Dopo aver visto un interessante video dimostrativo, ho deciso di scrivere un post anch’io sul rendering in Blender con HDRI… ovviamente non ho copiato ci ho messo del mio . Suggerisco di installare l’ultima versione disponibile, Blender 2.56. Perciò, se avete ancora il vecchio 2.49… bhé, è arrivato il tempo di mandarlo in pensione perché ormai la community utilizza quasi esclusivamente la nuova e super-migliorissima versione. Iniziamo.

Di cosa stiamo parlando ?

Diamo uno sguardo alla seguente immagine:

Nonostante il soggetto sia piuttosto banale, possiamo notare che il set-up delle luci è davvero realistico e ben integrato con l’immagine sullo sfondo, e l’ambiente viene correttamente riflesso sul cubo cromato. Chi utilizza software di grafica 3D sa quanto sia difficile illuminare correttamente una scena ed ottenere effetti di luce, per colore, tipologia ed intensità, tali da integrarsi perfettamente con uno sfondo preesistente. Ci viene incontro, in questo difficile compito, il formato HDR. L’acronimo fa riferimento all’High Dynamic Range Imaging (ovvero immagini ad ampio spettro), un formato studiato appositamente per memorizzare, insieme ad un’immagine, un maggior numero di informazioni riguardanti la luce presente. Ok, avete capito; basta spiegazioni e… passiamo all’azione!

Preparazione della scena

Apriamo Blender. Il cubo è già sulla scena, dobbiamo solamente spostarlo. Premiamo il tasto 3 del tastierino numerico per impostare la vista sul lato destro. Premiamo il tasto g (sta per go, cioè sposta) e, con il tasto CTRL premuto (attiva lo snap), muoviamo il cubo verso l’alto. Quando lo vedremo “poggiare” sulla linea di terra, premiamo il tasto sinistro del mouse (in Blender si usa l’abbreviazione LMB, cioè Left Mouse Button: la userò anch’io). Aggiungiamo ora la sfera, premendo Shift-a e selezionando Mesh->UV Sphere; vedremo così comparire la sfera esattamente al centro del cursore 3D (fatto come un mirino). La sfera è evidenziata con un contorno arancio, il che vuol dire che è selezionata. Ora premiamo il tasto z: vedremo gli oggetti disegnati in wire frame (fil di ferro). Spostate la sfera in alto, esattamente come abbiamo fatto con il cubo. Ora premiamo il tasto 7 del tastierino numerico, così possiamo vedere gli oggetti dall’alto. Per chi lo desidera, il tasto 5 del tastierino numerico per scambiare la vista da prospettica ad isometrica. Ora, sempre con il tasto g e CTRL premuto, spostiamo la sfera un po’ in basso a sinistra rispetto al cubo. Muoviamo il cubo anche di uno quadrato in alto ed uno a destra. Premiamo nuovamente il tasto z. Dovreste avere una situazione simile (o, magari, uguale) a questa:

Ora aggiungiamo il piano sul quale poggiano i due oggetti. Se per caso avete spostato il cursore 3D dal centro della scena, riportatelo al centro premendo Shift-s e selezionando Cursor to Center.

A questo punto premiamo Shift-a, selezioniamo Mesh->plane. Ingrandiamolo di 5 volte premendo il tasto s (sta per size, dimensioni), il tasto 5 e poi Invio.

Ora, se premiamo il tasto 0 (zero) del tastierino numerico, vedremo la nostra scena inquadrata dalla telecamera. Premendo Shift-f, possiamo muovere il mouse e, così facendo possiamo manovrare l’inquadratura a nostro piaciento. Se vogliamo avvicinarci con la telecamera, muoviamo la rotella del mouse in avanti, per allontanarci (ovviamente) rotella indietro. Mi raccomando, piccoli movimenti: la telecamera è sensibile! Nel caso ci sfugga la situazione di mano, possiamo annullare con ESC. Quando, la posizione ci soddisfa, facciamo click con LMB.

