СЪЕМОЧНЫЕ КАМЕРЫ.

Расположение камеры определяет композицию финального изображения сцены, подчеркивая главные и опуская второстепенные детали. Размещение камеры на уровне происходящего в сцене действия создает у зрителя ощущение участия в сцене. Размещение камеры высоко над сценой создает ощущение отстраненности и позволяет наблюдать за сценой со стороны, поэтому практикуется при отображении масштабных объектов или сцен с большим количеством действующих персонажей. В случае расположения камеры у земли у зрителя создается впечатление, что его окружают предметы гигантских размеров, — такой прием применяется для визуального увеличения высоты персонажей.

Камера — это невизуализируемый объект, который отображает сцену с определенной точки обзора. Теоретически выбрать нужную точку обзора можно вручную в окне проекции Perspective, но это не очень удобно, к тому же при этом отсутствует возможность точной регулировки параметров обзора.

 

На панели команд откройте закладку Create, раздел Cameras (Камеры). В данном разделе находятся два вида камер:

· TargetCamera (Нацеленная камера) — состоит из двух элементов: самой камеры и точки цели, или, как часто говорят, мишени (Target), определяющей ориентацию камеры. Данные компоненты настраиваются независимо друг от друга, при этом камера всегда остается направленной на цель, поэтому ее проще точно установить и нацелить. Однако нацеленные камеры ограничены во вращении из-за необходимости поддерживать направление на цель, что может стать препятствием при создании некоторых анимаций;     · FreeCamera (Свободная камера) — состоит из одного элемента — камеры и настраивается как единый объект. Данные камеры сложнее установить и нацелить, поскольку они не имеют цели, на которую необходимо смотреть, зато они не ограничены во вращении, поэтому лучше подходят для сложных анимаций, например перелетов по сцене по сложной извилистой траектории.

 

За создание камер отвечает категория Cameras (Камеры) панели Create (Создать), при выборе которой становятся доступны оба типа камер. Технология их создания напоминает создание объектов геометрии. Нужно выбрать тип камеры и щелкнуть в точке ее создания в одном из окон проекций (Free Camera), перетащить мышь при

нажатой левой кнопке, указав, таким образом, не только местоположение камеры, но и ее Target-точку. Обратите внимание, камера расположилась на нулевом уровне, обычно необходимо поднимать камеру вместе с целью на высоту угла зрения.

 

Созданным камерам (так же, как и объектам геометрии) присваиваются имена: Camera01, Camera02 и т.д.. Любую камеру можно перемещать и вращать на видовых экранах так же, как и другие стандартные объекты. Теоретически камеры можно и масштабировать, но делать это не рекомендуется, поскольку возможно искажение настроек. Обзор камеры, определяющий вид отображения сцены, зависит от ее положения, ориентации и параметров и всегда ограничен ее полем зрения (то есть областью сцены, видимой наблюдателю). Поле зрения камеры имеет форму пирамиды: в ее вершине находится сама камера, а в центре основания (в случае нацеленной камеры) — ее точка цели.

 

Чтобы посмотреть, как выглядит сцена с точки зрения конкретной камеры, нужно щелкнуть на названии рабочего окна проекции и из ниспадающего меню выбрать команду Views=>Camera (Отображение=>Камера) или нажать клавишу C — это приведет к замене рабочего окна конкретной проекции окном проекции камеры. Если в сцене присутствует более одной камеры и ни одна из них не выделена, то появится диалоговое окно выбора камеры из списка, где следует указать требуемую камеру. Нередко выделить камеру, а тем более ее цель бывает сложно, например цель, как правило, расположена за объектами сцены — в таких случаях стоит выделять нужный объект через команду Select by Name (Выделить по имени). Кроме того, мишень можно выделить, выделив саму камеру, щелкнув на ней правой кнопкой и выполнив команду Select CameraTarget из всплывающего меню.

 

Управление камерами

Для управления окном проекции камеры предназначена специальная панель, появляющаяся в нижней части программного окна вместо стандартной навигационной панели. Имеющиеся на ней кнопки позволяют задавать точное положение и ориентацию камер и осуществлять их анимацию

Разберем основные из них:

· DollyCamera/DollyCamera + Target/DollyTarget (Откат камеры/Откат камеры и мишени/Откат мишени) — перемещает камеру (либо камеру с мишенью, либо мишень) вдоль ее локальной оси к остающейся неподвижной точке цели, фокусное расстояние объектива не изменяется;

· Perspective (Перспектива) — осуществляет откат камеры с одновременным изменением ее фокусного расстояния;

· RollCamera (Крен камеры) — поворачивает камеру вокруг ее локальной оси так, что создается впечатление наклона снимаемой камерой сцены;

· Field of View (Поле зрения) — изменяет ширину поля зрения; положение камеры и цели не меняются. При увеличении поля зрения вид сцены раздвигается, а перспектива подчеркивается сильнее, при сужении — перспектива становится более плоской и кажется, что глубина сцены уменьшается;

· TruckCamera (Сопровождение камеры) — перемещает камеру и мишень параллельно плоскости окна проекции камеры; угол зрения и расстояние от камеры до цели не меняются. Получается, что камера как бы следит за объектом, передвигаясь в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

· OrbitCamera (Орбитальное вращение камеры) — поворачивает камеру вокруг мишени по орбите, то есть камера совершает облет вокруг цели. При этом создается ощущение, что объекты сцены тоже вращаются вокруг мишени камеры;

· PanCamera (Панорамное вращение камеры) — поворачивает мишень по орбите вокруг камеры.

Свободные камеры при применении команд Dolly, Truck, Pan и Orbit используют виртуальные мишени.

 

Вращение камеры осуществляется вокруг ее цели. Для ее перемещения на панели инструментов нажмите кнопку Select by Name (Выбор по имени) или на клавиатуре клавишу [H]. Обратите внимание, для камеры имеются две строчки: Camera1 (Сама камера) и Camera1.Target (Цель камеры). Их можно выделять по отдельности и перемещать.

 

Далее на виде Top выделите камеру (не цель) и откройте закладку Modify. В свитке Parameters находятся следующие параметры камеры:

· Взаимосвязанные счетчики Lens (Фокусное расстояние объектива – расстояние между линзами объектива) и FOV (Поле зрения) — управляют величиной поля зрения камеры: при увеличении фокусного расстояния значение счетчика FOV уменьшается, а поле зрения соответст-венно сужается, и наоборот. Поле зрения может изме-ряться по горизонтали, по вертикали или по диагонали в зависимости от установленного режима, который выби-рается через выпадающее меню (кнопка со стрелкой слева от параметра FOV).

 

Поле зрения обратно пропорционально фокусному расстоянию объектива. Для камеры границы поля зрения изображаются в виде пирамиды, исходящей из объектива и называемой пирамидой видимости.

· Для удобства, ниже, в группе Stock Lenses (Набор объективов)есть девять стандартных объективов с фокусными расстояниями от 15 до 200 мм. Чем больше фокусное расстояние, тем сильнее увеличение в окне камеры. Фокусное расстояние объектива одновременно связано с другой характеристикой камеры – Поле зрения. Чем больше фокусное расстояние, тем уже поле зрения и наоборот. Фокусное расстояние человеческого глаза составляет 50 мм, поэтому обзор сцены, полученный объективом с таким фокусным расстоянием, обеспечивает наиболее естественное для человеческого глаза отображение сцены. Линзы размером меньше 50 мм (их называют широкоугольными) имеют большее поле обзора и приводят к преувеличению перспективы. Как правило, широкоугольные объективы используются при отображении больших сцен и сцен, в которых объектам необходимо придать большую значительность или масштабность. Очень маленькие линзы — размером 10-15 мм — способны охватить очень большие сцены, но их применение ведет к сильным искажениям (к эффекту рыбьего глаза), особенно явным по краям сцены. Линзы с фокусным расстоянием более 50 мм (длиннофокусные) отличаются меньшим полем обзора — они могут охватить лишь небольшой угол сцены и уменьшают перспективу вплоть до ее полного уплощения. Длиннофокусные объективы обычно применяются при съемке удаленных объектов, потому данный вариант объектива в 3D Studio MAX может потребоваться для придания реалистичности подобным сценам. Кроме того, длиннофокусные объективы могут использоваться для усиления общего драматизма и напряжения сцены за счет ее сжатия и приближения главного героя к зрителю.

· OrthographicProjection — включает/выключает ортографическую проекцию, в которой отсутствует перспектива и все объекты отображаются точно под углом в 90°.

· Группа настроек ClippingPlanes (Плоскости отсечения) — представлена параметрами Near Clip (Ближняя плоскость отсечения) и Far Clip (Дальняя плоскость отсечения), определяющими расстояния от камеры до соответствующих плоскостей. Плоскости отсечения огра-ничивают в пространстве поле зрения камеры — камера видит только те объекты (или части объектов), которые расположены между плоскостями NearClip и FarClip.

Объекты, оказавшиеся вне поля зрения камеры, станут невидимыми и не будут визуализироваться, Поэтому плоскости отсечения раз-умно использовать для ускорения отладочных визуализаций сцены, а также для того, чтобы взглянуть на геометрию сцены изнутри, что акту-ально, например, при соз-дании сечений строений, механизмов и пр. По умолчанию плоскости от-сечения не отображаются.

· выпадающий список Type (Тип) — позволяет изменить тип камеры с Target на Free уже после ее создания. · ShowCone — включает/выключает отображение в окне проекции зоны FOV даже для неактивной камеры. · ShowHorizon — делает линию горизонта видимой или невидимой. · группа настроек Environment Ranges (Диапазоны влияния окружающей среды) — представлена

 

параметрами NearRange (Ближняя граница) и FarRange (Дальняя граница). Данные границы, являющиеся плоскостями, используются для ограничения зоны отображения таких эффектов окружения, как туман (Fog), объемный свет (VolumeLight) и пр. По умолчанию границы не отображаются в окнах проекций — для включения отображения следует активировать флажок Show.

· Группа настроек ClippingPlanes (Плоскости отсечения) — представлена параметрами Near Clip (Ближняя плоскость отсечения) и Far Clip (Дальняя плоскость отсечения), определяющими расстояния от камеры до соответствующих плоскостей. На ортогональных видах они отображаются в виде красных прямоугольников с диагоналями. Плоскости отсечения ограничивают в пространстве поле зрения камеры — камера видит только те объекты (или части объектов), которые расположены между плоскостями NearClip и FarClip. Объекты, оказавшиеся вне поля зрения камеры, станут невидимыми и не будут визуализироваться, поэтому плоскости отсечения разумно использовать для ускорения отладочных визуализаций сцены, а также для того, чтобы взглянуть на геометрию сцены изнутри, что актуально, например, при создании сечений строений, механизмов и пр. По умолчанию плоскости отсечения не отображаются в окнах проекций — для включения отображения следует активировать флажок Clip Manually (Отсекать вручную).При этом очень важно, чтобы луч камеры был строго перпендикулярен отсекаемой стене.

· Группа настроек Multi-PassEffects (Многопроходные эффекты) — позволяет имитировать работу настоящей камеры посредством размытия по глубине резкости (Depthoffield) и размытия движения (Motionblur). Первый вариант используется для статичных изображений — он обеспечивает размытие фрагментов сцены, находящихся вне фокуса камеры. Второй — для анимации: с его помощью быстро движущиеся объекты получаются размытыми (как на снимке или в кинокадре), благодаря чему движение выглядит более естественно.

Создание и настройка камеры

Для примера создайте сцену с несколькими примитивами — рендеринг сцены в проекции Perspective представлен на рис. 1. Попробуем получить такой же вид сцены с помощью камеры. Для создания камеры откройте на панели Create категорию Cameras (Камеры), щелкните по кнопке Target (Нацеленная камера) и создайте камеру в окне проекции Тор, щелкнув мышью в точке желаемого местоположения камеры и перетащив курсор на цель (рис. 2). Перейдите в окно проекции Perspective, нажмите на клавишу С и увидите, как выглядит сцена из созданной камеры (рис. 3). К сожалению, начальное положение камеры оказалось неудачным, так как сцена показана явно не в нужном ракурсе. Попробуем изменить положение камеры так, чтобы в фокусе оказался чайник. Для этого вначале вернитесь в проекцию Top, выделите камеру с мишенью, перетащите ее слегка вправо и разверните так, чтобы она смотрела на сцену в направлении чайника. А затем нацельте камеру на чайник, для чего требуется выделить мишень и перетащить ее прямо на чайник (рис. 4). Перемещая мишень в проекции Top, наблюдайте за видом сцены из проекции камеры, чтобы выбрать наилучшее положение мишени. Если выделить мишень обычным образом мышью проблематично (из-за скопления объектов в точке ее расположения), можно выделить камеру, щелкнуть на ней правой кнопкой мыши и из всплывающего меню выбрать команду Select CameraTarget.

Рис. 1. Исходная сцена в проекции Perspective Рис. 2. Создание нацеленной камеры

 

Рис. 3. Начальный вид сцены из камеры

 

Рис. 4. Нацеливание камеры на чайник

Перейдите в проекцию камеры, в панели управления камерами активируйте команду TruckCamera (Сопровождение камеры) и немного переместите камеру и мишень параллельно плоскости поля зрения так, чтобы показать сцену под небольшим углом (рис. 5). Щелкните на кнопке DollyCamera (Откат камеры) и немного приблизьте камеру к объектам (рис. 6). По окончании в проекции Left инструментом Select and Move переместите камеру немного вверх (рис. 7) — в итоге вид отображения сцены станет примерно таким же, каким был изначально в окне Perspective.

 

Рис. 5. Перемещение камеры с мишенью при помощи команды TruckCamera

 

Рис. 6. Откат камеры к объектам

 

Рис. 7. Перемещение камеры инструментом Select and Move

 

Немного поэкспериментируем с настройками камеры в свитке Parameters панели Modify. Увеличьте значение фокусного расстояния, введя в поле Lens, например, число 85, — это автоматически приведет к уменьшению значения параметра FOV и соответственно к сужению поля зрения (что видно по уменьшению основания пирамиды), в результате чего объекты в окне проекции камеры приблизятся (рис. 8). Откажитесь от изменений, а затем выберите на панели StockLenses стандартный объектив с фокусным расстоянием 85 мм — результат будет тот же самый.

 

Рис. 8. Вид сцены с исходным (слева) и увеличенным фокусным расстоянием

 

Теперь установите стандартный объектив с фокусным расстоянием 50 мм, для сохранения размера объектов без изменений переместите камеру ближе к объекту и визуализируйте сцену. Затем смените объектив на широкоугольный в 15 мм, отрегулируйте положение камеры для примерного сохранения размеров объектов и визуализируйте сцену. По окончании установите длиннофокусный объектив в 200 мм, также отрегулируйте положение камеры и проведите рендеринг. Если сравнить между собой результаты визуализации, то окажется, что в первом случае пропорции объектов естественны, а во втором и третьем — сильно искажены: во втором наблюдается эффект рыбьего глаза (при большем поле обзора), а в третьем (при меньшем поле обзора) — перспектива практически плоская (рис. 9). Получается, что уменьшение фокусного расстояния позволяет увеличить поле зрения и захват камеры (в поле обзора которой попадет больше объектов), но при чрезмерном уменьшении приводит к появлению эффекта рыбьего глаза. А увеличение фокусного расстояния уменьшает поле зрения и соответственно захват камеры (которая отображает меньшее пространство сцены), но чрезмерное увеличение приводит к нереально плоской перспективе.

 

Рис. 9. Визуализация сцены при разном фокусном расстоянии: 50 мм (слева),— 15 мм (в центре), 200 мм (справа)

 

Рассмотрим, как влияет на вид сцены добавление плоскостей отсечения. Выделите камеру и в группе ClippingPlanes (Плоскости отсечения) установите флажок ClipManually (Отсечение вручную) — это приведет к появлению дальней плоскости (она представлена прямоугольником с красными диагоналями). Ближняя плоскость отсечения изначально не видна, поскольку по умолчанию она находится на нулевом расстоянии от камеры. Установите для параметров NearClip (Ближняя плоскость отсечения) и FarClip (Дальняя плоскость отсечения) такие значения, чтобы ближняя плоскость отсекла небольшой фрагмент передней части сцены, а дальняя — часть заднего плана (рис. 10). Обратите внимание, что области, находящиеся за дальней или перед ближней плоскостью отсечения, в окне проекции камеры стали невидимыми (рис. 11).

 

Рис. 10. Возможное положение плоскостей отсечения

Рис. 11. Возможный вид сцены: исходный (слева) и с ограничивающими плоскостями

 

Прежде чем переходить к примерам, рассмотрим особенности расфокусировки сцены на примере размытия по глубине резкости (Depthoffield), когда размываются передний и задний планы сцены в зависимости от установленной точки фокусировки. Включите многопроходную визуализацию, активировав в группе Multi-PassEffects (Многопроходные эффекты) свитка Parameters (Параметры) флажок Enable (Разрешить), и выберите метод DepthofField. Проведите рендеринг — изображение визуализируется не сразу, а будет проявляться постепенно, при этом процесс рендеринга займет гораздо больше времени. В конечном счете объекты, расположенные перед точкой фокуса и за ней, окажутся слегка размытыми, зато вид сцены будет более естественным (рис. 12). Теоретически результат можно было просмотреть прямо в окне проекции камеры, перейдя в полноэкранный режим работы (кнопка Min/MaxToggle) и щелкнув на кнопке Preview. Увеличьте значение параметра SampleRadius (Радиус выборки) до 2 и вновь визуализируйте сцену — размытие усилится (рис. 13).

 

Рис. 12. Результат визуализации сцены: исходный вид (слева) и после стандартного размытия

 

Рис. 13. Вид сцены после усиленного размытия