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1THEA只需要真實(shí)的燈光
thea,是一個(gè)基于物理的渲染引擎。
那么我們首先來講一下,什么叫做基于物理的渲染引擎。英文的說法叫做,physical based rendering,那么我們簡(jiǎn)稱為PBR渲染引擎。基于物理的渲染引擎的工作方式就是,用真實(shí)的光線來照亮我們的場(chǎng)景。
也就是說,我們可以像攝影師那樣的設(shè)置物理的材質(zhì)、燈光和相機(jī)參數(shù),我們不會(huì)像別的渲染器那樣去猜測(cè),多次調(diào)整燈光參數(shù),這樣會(huì)節(jié)約很多時(shí)間。
首先來看這樣的一個(gè)室內(nèi)場(chǎng)景,房間里有一盞100瓦的燈泡,然而當(dāng)我們渲染時(shí),發(fā)現(xiàn)畫面非常暗,這是什么原因呢?
那么很多人的第一感就是:太暗了,增加燈光亮度了吧。原來的渲染器都是這么做的,如果這兒你也這么做的話,那你就做錯(cuò)了。
為什么會(huì)這么暗呢?因?yàn)槲鱽喌哪J(rèn)參數(shù)設(shè)置,是為室外環(huán)境準(zhǔn)備的。而室外環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境,是完全不同的光照亮度。如果你是一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的攝影師,你就會(huì)知道,相機(jī)在室外的參數(shù)設(shè)置,肯定不能用于室內(nèi)拍攝。
現(xiàn)在來看一下,什么叫做陽光十六法則。如果在室外明亮的陽光下,相機(jī)的正確曝光是ISO設(shè)置100,快門速度100,然后光圈是16,這樣拍出來照片,就會(huì)有正常的曝光。
如果你用這樣的參數(shù),在100瓦的燈光下攝影,那么拍出來照片肯定漆黑的一團(tuán),正確參數(shù)是多少呢?
有經(jīng)驗(yàn)的攝影師都知道,100瓦的燈光環(huán)境下, ISO可能要設(shè)置到400-800,光圈我們可能會(huì)用到鏡頭的最大光圈,比如說2.8;這個(gè)時(shí)候的曝光時(shí)間的可能也只有1/301/50秒,最后用這個(gè)參數(shù)拍出來的照片,那么就會(huì)非常的明亮了。
那么同樣thea渲染,也是同樣的道理.

01
左邊的圖是西婭在默認(rèn)曝光為外部場(chǎng)景的設(shè)置下,渲染的室內(nèi)暗室的圖;右邊的圖是室內(nèi)場(chǎng)景使用人工光源的情況下,曝光設(shè)置為:ISO400,快門速度= 30F制光圈值= 2.8。

我們看看圖1。左邊這個(gè)圖我們就是用的默認(rèn)的參數(shù),渲染出來是漆黑一團(tuán),右邊的圖片里,ISO 400,快門速度1/30秒,光圈2.8,這個(gè)時(shí)候最后結(jié)果出來圖片就非常漂亮了。
2、THEA需要真實(shí)的空間大小
除了我們要設(shè)置真實(shí)的相機(jī)參數(shù)之外,那么我們還需要注意一點(diǎn),就是我們?cè)诮5臅r(shí)候需要真實(shí)的空間大小,比如說我們的房間一般是,長(zhǎng)和寬是三米x四米,然后高3米左右。如果說你把一個(gè)100瓦的燈放在一個(gè)三十米乘以四十米的房間里,那么很顯然,一個(gè)100瓦的燈泡是不可能照亮這么大的一個(gè)房間的。

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希希視覺 2017-3-21 11:21:29
3、照相機(jī)并不象眼睛一樣
西亞是一個(gè)物理的渲染器,他就像一個(gè)真實(shí)的數(shù)碼相機(jī)一樣。
如果我們對(duì)攝影術(shù)有更多的了解,更多的攝影知識(shí)可以讓你拍到更好的照片。
同樣的知識(shí),也會(huì)讓你更快地和更多地了解THEA渲染器,這些攝影知識(shí)有利于你渲染出更好和更真實(shí)的圖片。
下面我們?cè)賮砜匆幌乱粋€(gè)比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)景:
白天,陽光通通過了窗戶照亮了室內(nèi)。
如果從我們的眼睛來看,我們既看得到室外的青山綠水,也可以看得到房間里的這個(gè)桌椅板凳。
但是,如果你是一個(gè)攝影師,你就會(huì)知道,一個(gè)照相機(jī)不可能像我們的眼睛那樣,既看到外面的場(chǎng)景,也看到室內(nèi)的景象。
                               02
左邊的圖,我們針對(duì)外部場(chǎng)景設(shè)置正確曝光:ISO = 100正確,快門速度=250F光圈數(shù)= 5.6。右邊的圖,為了得到一個(gè)好的內(nèi)部曝光,我們改變參數(shù)設(shè)置:ISO= 400,快門速度= 150F光圈數(shù)= 5.6。這將導(dǎo)致外部過曝,但這是一個(gè)真正的相機(jī)捕獲的場(chǎng)景。
一個(gè)攝影師他拿起相機(jī),就要有所取舍。
對(duì)于THEA渲染器來說,也是和相機(jī)一樣,如果把室外的場(chǎng)景,表現(xiàn)的很清楚,那么室內(nèi)就會(huì)很暗;如果把室內(nèi)的內(nèi)容渲染得很亮,室外的畫面就會(huì)過曝。
我們看一下上邊這個(gè)圖,左邊的這個(gè)圖就是針對(duì)外部的場(chǎng)景來設(shè)置的曝光的是ISO100快門250光圈5.6,房間里就顯得特別暗。
在右邊的圖里,我們就把ISO改成了400、快門150、光圈5.6,室內(nèi)曝光正常,外面的環(huán)境已經(jīng)過曝了。你可能會(huì)說這個(gè)渲染器不好,但這就是真實(shí)的相機(jī)曝光。真實(shí)的相機(jī),也會(huì)得到這樣真實(shí)結(jié)果。
3、通過一次渲染,THEA可以重新布光
攝影師面對(duì)這樣的環(huán)境,有什么好的解決方法呢?
如果我是一個(gè)攝影師,我會(huì)用一個(gè)方法,可以把室內(nèi)的環(huán)境用光源來照亮,讓室內(nèi)和外邊有一個(gè)相近的強(qiáng)光線強(qiáng)度,就可能得到一個(gè)比較均衡的曝光。
那么西亞是怎么做的呢?
那么西亞有一個(gè)非常強(qiáng)大的功能,叫一個(gè)“重新布光”的功能。
在渲染過程中,或者完成后,西婭可以重新調(diào)整了每一個(gè)光源的強(qiáng)度,每一個(gè)燈光的顏色和他的的光照貢獻(xiàn)度,按自己的需求來進(jìn)行重新布光,而不用再次去渲染。
甚至在渲染完成以后,我們可以把渲染后的圖像保存。這個(gè)圖像允許你再次打開,然后再次調(diào)整曝光,甚至還可以繼續(xù)原來的渲染。

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希希視覺 2017-3-21 11:25:12
4、室內(nèi)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)渲染流程
我們看一下以前的標(biāo)準(zhǔn)流程:
我們可以在窗戶的位置使用一個(gè)面光源,它位于玻璃的里面,并且對(duì)鏡頭來說不可見。
他只可以投射陰影。
面光源放在玻璃窗的后面,照亮室內(nèi)的光線就不用穿過窗戶,也可以加快渲染的速度。
這個(gè)不可見面光源,我們用來模擬太陽光,設(shè)置為10萬瓦,色溫是6700。——個(gè)人感覺這個(gè)數(shù)值太大了。
然后我們把光源進(jìn)行了分組。這時(shí)候我們有三個(gè)光源:一個(gè)是太陽光,一個(gè)是天光,第三個(gè)是這個(gè)面光源。
所謂的“relight,或者說“重新布光”,就是們?cè)阡秩就瓿梢院?,我們可以分別調(diào)整每一個(gè)光源的光功率和色彩等,這樣通過調(diào)整,我們就可以讓外部和內(nèi)部環(huán)境都有達(dá)到一個(gè)良好的曝光。
5、使用HDRI圖片照明技術(shù)
對(duì)于一個(gè)攝影師來說,還有一個(gè)好的辦法就是,等外部的光線強(qiáng)度降下來后,再進(jìn)行拍攝。他可以等到日落時(shí)分,那時(shí)候太陽在地平線的位置,光線強(qiáng)度很弱了,這時(shí)候再打開房間里的所有燈光,室外和室內(nèi)光線就達(dá)到一個(gè)平衡。這樣拍攝出來的照片,就會(huì)里外都很亮堂。
THEA渲染器里,我們可以怎么做呢?我們?cè)?/font>thea里,還可以通過這種日落時(shí)分的HDRI圖片,來模擬日落時(shí)分的照明。
                              
我們看看這個(gè)圖片,用了一個(gè)HDRI的圖片來做照明。這是一張HDR格式的全景圖,還可以旋轉(zhuǎn)方向,這個(gè)圖片在這里的強(qiáng)度是0.3,最后我們得到這樣一個(gè)室外和室內(nèi)曝光比較充分的圖片。
632位的多通道輸出圖像
在我們的攝影中,所有的圖像,都必須要經(jīng)過后期處理一樣。THEA渲染的圖像,也要經(jīng)過后期的處理,但它的圖像比普通數(shù)碼相機(jī)的照片更有優(yōu)勢(shì),這是為什么呢?
因?yàn)樗秩镜膱D像是32位的hdri格式的圖像。他比普通相機(jī)的8位圖像,儲(chǔ)存了更多的數(shù)據(jù)信息,我們可以通過后期調(diào)整來找回更多的細(xì)節(jié)。
我們來看一看這張圖,我們渲染時(shí)使用ISO400、快門150、光圈5.6,我們發(fā)現(xiàn)外面是已經(jīng)過曝了。
因?yàn)殇秩镜膱D像是32位的HDR圖像,比如EXR格式。我們可以通過圖像處理軟件,對(duì)圖像進(jìn)行后期處理后,最后輸出的畫面,可以看到室外圖像有了更多的細(xì)節(jié)。

