hdri карты что это

Что такое HDRi и для чего они нужены

HDRi — это High Dynamic Range Image (изображения с высоким динамическим диапазоном). Данный термин также применяется к методам получения и обработки таких изображений.

Человеческий глаз способен видеть детали как в очень светлых участках, так и очень темных. Тогда как стандартный монитор компьютера (или дисплей смартфона, планшета и т.п.) не имеет достаточной разрешающей способности монитора по яркости вблизи темной области цветов и слишком ограничен в светлой области света по отношению к человеческому зрению. Эти ограничения имеют технологические причины, которые вряд ли будут преодолены в ближайшие десятилетия — трудно представить монитор, обладающий яркостью Солнца.

Эти ограничения наиболее сильно проявляются в панорамной фотографии, т.к. одно панорамное изображение, как правило, содержит как очень светлые, так и очень темные участки.

Для обхода этих ограничений применяется метод множественной экспозиции — возможности фотокамер тоже не безграничны. Суть этого метода состоит в получении серии фотографий с различными временами экспозиции для захвата освещенности из всего динамического диапазона реальной сцены. Далее строится функция отклика фотоаппарата, описывающая его нелинейность. Такая функция отклика получила еще одно название – характеристическая кривая устройства. И наконец, различные значения освещенности, измеренные по серии фотографий, с учетом характеристической кривой восстанавливаются к истинным значениям реальной освещенности и комбинируются в одно HDR изображение.

Польза от применения HDRi сильно зависит от используемого освещения и проявляется в большей детализации глубоких теней и ярких светов.

3D-панорама, виртуальный тур, панорамная фотосъемка

3D-панорама, виртуальный тур, панорамная фотосъемка

Источник

Repetitor3d.ru

3d графика и дизайн

Использование HDRI карты в 3ds max

HDRI карта — панорамная фотография, содержащая большое количество данных. В 3ds max применяется для освещения сцены. Использование таких карт позволяет создать реалистичные тени, блики, контуры предметов, яркость освещения, фон и многое другое. Например, при визуализации интерьера, картой HDRI вы можете создать красивый вид за окном и мягкие тени в комнате. В уроке мы рассмотрим, как правильно вставить HDRI карту в 3д макс.

Давайте поставим этого динозавра в какую-нибудь среду обитания.

HDRI карты в Vray

Проверяем, чтобы в настройках рендера у нас был выбран V—ray. Переходим в Render Setap, во вкладке Assign Renderer → Production выбираем нужную систему рендеринга.

Клавишей «M» вызываем Material Editor. Находим в Maps VrayHDRI и перетаскиваем в рабочее окно, где отображаются все созданные нами материалы. В параметрах карты нажимаем Browse и подгружаем нашу HDRI карту, которую мы заблаговременно скачали. В Mapping type обязательно выбираем Spherical.

Клавишей «8» вызываем окно Environment (параметры фона нашей сцены). Переходим в редактор Материалов, зажимаем ЛКМ на карте и перетягиваем в окно Environment во вкладку Background→Environment Map. В появившемся окне выбираем Instance (тип копирования, при котором параметры скопированных объектов взаимосвязаны; при редактировании одного объекта, изменяться будут все остальные копии ).

Жмем F9 (быстрый рендер) и смотрим на результат. Теперь наш динозавр гуляет по травянистому лугу 🙂

Также на материале объекта появятся красивые отражения и рефлексы.

HDRI карты в Сorona Renderer

Также начинаем с того, что проверяем в настройках рендеринга нашу систему. На этот раз в Production выбираем Сorona Renderer. Все последующие шаги делаем аналогично примеру с работой в Vray. Карту также подгружаем через VrayHDRI. Также настраиваем параметры фона Environment.

Источник

Что такое HDRI?

Начинающие визуализаторы и энтузиасты 3d графики часто сталкиваются с загадочными сочетаниями аббревиатуры HDRI в таких комбинациях: HDRI карты или HDRI карты неба, HDRI карты интерьера или экстерьера и многими другими загадками.

Чтобы разобраться в этом, начнем с самой аббревиатуры HDRI — это High Dynamic Range Imaging, по-русски технология работы с динамическими диапазонами высокого качества. На практике HDR изображения представляют из себя нанорамные фотографии из одной точки с большим количеством данных. Стандартный HDRI на данный момент это 32 бита хранимой информации о цвете в каждом пикселе канала.

