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Thearender,像摄影师曝光那样去渲染

召唤红宝石 2748 9希希视觉 发表于 2017-03-21 11:17| 显示全部楼层 | 打印

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1THEA只需要真实的灯光
thea,是一个基于物理的渲染引擎。
那么我们首先来讲一下,什么叫做基于物理的渲染引擎。英文的说法叫做,physical based rendering,那么我们简称为PBR渲染引擎。基于物理的渲染引擎的工作方式就是,用真实的光线来照亮我们的场景。
也就是说,我们可以像摄影师那样的设置物理的材质、灯光和相机参数,我们不会像别的渲染器那样去猜测,多次调整灯光参数,这样会节约很多时间。
首先来看这样的一个室内场景,房间里有一盏100瓦的灯泡,然而当我们渲染时,发现画面非常暗,这是什么原因呢?
那么很多人的第一感就是:太暗了,增加灯光亮度了吧。原来的渲染器都是这么做的,如果这儿你也这么做的话,那你就做错了。
为什么会这么暗呢?因为西亚的默认参数设置,是为室外环境准备的。而室外环境和室内环境,是完全不同的光照亮度。如果你是一个有经验的摄影师,你就会知道,相机在室外的参数设置,肯定不能用于室内拍摄。
现在来看一下,什么叫做阳光十六法则。如果在室外明亮的阳光下,相机的正确曝光是ISO设置100,快门速度100,然后光圈是16,这样拍出来照片,就会有正常的曝光。
如果你用这样的参数,在100瓦的灯光下摄影,那么拍出来照片肯定漆黑的一团,正确参数是多少呢?
有经验的摄影师都知道,100瓦的灯光环境下, ISO可能要设置到400-800,光圈我们可能会用到镜头的最大光圈,比如说2.8;这个时候的曝光时间的可能也只有1/301/50秒,最后用这个参数拍出来的照片,那么就会非常的明亮了。
那么同样thea渲染,也是同样的道理.

1.jpg
01
左边的图是西娅在默认曝光为外部场景的设置下,渲染的室内暗室的图;右边的图是室内场景使用人工光源的情况下,曝光设置为:ISO400,快门速度= 30F制光圈值= 2.8

我们看看图1。左边这个图我们就是用的默认的参数,渲染出来是漆黑一团,右边的图片里,ISO 400,快门速度1/30秒,光圈2.8,这个时候最后结果出来图片就非常漂亮了。
2THEA需要真实的空间大小
除了我们要设置真实的相机参数之外,那么我们还需要注意一点,就是我们在建模的时候需要真实的空间大小,比如说我们的房间一般是,长和宽是三米x四米,然后高3米左右。如果说你把一个100瓦的灯放在一个三十米乘以四十米的房间里,那么很显然,一个100瓦的灯泡是不可能照亮这么大的一个房间的。