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希希視覺 2017-3-21 11:25:58
7、攝影基礎(chǔ) 等效曝光
最后我們?cè)賮砥占跋孪鄼C(jī)的基礎(chǔ)知識(shí),我來講一講什么叫做等效曝光。
在了解等效曝光之前,我們首先講講相機(jī)曝光的三個(gè)基本參數(shù)。這三個(gè)參數(shù)叫做光圈,快門和ISO
光圈
光圈實(shí)際上就是,鏡頭的通光量的大小。
光線是通過鏡頭光孔到達(dá)我們的CCD,或者說膠片,完成了最后的曝光。
光孔的大小,決定了進(jìn)光量大小。
光圈是一個(gè)倒數(shù),數(shù)字越大,水圈越小。
我們也可以把光圈可以看出是一個(gè)進(jìn)光的窗戶,光圈越大的話,通過的光線就越多,光圈越小,通過的光線越少。
我們來看一下他是怎么回事?f1f1.4、f2f2.8、f4、f5.6f8。每一個(gè)數(shù)值是前邊一個(gè)數(shù)值的一半。大家可能會(huì)問,后邊那個(gè)數(shù)并不是前邊的一倍呢,這是因?yàn)檫M(jìn)光量是面積關(guān)系。一個(gè)小孔的直徑如果是另一個(gè)的一半,那么它的能光量是前邊的4分之1。你需要記住的是,這些數(shù)值,我們稱為一檔,每一檔是前邊的一半。
那么f2.8f2的一半,f4f2.8的一半。F8f44分之1, F16f416分之1,理解了嗎?
快門
下面我們?cè)賮砜匆幌驴扉T,快門好象一個(gè)百葉窗簾,窗簾拉開之后,讓光線照進(jìn)來,讓膠片感光;當(dāng)這個(gè)簾子拉上,光線就不再照射到膠片上。
這個(gè)數(shù)字是一個(gè)分?jǐn)?shù),比如說1/1000,1/500,1/250.1/125,1/60,1/30,后邊的時(shí)間,是前邊的時(shí)間的一倍,我們也稱為一檔。增加一檔曝光,就是增加一倍時(shí)間,如果增加三檔曝光,就是增加8倍曝光時(shí)間。如果減少一檔曝光,就是時(shí)間為原來的一半,如果減少4檔曝光,時(shí)間就需要調(diào)整為原來的16分之1。
所謂等效曝光的意思是這樣的:如果你的光圈增大了一倍,同時(shí)么你的快門時(shí)間減少一倍,這樣的曝光參數(shù)就與原來的曝光等效。如果光圈變?yōu)樵瓉淼?/font>8分之1,但同時(shí)你的快門時(shí)間延長(zhǎng)了8倍,這種情況也是等效曝光。
好比我們給池子放水,你需要將池子里的水放滿,你可以用大水量,在很短的時(shí)間里將水注滿,也可以用很小的水量,用很長(zhǎng)的時(shí)間將水也注滿。
這兩種不同的方法,結(jié)果都是一樣的。當(dāng)然,什么才是水池正好滿,這個(gè)概念,我需要再?gòu)?qiáng)調(diào)一下。一個(gè)畫面,到底需要多亮才是正確的曝光,對(duì)于不同的拍攝對(duì)象來說,要求并不一樣。
比如說前邊的室內(nèi)和室外的大光比環(huán)境,你需要表現(xiàn)的主體是什么,如果你的主體在室外,你就需要對(duì)室外正確曝光。如果你需要表現(xiàn)的對(duì)象在室內(nèi),你就需要把室內(nèi)曝光正常。
再說一個(gè)情況,如果你是在拍攝風(fēng)光,你需要讓天空的層次不過曝,如果你是在拍攝人像,你只需要人的面部曝光正常就可以了。
在現(xiàn)實(shí)的物理相機(jī)之中,我們知道,光圈值除了控制曝光之外,它還有一個(gè)功能,控制景深,越大的光圈,景深越淺,越長(zhǎng)的焦距,景深也越淺。
那么在西婭里,你需要記住一點(diǎn)。我們?cè)诎凳依镌O(shè)置的光圈參數(shù),它不會(huì)影響景深,我們只能在相機(jī)設(shè)置里面,光圈的參數(shù)才影響景深。
同樣的道理,在現(xiàn)實(shí)的相機(jī)的快門速度,它除了影響曝光,它還會(huì)影響動(dòng)態(tài)模糊。
一個(gè)物體的模糊程度,除了與快門速度有關(guān),還與它的角速度有關(guān)。
凝固空中的飛鳥需要什么速度,拍攝雨滴需要什么速度,拍攝舞臺(tái)的動(dòng)感又需要什么速度,把車流拉成燈光的線條,又需要什么快門速度。
如果你是一個(gè)攝影師,如果你對(duì)這些有所了解。你的這些攝影知識(shí),都會(huì)在THEA渲染器里派上用場(chǎng)。
我們要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,在西亞渲染器中,他控制動(dòng)態(tài)模糊的,是相機(jī)的快門速度。
在暗室里面的快門速度,它不會(huì)影響動(dòng)態(tài)模糊,只影響曝光。
ISO
在講究等效曝光時(shí),如果你了解快門和光圈了,還有一個(gè)參數(shù),ISO,我們來要探討下。
這個(gè)ISO是什么意思呢?通俗一點(diǎn)說,就是一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織,那么在攝影術(shù)中,代表了一個(gè)膠片的感光速度。