В противовес обычным фотографиям, которые относятся к LDR или SDR — низкий динамический диапазон или стандартный соответственно, HDR хранит даже избыточную информацию, которую не в состоянии различить человеческий глаз в обычных условиях. Для сравнения, обычный jpg изображение имеет только 8 бит данных на пиксель. Другой важной составляющей HDR является практически безграничная яркость пикселя, а вот jpg может иметь значение яркости до 255.

Что же такое HDRI карта? Это панорамный снимок HDR качества с хорошими диапазонами, применяемый в компьютерной графике для создания реалистичного освещения сцен и отдельных объектов. Как правило HDRI хранится в формате tiff, exr или hdr. Применяя HDRI карту, например, к экстерьерной сцене можно получить качественное освещение мельчайших деталей. Конечно, HDRI не единственный способ получить реалистичное изображение, но самый доступный большинству визуализаторов безотносительно навыков.

Самостоятельное создание HDRI карт возможно, но требует особого оборудования, массу времени и терпения. Так что проще воспользоваться готовыми картами сделанными другими профессионалами. Сайтов где можно скачать бесплатные HDRI карты в интернете полным полно, а материалы есть на любой вкус: HDRI карты неба, карты природы, карты городов, карты офисы и многое другое.

Источник

Создание и использование HDRI

Здравствуйте. Меня зовут Пидвирный Андрей, живу я в городе Львове, работаю визуализатором в одной фирме. Идея написать какую-нибудь статью посещала меня давно и довольно часто, но нехватка времени плюс банальная лень не давали мне этого сделать, и вот, когда я увидел сообщение о конкурсе уроков, я наконец собрался силами и мозгами :), и решил действовать, тем более, что тема, на мой взгляд, должна заинтересовать многих, как начинающих, так и уже бывалых 3D-шников.

В этом уроке я хочу рассказать вам как можно сделать собственные HDRI карты, и основные принципы их использования, и начнём мы, пожалуй, с теории.

High Dynamic Range Image (HDRI) – Изображения с высоким динамическим диапазоном. Суть этой технологии заключается в том, что окружающий нас мир содержит значительно больший диапазон яркостей и оттенков, чем может показать нам монитор или запечатлеть фотоаппарат. Человеческий глаз в состоянии видеть очень большой диапазон, но даже он не может видеть всё это в один момент времени, ему требуется некоторое время для адаптации. Это происходит, например, когда вы выключаете в комнате свет и сначала ничего не видите, но через некоторое время глаз привыкает, и вы начинаете различать предметы, и комната уже не кажется вам такой тёмной. Наша задача сделать несколько снимков неподвижной камерой с разными выдержками, чтобы получить максимум видимых деталей, как в самых тёмных, так и в самых светлых частях нашего кадра. После чего наши фотографии мы должны соединить при помощи бесплатной программы HDRShop в одно HDR изображение. HDRI могут быть как панорамными (180 или 360 гр.) так и простыми, но нас будут интересовать именно панорамные 360.

Пора, наверное, переходить к практическим занятиям. Нам понадобятся:

Вариант первый. Идеальный.

Вариант второй.

Начнём с первого, самого простого варианта.

Наша задача сфотографировать наш шар, что даст нам почти полную панораму окружающей местности. Как вы уже наверное догадались, мы должны сотворить конструкцию, напоминающую ту, которая показана на рисунке. Когда все комплектующие заняли своё место, пора приступать непосредственно к самому процессу съёмки. Делаем от трёх до десяти фотографий, как кому нравится, с разной выдержкой. Теперь, если вы хотите получить полную панораму и убрать из кадра фотографа, 🙂 вы должны сделать такое же количество фотографий и с теми же выдержками, перейдя на 90 относительно шара.

Теперь вариант второй. Если вы не нашли зеркальный шар, могу посоветовать вам новогоднюю игрушку, которую не составит труда найти в магазине. Если на ней имеется рисунок, его можно удалить жидкостью для снятия лака (мне помогло 🙂 ). Вместо штатива используем любые подручные средства (вот тут вам и пригодится ваша смекалка). Дальнейший ход работы ничем не отличается от первого варианта.
Очень хорошо, если ваш фотоаппарат умеет снимать с автобрекингом, это избавит вас от рутинной работы с переключением выдержки. Мой OLYMPUS оказался способным делать пять снимков с шагом в единицу, чего в принципе хватает на карты с не очень большим диапазоном, но вполне пригодных к дальнейшей роботе. Теперь пора переходить в HDRShop и продолжать работу там.

Качаем программу с http://www.debevec.org и запускаем.
Заходим в Create > Assemble HDR from Image Sequence

В появившемся окне нажимаем Load Images и выбираем, в моём случае, пять первых фотографий.

HDRShop автоматически выстроит их в нужном порядке, и мы увидим их в списке ниже. Теперь нам нужно подобрать значение гаммы. Я советую делать это индивидуально для каждого нового HDRI, в зависимости от желаемого результата. HDRShop по умолчанию загружает HDR изображения с гаммой 2.2, а Vray в 3DS MAX устанавливает значение в 1.

После этого выбираем Image->Size->Arbitrary Resize. Здесь мы должны установить размер нашей HDRI в пикселях, желательно выбирать значения типа 512*512 или 768*768, хотя никто не запрещает вам установить там и свои цифры. Нам осталось нажать один или два раза + и потом Image->Pixels->Scale to Current Exposure.

Вот вы и создали свою первую HDRI, вам осталось только сохранить её через File->Save As, где выбираем Radiance format и придумываем ей какое-нибудь имя.

В принципе на этом можно и закончить, мы получили готовую к использованию Mirrored Ball HDRI, но, если вы помните, мы должны избавиться от фотографа, который закрывает собой довольно большую часть нашей фотографии. Для этого мы повторяем все описанные выше действия для второй последовательности снятых нами снимков и обязательно устанавливаем тот же размер, что и на первом изображении. Теперь, когда у нас есть два изображения, мы можем продолжить нашу работу. Суть описанного далее в том, что мы должны соединить два наших изображения воедино при помощи установки контрольных точек и заменить недостающие части одной фотографии аналогичными участками другой.

Загружаем оба наших изображения в HDRShop. Я изменил гамму у обоих изображений на 1, так как мне они так больше нравятся. Чтобы установить контрольные точки выбираем нашу первую HDRку и Window->Point Editor. Здесь мы видим небольшое окошко, в котором будут отображаться координаты наших точек. Для того, чтобы установить точку мы должны зажать Ctrl и щёлкнуть мышкой в нужное нам место. Точки нужно выбирать таким образом, чтоб их было видно на обоих изображениях, и находились они на достаточном расстоянии друг от друга. На иллюстрации вы можете увидеть точки, которые выбрал я.

Вам придется вручную переписать координаты точек для обоих снимков, так как они будут нам нужны в дальнейшем. Вот мои координаты:

Img_1.hdr

После того, как вы переписали полученные вами координаты, пришло время для дальнейших трансформаций. Выбираем Les_1.hdr Image->Panorama->Panoramic Transformations. В Source Image оставляем всё как есть, а в поле Format в Destination Image устанавливаем Light Probe (Angular Map), также мы можем изменить размер нашей будущей HDRI и нажимаем ОК.

У нас теперь появилось третье изображение, которое представляет собой пока ещё не совсем правильную, но уже Light Probe. 🙂 Настало время второй картинки. Щёлкаем на ней и тоже выбираем Panoramic Transformations и изменяем Mirrored Ball на Light Probe (Angular Map) в Destination Image. В поле 3D Rotation нажимаем Match Points и Settings. Перед нами предстаёт небольшое, но довольно насыщенное разными параметрами окошко, которое мы должны привести к виду близкому тому, какой вы видите на скриншоте, но, конечно, с вашими координатами точек.

Возвращаемся в HDRShop. Открываем оба изображения и созданную нами маску. Нажимаем Image->Calkulate и приводим явившееся перед нами окно к такому виду, в данном случае.

Нажимаем ОК и получаем уже полностью готовую Light Probe HDRI, которую теперь с гордостью можно использовать в вашем любимом 3D редакторе. Я же приведу небольшой пример по использованию HDRI в 3DS MAX с Vray рендером.

После того, как мы подстроили цвета и установили силу освещения, можно снова нажать рендер и оценить полученный результат. После небольшой доработки моя сцена стала выглядеть вот так:

И напоследок я хотел бы дать ещё несколько советов.

Если вам дорог ваш фотоаппарат, и вы хотите пользоваться им долго, не стоит делать кадры с прямым солнечным освещением, так как матрица может не выдержать такого испытания и оставить вам солнечные пятна на всех последующих снимках.

Если вам нужны более отчётливые тени, воспользуйтесь дополнительным источником света, имитирующим солнце.

При использовании цветокорекции свитка Output, можно добиться очень интересных и совершенно разных результатов с одной и той же HDRI картой.

Вот мы и закончили, надеюсь вам понравился этот урок, и вы нашли здесь что-нибудь полезное для себя. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, прошу задавать их на frees_les@mail.ru

Красивых вам HDRI и быстрых рендеров.

Источник

HDRI-карты: что это, как использовать, преимущества и недостатки HDRI

Сегодняшний гайд раскроет нюансы использования HDRI-карт, а также преимущества и недостатки HDRI в целом. Итак, начнем:

Покупка HDRI-карт

Многие люди, кажется, не понимают, что HDRI-карта — это нечто большее, чем просто красивая картинка. Мы, как правило, должны принимать решение о покупке HDRI-изображения, основываясь только лишь на предварительном знакомстве с её совсем маленькой копией (очень низкого динамического диапазона), поэтому важно знать, что именно искать и как определить карты низкого качества.

Эта статья поможет распознать высокий динамический диапазон изображения, который так часто упускают из виду не только пользователи, но и поставщики HDRI-изображений.

На что обращать внимание при покупке HDRI-карт?

Существует много сайтов, которые предлагают HDRI-карты, но лишь немногие продают действительно высококачественные карты с хорошими характеристиками. Вот небольшой обзор того, на что следует обратить внимание при выборе HDRI-изображения:

Только так вы увидите, создаёт ли карта живое освещение и отражения. То, чего мы действительно ждём от HDRI — контраст. Контрастные элементы будут отражаться от любой поверхности, даже резины или слегка блестящего пластика. Также обратите внимание на присутствующие источники света: сколько их, какого цвета, какого размера, где они располагаются и т. д. Приведу пример HDRI-карты с большим количеством источников света и замечательным контрастом. Рядом — рендер сцены с использованием этой карты. Обратите внимание на приятное освещение и хорошее отражение!

Динамический диапазон HDRI-карты. Что это?

На самом деле динамический диапазон представляет собой разницу между самым тёмным и самым ярким пикселями в изображении. Например, у HDRI-карты солнечного дня должен быть очень высокий динамический диапазон, если вы, конечно, хотите, чтобы свет и отражения создавали эффект реальной действительности. Солнце здесь в высшей степени яркое, а тени — очень тёмные. На самом деле, современные камеры с натяжкой могут полностью захватить динамический диапазон солнечной сцены.

Даже при самом коротком временем выдержки и мельчайших отверстий объектива солнце всё равно будет выглядеть засвеченным пятном (а остальная часть изображения будет чёрной!). Многие HDRI-карты, которые можно найти в интернете, не отражают весь спектр динамического диапазона реальной сцены. Приведу 2 примера HDRI-карт для сравнения. Оба одинаково понижены в экспозиции:

На хорошей HDRI-карте источники света при понижении экспозиции будут оставаться яркими, в то время как все остальные пиксели будут становиться темнее. Но как вы можете заметить в нижнем ряду, уже после снижения экспозиции на два шага, солнце из ярко-белого превратилось в светло-серое.

Обратите внимание на цвета солнца на двух полосах в середине. Верхняя HDRI захватывает намного больше фактического динамического диапазона. Только после снижения экспозиции на 12 полных шагов (. ), солнце начинает менять интенсивность. Понижение нижней HDRI на 12 шагов в результате приводит к солнцу чёрного цвета.

Что значит EV?

Динамический диапазон HDRI-карт, как правило, выражается в количестве EV («стопов»/«шагов») или числом F-stop (диафрагменным числом). EV обозначает величину экспозиции (exposure value), а 1 EV соответствует одной полной остановке света в камере. Например, изменение выдержки с 1/400s до 1/200s, соответствует повышению экспозиции на один полный стоп, или 1 EV.

Число EV напрямую не связано с количеством снимков, необходимых для создания HDRI карты. Многие камеры могут создавать изображение, используя за один снимок 1/2 стопа, или даже 1/3. При этом следует учитывать, что отсняв 12 кадров с интервалом в 1/3 стопа, вы получите всего 4 полных шага экспозиции или 4 EV! Очень важно это понимать.

Вся эта неразбериха приводит к тому, что на многих сайтах рядом с HDRI указаны совершенно случайные цифры. Получается, что мы не можем доверять этим показателям, и должны сначала открыть HDRI в Photoshop (или подобной программе), чтобы увидеть действительный динамический диапазон, с которым имеем дело.

Для оценки правдивости таких цифр, вы можете использовать следующие значения в качестве ориентира:

Некоторые даже заявляют показатель в 25 EV и более, но они либо сумасшедшие, либо явно сделали что-то неправильно. Если у карты указан более низкий диапазон, будьте уверены, что, скорее всего, это не самое высококачественное HDRI.

Динамический диапазон vs освещение и отражения

Возможно, у вас ещё остался вопрос о том, какие проблемы доставит HDRI-карта с низким динамическим диапазоном. Как уже говорилось ранее, низкий диапазон означает, что фотографу не удалось запечатлеть весь спектр света, представленный в реальной сцене. Это, конечно же, отразится на рендере и в результате приведёт к тому, что итоговое изображение не получит эффекта реального освещения.

Ниже для сравнения представлены 2 изображения. Это результаты рендеринга одной сцены с применением 2х HDRI-карт, рассмотренных ранее:

Очевидно, что изображения сильно отличаются друг от друга. Но ведь они должны выглядеть приблизительно одинаково, так как обе карты представляют изображение солнечного дня. Сразу же можно заметить три вещи:

Степень отражения

Красный материал — плохо отражающий пластик. Как вы можете видеть на картинке слева, солнце отражается в фигуре довольно чётко, так как это очень яркий источник света. Остальное окружение почти незаметно в отражении, как и должно быть. Видно и то, что небо отражается в объекте сильнее, чем деревья или трава. Это выглядит вполне реально, так как небо гораздо ярче, чем деревья и другие элементы.

На изображении справа заметно, что баланс отражения окружения в объектах нарушен. Белый дом отражается намного ярче, чем солнце. Это просто не может выглядеть реалистично. Этот рендер похож на те, что создавались лет 10 назад. В то время, когда для отражения окружения в объектах использовали изображения с низким динамическим диапазоном.

Чёткость теней

Насколько чёткими будут тени на изображении — напрямую зависит от размера источника света. На этих HDRI-картах солнце — главный источник света. На изображении слева тени очень чёткие. Так получилось, потому что самые яркие пиксели в этом HDRI расположены на очень маленькой области.

На правой картинке солнце намного больше по размеру, а в середине солнечной «звезды» совсем нет пикселей, которые были бы ярче остальных. Таким образом, все эти пиксели сильно влияют на общее освещение. Из-за большого солнца тени мягкие и проявляются очень слабо. Они едва видны, потому что почти нет разницы в яркости между солнцем и небом. Таким образом, баланс освещения сбивается.

Цвет освещения

Нарушенный баланс освещения способствует тому, что изображение справа приобретает такой голубой оттенок. На нормальной карте солнце было бы маленьким, желтоватым и очень-очень ярким, а небо — очень большим, голубым, но менее ярким. При таких условиях небо «пытается» сделать освещение синим, но его «одолевает» очень яркий жёлтый свет солнца. Этим они сбалансируют друг друга, что приведёт к созданию изображения, где освещённые участки будут желтоватыми, а теневые зоны — немного синими.

На изображении ниже я выбрал для сравнения по одному пикселю из каждой области: освещённой солнцем и теневой. Вы можете ясно видеть, что тени — слегка синие, а освещённые участки — желтоватые.

Изучите рендер, доступный для предпросмотра

Вы легко можете определить действительный динамический диапазон HDRI-карты до приобретения. Для этого изучите изображение, созданное с помощью данной карты и предложенное для предварительного просмотра. Если это солнечная сцена, вы не должны увидеть синюю картинку со слабыми тенями. То же правило распространяется и на сцены внутри помещений. Проверьте расположение света (возможно, это будет точечное освещение или, наоборот, большое окно и т.п.) и посмотрите, совпадают ли тени и отражения.

Надеюсь, что эта статья в будущем поможет вам выявить HDR-карты плохого качества, и вы не выбросите деньги на ветер. Ещё раз напомню вам те пункты, на которые стоит обратить внимание:

Источник

Img_2.hdr