Potete spostare gli oggetti se non entrano nell’inquadratura: è sufficiente cambiare le viste (tasti 1, 3 e 7 del tastierino numerico), selezionare gli oggetti con il tasto destro del mouse (RMB), premere il tasto g per muovere l’oggetto (premendo CTRL per muovere con snap o, in alternativa, Shift per muovere con precisione) e, infine, premere di nuovo lo 0 del tastierino numerico per vedere gli effetti attraverso l’occhio della telecamera. Per selezionare tutti gli oggetti si utilizza il tasto a; se qualche oggetto è già selezionato, il tasto a funzionerà invece come “deseleziona tutti”.

Prima di procedere con le impostazioni di luce e rendering impostiamo il materiale della sfera (anche se io ho utilizzato il cubo) con qualcosa che sembri un metallo cromato. Per farlo, selezionare la sfera con il RMB e, nel pannello dei pulsanti sulla destra, fare click su Material. Creiamoci un nuovo materiale facendo click sul pulsante con il + e sostituite il nome di default (dovrebbe essere Material.001) con il nome che preferite. Impostare il valore Specular a 0 (zero); inoltre, nel gruppo Mirror (da attivare cliccando sul checkbox), impostiamo Reflectivity su un valore di almeno 0.8, Fresnel ad 1.8 e Gloss su 0.94. Alla fine del tutorial, provate a variare i parametri che vi ho suggerito per cercare di capire quale impatto hanno sulla resa dell’oggetto: è un ottimo sistema per imparare!

Se non lo avete ancora fatto, salvate il file di lavoro.

Ora il più della scena è impostato; passiamo all’aspetto che ci interessa.

Illuminazione ambientale tramite HDR

Per illuminare la scena, ho utilizzato l’immagine uffizi_probe.hdr: scaricatela e salvatela nella cartella di lavoro. Ora passiamo ad impostare tutti i parametri ma, prima, eliminiamo la luce di tipo omni (puntiforme) che si trova sin dall’inizio nella scena. Per farlo, è sufficiente scegliere una qualunque delle viste; se non compare ancora, possiamo cambiare lo zoom con la rotella del mouse. Quando la vedete (è un grosso punto nero con intorno due cerchi tratteggiati), selezionatela con il RMB ed eliminatela premendo il tasto Canc. Ora, sulla barra con i pulsanti sulla destra, il Pannello Properties, fare click prima sul pulsante World(1), e poi su Texture(2): in questo possiamo impostare una texture a livello di intera scena. Facciamo click su New, e, in type (subito sotto), selezioniamo Image or Movie. Nella sezione Image facciamo click su Open e apriamo il file HDR scaricato prima. Ora, nella sezione Color (subito sopra), impostiamo Brightness a 1.9, Contrast 3.0 e Saturation a 2.0 così da avere una luminosità più intensa e definita. Questo passaggio dipende dalla foto: non sempre è necessario aumentare così tanto i valori; comunque il concetto è che potrebbe essere utile aggiustarli per ottenere un’illuminazione più intensa e/o un’immagine di sfondo con colori più brillanti e contrastati. Ora, nella scheda Mapping imposiamo il selettore Coordinates su AngMap: questo passaggio è fondamentale per proiettare l’immagine sferica sullo sfondo del nostro rendering in modo corretto. Infine nella scheda Influence mettere il segno di spunta anche su Horizon. Ora spostiamoci nella scheda World(1): qui imposteremo i parametri di illuminazione globale e per la visualizzazione dell’immagine sullo sfondo del nostro rendering. Nella sezione World disattiviamo Paper Sky ed attiviamo invece Real Sky. Abilitiamo ora l’Environment Lightning ed impostiamo il valore Energy a 0.4 ed la casella a discesa alla sua destra su Sky Texture. Il valore potrebbe essere anche più alto ma spesso le immagini in esterna sono illuminate dal sole, una fonte di luce decisamente forte. Questa, come nella fotografia reale, tende a bruciare i colori… è per questo che abbiamo tarato l’energia emessa ad un valore più basso.

Nota: questo è il passaggio fondamentale per fa sì che la nostra texture sia l’emettitore di luce…. e dal momento che l’immagine è in HDR e proiettata sfericamente tutt’intorno al nostro modello, l’informazione luminosa sarà molto accurata e ben calcolata. Non dimentichiamoci che possiamo utilizzare anche foto nei classici formati (non HDR), ma il risultato sarà decisamente meno convincente.

Nella sezione Gather, il numero di Samples andrà impostato almeno a 10 ma, per una maggiore accuratezza nella resa (e tempi più lunghi) si può alzare il valore. Siamo pronti per il rendering: F12!

Pregi

Utilizzando questa tecnica possiamo:

1. illuminare rapidamente una scena, visto che si trovano su Internet diversi file in formato HDR pronti da scaricare ed utilizzare (controllate sempre la licenza!)
2. per i professionisti o per gli appassionati, è possibile prendere la propria macchina fotografica e crearsi la propria immagine HDR così da potervi integrare i propri modelli 3D (penso al mondo dell’architettura, penso a rendering di ambienti esterni di vario tipo in cui il settaggio delle luci può essere complesso, penso, in generale, al dover integrare un proprio oggetto modellato in Blender in un ambiente pre-esistente)
3. a scapito di tempi di calcolo lunghi, ma non esageratamente (come per i renderer di tipo unbiased), otteniamo un’immagine davvero ben irradiata dalla luce dall’aspetto realistico

Ma, ci saranno pure delle….

Controindicazioni

Tutto ha un rovescio della medaglia. Però, più che di aspetti negativi, direi che ci sono alcuni dettagli da conoscere se si desidera utilizzare l’HDR e l’Environment Lightning per illuminare una scena:

1. il calcolo non prevede delle vere e proprie sorgenti luminose ma, piuttosto, un’irradiazione della luce. Per questo motivo, effetti sui materiali che scaturiscono dal ray tracing non appariranno nel rendering finale; prime fra tutti, le normal map dei materiali: in pratica se avete un effetto bump sul materiale, non lo vedrete renderizzato. Per ovviare a questo è possibile aggiungere una luce alla scena che, se ben impostata, aggiunge l’effetto di bump desiderato sul materiale senza influenzare la luce della scena;
2. se la propria scena è racchiusa all’interno di un contenitore e si vuole che la luce filtra attraverso un’apertura (es: un tavolo al centro di una stanza con una sola finestra) la situazione si complica. Si renderà necessario aggiungere fonti luminose extra, ma questo vanifica la tecnica spiegata. Si può però ovviare sostituendo la stanza modellata in 3D con una foto in HDR di una stanza reale, visto che, a questo punto, l’ambiente che irradia la luce è la stanza stessa e non il mondo che è fuori.

Conclusioni e link

Se avete modo di vedere e capire il tutorial dal quale ho tratto questo post (link sotto), potete capire che non mi sono inventato niente, ma ho cercato comunque di fare alcuni test e di metterci del mio. E poi… almeno è in lingua italiana

Tutorial:

• post originale fonte d’ispirazione nel sito Blender Nerd
• il sito web di CGtechniques contiene interessanti tutorial ed altre informazioni utili

Approfondimenti:

• questa notizia propone un interessante workflow per l’uso della tecnica illustrata per realizzare Immagini HDR: archivio programma sIBL Edit
• informazioni sul mondo HDR, come funziona e come creare le proprie immagini sulle pagine di HDRShop

Immagini sferiche HDR da utilizzare:

• otto sfere in HDR da scaricare nel forum di hdrlabs
• sito web di Debevec dal quale ho tratto la mia immagine: ve ne sono molte altre presenti

Aggiungo lunga serie di link utili in una pagina di 3D Valley: qui troverete software, immagini, informazioni e molto altro.

Crediti

• icone “pollice su/giù”: Gentleface.com