這個(gè)數(shù)字越大,代表膠片的感光速度越快,我們稱之為快速膠片。比如說ISO200,他感光速度,就是ISO100的兩倍。ISO800的膠片,它所需要的正確明曝光的時(shí)間,是ISO200的膠片的1/4。ISO1600以上,我們稱為超高速膠片。它為我們帶來便捷的同時(shí),也帶來了更多的膠片顆粒。
在膠片時(shí)代,當(dāng)一卷膠卷沒拍完之前,不可能把它從相機(jī)里取出來,所以,在膠片時(shí)代,這個(gè)ISO值是一個(gè)定值,攝影師不會(huì)去調(diào)整它。
到了數(shù)碼相機(jī)時(shí)代,相機(jī)也不用裝膠卷了,這個(gè)ISO變得可調(diào)。
ISO主要用在什么時(shí)候呢,我們知道,有一個(gè)說法是,如果你想拍攝一張清晰的照片,你就需要穩(wěn)定你的相機(jī)。如果你是50MM的鏡頭,至少你的快門速度要達(dá)到50分之一秒。如果是200mm的長(zhǎng)焦,那么很多人就端不穩(wěn)了。想提高快門速度,在光圈不能提高的情況下,唯一的辦法就是提高感光度。這讓我們把問題從拍不拍得好的問題變?yōu)?,拍不拍得到的問題。
我們犧牲了一定的畫質(zhì),但是讓我們拍的到?;蛩^的畫質(zhì)是什么呢?就是說我們的圖片的細(xì)膩度,也有色彩噪點(diǎn)。在膠片時(shí)代,那么高感光度的膠片肯定顆粒更多,那么對(duì)于數(shù)碼相機(jī)也同樣是這樣。
目前比較好的相機(jī),它的感光度已經(jīng)達(dá)到640012800。當(dāng)然更好的相機(jī)甚至可以允許25600甚至100000。
等效曝光
當(dāng)ISO變成可調(diào)時(shí),我們?cè)僦v下等效曝光。
比如說,我要達(dá)到同樣的曝光,如果說增加了曝光時(shí)間,那么我們可減小光圈,和原來的曝光是相同的。如果我們提高了快門速度,同時(shí)增加了ISO值,這時(shí)候曝光也不會(huì)變。
這三個(gè)參數(shù)之間的相互關(guān)系,作為一個(gè)攝影師,它是必須了解的理論基礎(chǔ)。如果你要想學(xué)習(xí)THEA渲染器,這三者之間的關(guān)系,你也一定要弄明白。
THEA渲染器里,三個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系,與攝影術(shù)里是完全一樣的。
只是要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是:在THEA里,如果你調(diào)高ISO值,它并不會(huì)增噪點(diǎn)。也就是說,這個(gè)ISO值,可以被我們盡情地使用。
你可以象一個(gè)攝影師那樣,去追求一個(gè)真實(shí)的曝光,一個(gè)好的攝影師,他總是盡量的不去升高ISO值。如果你是一個(gè)“thea渲染師”,你可以創(chuàng)意地去運(yùn)用ISO值。
怎么理解這句話呢,我還是從等效曝光講起。
我們看一下普通的室外曝光與室內(nèi)曝光。室外的參數(shù):ISO 100,快門1/250秒、光圈5.6。
室內(nèi)的參數(shù)ISO400,光圈2.8、快門1/30秒。我們看一下這兩者之間,曝光相差了多少倍。
快門式從1/2501/30增加了8倍,感光度是增加了4倍,然后光圈從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。
也就是說,從室外到室內(nèi),我們的曝光增加了100多倍。
一個(gè)專業(yè)的攝影師,他從室外到室內(nèi),需要調(diào)整三個(gè)參數(shù),讓相機(jī)增加128倍的曝光。一個(gè)THEA的渲染師,他可以討一個(gè)巧,不用調(diào)整三個(gè)參數(shù),只需要把一個(gè)參數(shù)ISO值,調(diào)整128倍,就達(dá)到同樣的曝光了。
就這么簡(jiǎn)單!

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xizone1215 2017-3-21 15:19:31
真心感謝樓主分享如此詳細(xì)的教程  謝謝

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wei808 2017-4-15 17:53:44
樓主你高手啊

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積極討論獎(jiǎng)

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bookfox 2017-4-16 00:38:31
這個(gè)要認(rèn)真學(xué)習(xí)了!

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北瓜 2017-9-26 10:12:00
謝謝大師,學(xué)習(xí)了

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volution 2018-1-25 21:00:48
受益匪淺?。。。。。。。。。?!感謝?。。。。。。。。。。。。?!
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