальный рендер сцены
применение на примере из ВКР
Аквариум
изображения аквариума
При создании аквариума для ВКР я создавала каустику, а так же косяк рыб с помощью партиклов. Вся система партиклов настраивалась в Houdini, после чего импортировалась в Unreal Engine с помощью алембика.
скриншоты настройки партиклов в houdini
скриншоты настройки каустики в unreal engine
Благодаря отсутсвию Flip симуляции сборка аквариума заняла значительно меньше времени, а весь рендер в Unreal Engine занял всего несколько минут.