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希希视觉 发表于 2017-3-21 11:21:29
3、照相机并不象眼睛一样
西亚是一个物理的渲染器,他就像一个真实的数码相机一样。
如果我们对摄影术有更多的了解,更多的摄影知识可以让你拍到更好的照片。
同样的知识,也会让你更快地和更多地了解THEA渲染器,这些摄影知识有利于你渲染出更好和更真实的图片。
下面我们再来看一下一个比较简单的场景:
白天,阳光通通过了窗户照亮了室内。
如果从我们的眼睛来看,我们既看得到室外的青山绿水,也可以看得到房间里的这个桌椅板凳。
但是,如果你是一个摄影师,你就会知道,一个照相机不可能像我们的眼睛那样,既看到外面的场景,也看到室内的景象。
                               02 2.jpg
左边的图,我们针对外部场景设置正确曝光:ISO = 100正确,快门速度=250F光圈数= 5.6。右边的图,为了得到一个好的内部曝光,我们改变参数设置:ISO= 400,快门速度= 150F光圈数= 5.6。这将导致外部过曝,但这是一个真正的相机捕获的场景。
一个摄影师他拿起相机,就要有所取舍。
对于THEA渲染器来说,也是和相机一样,如果把室外的场景,表现的很清楚,那么室内就会很暗;如果把室内的内容渲染得很亮,室外的画面就会过曝。
我们看一下上边这个图,左边的这个图就是针对外部的场景来设置的曝光的是ISO100快门250光圈5.6,房间里就显得特别暗。
在右边的图里,我们就把ISO改成了400、快门150、光圈5.6,室内曝光正常,外面的环境已经过曝了。你可能会说这个渲染器不好,但这就是真实的相机曝光。真实的相机,也会得到这样真实结果。
3、通过一次渲染,THEA可以重新布光
摄影师面对这样的环境,有什么好的解决方法呢?
如果我是一个摄影师,我会用一个方法,可以把室内的环境用光源来照亮,让室内和外边有一个相近的强光线强度,就可能得到一个比较均衡的曝光。
那么西亚是怎么做的呢?
那么西亚有一个非常强大的功能,叫一个“重新布光”的功能。
在渲染过程中,或者完成后,西娅可以重新调整了每一个光源的强度,每一个灯光的颜色和他的的光照贡献度,按自己的需求来进行重新布光,而不用再次去渲染。
甚至在渲染完成以后,我们可以把渲染后的图像保存。这个图像允许你再次打开,然后再次调整曝光,甚至还可以继续原来的渲染。

希希视觉 发表于 2017-3-21 11:25:12
4、室内环境的标准渲染流程
我们看一下以前的标准流程:
我们可以在窗户的位置使用一个面光源,它位于玻璃的里面,并且对镜头来说不可见。
他只可以投射阴影。
面光源放在玻璃窗的后面,照亮室内的光线就不用穿过窗户,也可以加快渲染的速度。
这个不可见面光源,我们用来模拟太阳光,设置为10万瓦,色温是6700。——个人感觉这个数值太大了。
然后我们把光源进行了分组。这时候我们有三个光源:一个是太阳光,一个是天光,第三个是这个面光源。
所谓的“relight,或者说“重新布光”,就是们在渲染完成以后,我们可以分别调整每一个光源的光功率和色彩等,这样通过调整,我们就可以让外部和内部环境都有达到一个良好的曝光。
5、使用HDRI图片照明技术
对于一个摄影师来说,还有一个好的办法就是,等外部的光线强度降下来后,再进行拍摄。他可以等到日落时分,那时候太阳在地平线的位置,光线强度很弱了,这时候再打开房间里的所有灯光,室外和室内光线就达到一个平衡。这样拍摄出来的照片,就会里外都很亮堂。
THEA渲染器里,我们可以怎么做呢?我们在thea里,还可以通过这种日落时分的HDRI图片,来模拟日落时分的照明。 3.jpg
                              
