LuxRender - Világítás

A LuxRender több fajta fényforrást támogat: pont fény, környezeti fény, kiterjedéssel rendelkező fény [area light] - vagy hivatkoznak rá még mint emitter. Egy jelenetnek legalább egy fényforrást kell tartalmaznia de több eltérő típus kombinációja is használható.

 

Fényforrás típusok

 
Point
A pontfények végtelenül kicsi fényforrások amelyek fényt bocsátanak ki magukból  minden irányba. Egyetlen beállítható változójuk a fény színe ami hatással van a  fény intenzítására is.
 
Spot
Ezek a végtelenül kicsit fényforrások kúp alakban bocsátanak ki magukból fényt. Beállítható a fény színe, a kúp szélessége (fokban megadva) és a fény intenzításának csökkenése.
 
Projector
Mind a szpot fények, mind pedig a pont fények képesek egy képnek megfelelően a  fény kibocsátására. A két fényforrás tulajdonságainak megfelelően a szpot fény esetén a kapott eredmény egy diavetítő képéhez hasonlít, míg a pont fényforrás esetén a kép gömbszerűen - minden irányba - vetül.
 
Area Light [emitter]
A területi fények objektumok amelyek fényt bocsátanak ki magukból. Segítségükkel  bármilyen lámpa vagy más fénylő objektum létrehozható változatos színekben. Ha egy villanykörte izzószálához fénykibocsátó anyagot rendelünk akkor a  végeredményül kapott kép élethű lesz.
 
Az objektumok által kibocsátott fény az adott felület(ek) normáljának megfelelően terjed. A leképzési idő szempontjából érdemes csak annyi felületet emisszivvé tenni amennyi feltétlenül szükséges.
 

Környezeti fények

 

Fizikai ég

A fizikai ég segítségével olyan világítási beállítások hozhatók létre amelyek utánozzák a nap fényét és az atmoszférát, a nap jelenetben elfoglalt pozíciójától és a [turbidity] paraméter értékétől függően ami az ég tisztaságát határozza meg. A nap helyzete és az égbolt tisztasága hatással van a fény színére. A fény intenzítása a [gain] paraméterrel szabályozható ami igen hasznos ha a fizikai eget más fényforrásokkal kombinálva használjuk. a nap relatív méretének csökkentése például lágyabb árnyékokat eredményez.

HDR környezeti képek

A HDR képek nagy dinamika-tartományú képfájlok amelyek fényforrásként alkalmazhatók. A képek körbeveszik a jelenetet és a tartalmuktól függő fénnyel világítják meg a környezetet. A HDR kép befolyásolja a kibocsátott fény intenzítását és színét. 

A Luxrender jelenleg csak az úgynevezett latlong képeket támogatja OpenEXR [.exr] fájlformátumban. A latlong képek a panorámaképekhez hasonlóak. A leképző fejlesztői verziója már támogatja a spherical - gömb - környezeti képeket is. 

A HDR képek alkalmazása esetén az ajánlott gamma érték 1.0 szemben az általában használt 2.2 -vel. 

Lehetőség van hagyományos, alacsony dinamikájú képek használatára mint környezeti fény, de ezekben az esetekben szükség van további fényforrásokra, egyébként a kapott világítás kontrasztja alacsony lesz. HDR képek használatakor nem feltétlenül szükséges további fényforrások alkalmazása. 

A neten rengeteg szabadon felhasználható HDR kép található elegendő csak a "hdr maps" vagy "hdri map" vagy a "light probes" kifejezésekre rákeresni. 

Megjegyzés: A .hdr kiterjesztésű fájlok megjelennek a program böngészőjében de LuxRender újabb verziói csak az OpenEXR és a hagyományos alacsony dinamikájú normál képformátumokkal dolgoznak. Hdri formátumú fájl használata esetén az exporter nem fog hibát jelezni viszont a LuxRender igen. Az ilyen fájlok renderelésekor a környezeti fény nem fog megjelenni a kiszámított képen. A HDRI  fájlok átkonvertálhatók a qtpfsgui nevű programmal, vagy Blenderrel. Ehhez a HDRI képet be kell tölteni az UV/Image szerkesztőbe és ezután egyszerűen elmenteni OpenEXR formátumba, majd az új képet kell a LuxRenderrel megnyitni. 

Háttérszín
A [Background color] opció használata esetén a háttérszín szolgál a jelenet megvilágítására ami egy egyenletes színű és intenzítású fényforrásként működik.
 
IES Data
Az IES fájlok információkat tartalmaznak egyes világítási berendezésgyártók termékeiről, ezek elsősorban a lámpa fénykibocsátásának irányát és intenzítását  írják le.
 
Az IES fájlok használatával lehetővé válik az egyes fényforrások méretezése a valóságos méretükhöz igazodva. A legtöbb gyártó IES adatai szabadon hozzáférhetők a honlapjukon vagy magunk is készíthetünk saját diagrammokat olyan programokkal mint például az [iesgen]. A fájlokban tárolt adatok meshlight-hoz vagy arealight-hoz használhatók, segítségükkel a kibocsátott fény iránya jobban kontrollálható mint egy egyszerű spot fényforrásé.
 