我们看看这个图片,用了一个HDRI的图片来做照明。这是一张HDR格式的全景图,还可以旋转方向,这个图片在这里的强度是0.3,最后我们得到这样一个室外和室内曝光比较充分的图片。
632位的多通道输出图像
在我们的摄影中,所有的图像,都必须要经过后期处理一样。THEA渲染的图像,也要经过后期的处理,但它的图像比普通数码相机的照片更有优势,这是为什么呢?
因为它渲染的图像是32位的hdri格式的图像。他比普通相机的8位图像,储存了更多的数据信息,我们可以通过后期调整来找回更多的细节。 4.jpg
我们来看一看这张图,我们渲染时使用ISO400、快门150、光圈5.6,我们发现外面是已经过曝了。
因为渲染的图像是32位的HDR图像,比如EXR格式。我们可以通过图像处理软件,对图像进行后期处理后,最后输出的画面,可以看到室外图像有了更多的细节。
希希视觉 发表于 2017-3-21 11:25:58
7、摄影基础 等效曝光
最后我们再来普及下相机的基础知识,我来讲一讲什么叫做等效曝光。
在了解等效曝光之前,我们首先讲讲相机曝光的三个基本参数。这三个参数叫做光圈,快门和ISO
光圈
光圈实际上就是,镜头的通光量的大小。
光线是通过镜头光孔到达我们的CCD,或者说胶片,完成了最后的曝光。
光孔的大小,决定了进光量大小。
光圈是一个倒数,数字越大,水圈越小。
我们也可以把光圈可以看出是一个进光的窗户,光圈越大的话,通过的光线就越多,光圈越小,通过的光线越少。
我们来看一下他是怎么回事?f1f1.4f2f2.8f4f5.6f8。每一个数值是前边一个数值的一半。大家可能会问,后边那个数并不是前边的一倍呢,这是因为进光量是面积关系。一个小孔的直径如果是另一个的一半,那么它的能光量是前边的4分之1。你需要记住的是,这些数值,我们称为一档,每一档是前边的一半。
那么f2.8f2的一半,f4f2.8的一半。F8f44分之1 F16f416分之1,理解了吗?
快门
下面我们再来看一下快门,快门好象一个百叶窗帘,窗帘拉开之后,让光线照进来,让胶片感光;当这个帘子拉上,光线就不再照射到胶片上。
这个数字是一个分数,比如说1/10001/500,1/250.1/125,1/60,1/30,后边的时间,是前边的时间的一倍,我们也称为一档。增加一档曝光,就是增加一倍时间,如果增加三档曝光,就是增加8倍曝光时间。如果减少一档曝光,就是时间为原来的一半,如果减少4档曝光,时间就需要调整为原来的16分之1
所谓等效曝光的意思是这样的:如果你的光圈增大了一倍,同时么你的快门时间减少一倍,这样的曝光参数就与原来的曝光等效。如果光圈变为原来的8分之1,但同时你的快门时间延长了8倍,这种情况也是等效曝光。
好比我们给池子放水,你需要将池子里的水放满,你可以用大水量,在很短的时间里将水注满,也可以用很小的水量,用很长的时间将水也注满。
这两种不同的方法,结果都是一样的。当然,什么才是水池正好满,这个概念,我需要再强调一下。一个画面,到底需要多亮才是正确的曝光,对于不同的拍摄对象来说,要求并不一样。
比如说前边的室内和室外的大光比环境,你需要表现的主体是什么,如果你的主体在室外,你就需要对室外正确曝光。如果你需要表现的对象在室内,你就需要把室内曝光正常。
再说一个情况,如果你是在拍摄风光,你需要让天空的层次不过曝,如果你是在拍摄人像,你只需要人的面部曝光正常就可以了。
在现实的物理相机之中,我们知道,光圈值除了控制曝光之外,它还有一个功能,控制景深,越大的光圈,景深越浅,越长的焦距,景深也越浅。
那么在西娅里,你需要记住一点。我们在暗室里设置的光圈参数,它不会影响景深,我们只能在相机设置里面,光圈的参数才影响景深。
同样的道理,在现实的相机的快门速度,它除了影响曝光,它还会影响动态模糊。
一个物体的模糊程度,除了与快门速度有关,还与它的角速度有关。
凝固空中的飞鸟需要什么速度,拍摄雨滴需要什么速度,拍摄舞台的动感又需要什么速度,把车流拉成灯光的线条,又需要什么快门速度。
如果你是一个摄影师,如果你对这些有所了解。你的这些摄影知识,都会在THEA渲染器里派上用场。
我们要强调的一点是,在西亚渲染器中,他控制动态模糊的,是相机的快门速度。
在暗室里面的快门速度,它不会影响动态模糊,只影响曝光。
ISO
在讲究等效曝光时,如果你了解快门和光圈了,还有一个参数,ISO,我们来要探讨下。
这个ISO是什么意思呢?通俗一点说,就是一个国际标准化组织,那么在摄影术中,代表了一个胶片的感光速度。
这个数字越大,代表胶片的感光速度越快,我们称之为快速胶片。比如说ISO200,他感光速度,就是ISO100的两倍。ISO800的胶片,它所需要的正确明曝光的时间,是ISO200的胶片的1/4ISO1600以上,我们称为超高速胶片。它为我们带来便捷的同时,也带来了更多的胶片颗粒。
在胶片时代,当一卷胶卷没拍完之前,不可能把它从相机里取出来,所以,在胶片时代,这个ISO值是一个定值,摄影师不会去调整它。
到了数码相机时代,相机也不用装胶卷了,这个ISO变得可调。
ISO主要用在什么时候呢,我们知道,有一个说法是,如果你想拍摄一张清晰的照片,你就需要稳定你的相机。如果你是50MM的镜头,至少你的快门速度要达到50分之一秒。如果是200mm的长焦,那么很多人就端不稳了。想提高快门速度,在光圈不能提高的情况下,唯一的办法就是提高感光度。这让我们把问题从拍不拍得好的问题变为,拍不拍得到的问题。
我们牺牲了一定的画质,但是让我们拍的到。或所谓的画质是什么呢?就是说我们的图片的细腻度,也有色彩噪点。在胶片时代,那么高感光度的胶片肯定颗粒更多,那么对于数码相机也同样是这样。
目前比较好的相机,它的感光度已经达到640012800。当然更好的相机甚至可以允许25600甚至100000
等效曝光
ISO变成可调时,我们再讲下等效曝光。
比如说,我要达到同样的曝光,如果说增加了曝光时间,那么我们可减小光圈,和原来的曝光是相同的。如果我们提高了快门速度,同时增加了ISO值,这时候曝光也不会变。
这三个参数之间的相互关系,作为一个摄影师,它是必须了解的理论基础。如果你要想学习THEA渲染器,这三者之间的关系,你也一定要弄明白。
THEA渲染器里,三个参数之间的关系,与摄影术里是完全一样的。
只是要强调的一点是:在THEA里,如果你调高ISO值,它并不会增噪点。也就是说,这个ISO值,可以被我们尽情地使用。
你可以象一个摄影师那样,去追求一个真实的曝光,一个好的摄影师,他总是尽量的不去升高ISO值。如果你是一个“thea渲染师”,你可以创意地去运用ISO值。
怎么理解这句话呢,我还是从等效曝光讲起。
我们看一下普通的室外曝光与室内曝光。室外的参数:ISO 100,快门1/250秒、光圈5.6
室内的参数ISO400,光圈2.8、快门1/30秒。我们看一下这两者之间,曝光相差了多少倍。
快门式从1/2501/30增加了8倍,感光度是增加了4倍,然后光圈从2.85.6,增加了四倍。那么就是4倍乘4倍再乘以8倍,那么一共是128倍。
也就是说,从室外到室内,我们的曝光增加了100多倍。
一个专业的摄影师,他从室外到室内,需要调整三个参数,让相机增加128倍的曝光。一个THEA的渲染师,他可以讨一个巧,不用调整三个参数,只需要把一个参数ISO值,调整128倍,就达到同样的曝光了。
就这么简单!

xizone1215 发表于 2017-3-21 15:19:31
真心感谢楼主分享如此详细的教程  谢谢
wei808 发表于 2017-4-15 17:53:44
楼主你高手啊
bookfox 发表于 2017-4-16 00:38:31
这个要认真学习了!
智润空间设计 发表于 2017-9-22 21:00:28
讲的不错,收益了!
北瓜 发表于 2017-9-26 10:12:00
谢谢大师,学习了
volution 发表于 2018-1-25 21:00:48
受益匪浅!!!!!!!!!!!感谢!!!!!!!!!!!!!!

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