Area light és egy spotlámpa IES profiljának használata esetén a fénykibocsátás hasonló lesz mint egy normál spot fényforrásé de lesz fizikai kiterjedése. Ezzel a módszerrel az egyes fényforrások összehangolása egyszerűbbé válik.
Ez a két egyszerű forma egy "fénykúpot" hoz létre de a megfelelő adatokkal lehetőség van komplex alakzatok kialakítására is. A diagram: középen a fényforrása, körülötte végtelen hosszúságú sugarak indulnak minden irányba. A diagramok általában 2D ábázolásai a fény térbeli terjedésének, a hiányzó harmadik kiterjedést az ábra valamelyik tengely mentén történő elforgatásával kapjuk meg.
 
Minden sugár a fényforrás által egy bizonyos irányan kibocsátott fényt reprezentálja. A sugár hossza a fény intenzítását jelöli a megadott irányban. Ha az egyes sugarak csúcsait összekötjük egy vonallal akkor kirajzolódik a fényforrá által kibocsátott alakzat. Egy szabályos kör azt jelenti, hogy a fény intenzítása minden irányban azonos, egy vékony, magas ellipszis egy keskeny fénycsóvát eredményez.
 
Az intenzítás beállítása
A fénysugarak intenzítása az egyes irányokban, hatással van az egész fényforrás fényerejére. Egy keskeny 1.0 intenzítású ellipszis diagram halványabb lesz mint egy minden irányba -kör diagram - 1.0 fényintenzítással világító fényforrás.
 
A legtöbb ies fájl csak 2D diagrammal rendelkezik ami azt jelenti, hogy a fénykibocsátás szimmetrikus a lámpa tengelyei körül. Egyes fájlok két szekcióból állnak és a fénykibocsátás térbeli formáját a két alakzat határozza meg, ebből az egyiket a lámpa tengelye körül 90° -al elforgatva kajpuk meg a helyes formát. A második diagrammot általában pirossal, vagy rózsaszínnel jelölik a programok. Az asszimetrikus lámpák esetén ügyelni kell a függőleges tengely körüli elforgatásra.
 
Sajnos nincsen általánosan elfogadott méretezés az intenzítás meghatározására, ezért több gyártóspecifikus ies diagram az azonos névleges teljesítmény ellenére más-más intenzítású fényt bocsáthat ki. A gyártók honlapjukon vagy a dokumentációjukban közlik, hogy milyen szabály szeint határozzák meg az ies diagrammokban a fény intenzítását.

Diagramtípusok
A fenti körkörös diagrammtípus a fénysugarakat annak forrása körül jelöli - ezt használja az iesviewer és az iesgen4 - ez a könnyebben érthető megoldás és jobban hasonlít a fénycsóva valódi formájára. A másik lehetséges megjelenítés az úgynevezett derékszögű [XY] diagram amit az például az iesgen3 használ ahol a fény intenzítását az Y tengelyen jelölik az irányát pedig az X tengelyen. Ez utóbbi megoldás kevésbé intuitív de könnyebben rajzolhatók vele egyszerű görbék általános ies fájlokhoz.
 

Szín és spektrum[színkép]

 
Egy objektum által kibocsátott fény színe függ a fény hullámhosszától vagy a fényforrás által kibocsátott hullámok kombinációjától. A legtöbb fényforrás egy folyamatos hullámtartományban -spektrumban- bocsát ki magából fényt. Ezek közül az ember többet is képes megkülönböztetni, mégis egy bizonyos színnek érzékeljük. Ez azt jelenti, hogy több fajta spektrum ugyanazon szín érzetét keltheti.
 
Amikor egy fényforrás egy felületet világít meg az érzékelt szín függ a fényforrás és a felület által kibocsátott színképtől. Mivel a színkép karakterisztika nem írható le egy RGB képen, a Luxrender számos megoldást kínál, hogy meghatározható legyen a fényforrás által kibocsátott spektrum.
 
RGB
Amikor egy RGB szín a bemenet a LuxRender generál egy egy fizikailag elfogadható spektrumot ami a megadott színen alapul. Ennek a megvalósítása Brian Smith dolgozatán alalpul.
 
Színhőmérséklet
A színhőmérséklet megjelenítéséhez a LuxRender egy feketetest színképét használja. Ez használható például villanykörték (2800-3300K), gyertyák (1850K) és a nap (5000-6500K) fényének utánzásához. Erről bővebb információk a például  techmind.org oldalon találhatók.

 

Equalenergy
Ez a spektrum egyenlően bocsát ki fényt minden frekvencián, aminek az eredménye fehér fény lesz.
 
Frequency
Ez a kísérleti spektrum egy színusz hullámot haszál. Használhatósága igen korlátozott.
 
Gauss
Ez a spektrum a Gauss féle eloszlást használja amit egy frekvencia - nanométerben kifejezve - és a harang görbe eltérése határoz meg. Ez utóbbi befolyásolja a görbe szélességét; az alacsonyabb értékek teltebb színeket eredményeznek.
A lámpák 589nm körül sugároznak egyre szélesedő spektrumban.

 

Regular data
A megadott szám alapján egy spektrumot generál. Egy frekvencia tartományt szolgáltat és a kibocsátások számát szabályos frekvencia közökkel a tartományon belül.
 
Irregular data
A megadott szám alapján egy spektrumot generál. Hullámhosszok sorozata és a hozzájuk tartozó kibocsátási teljesítmény jön létre. 
 
Leírások: