Данный урок может быть интересен для тех, кто работает или хотя бы знаком с системами частиц имеющейся в 3DSMAX - в основном это Particle Flow - и умеет пользоваться редактором частиц .
Характеристики и системные требования
KRAKATOA является рендерером частиц, в котором практически отсутствуют ограничения на количество частиц – может быть использовано до 100 миллионов частиц - всё зависит от количества доступной памяти. Эта повышенная функциональность вызвана тем, что частица представляется не геометрическим объектом, а точкой. Многопроцессорные платформы не поддерживались до версии 1.5.хх – имела преимущество однопроцессорная система с быстродействующим процессором и большим количеством памяти, по сравнению с многопроцессорной системой, но с меньшим объёмом памяти. Начиная с версии 1.5.хх поддерживаются многопроцессорные структуры, предпочтение отдаётся 64 -разрядной
Я использую в настоящее время следующую конфигурацию: 3DSMAX 2010+Service pack 1, 64 bit, CPU QUAD 2,66GHZ, RAM 8GB .
KRAKATOA была разработана для использования в первую очередь с системой частиц используемых в 3DSMAX - (Particle Flow в первую очередь), но также поддерживает и другие системы частиц, такие как FUMEFX, THINKING PARTICLES, REAL FLOW.
На сайте производителя для загрузки доступны несколько версий, давайте разберёмся что там имеется:
* Версии 1.5.хх и выше поддерживают версии 3DSMAX 9...2010/32 -64bit;
* 1.5.2 - ещё не вышла, но о ней говорят ещё с августа 2009г ;
* 1.5.1. на настоящий момент самая последняя версия, по информации от разработчиков иногда некорректно работает канал цвета при рендеринге - необходимо принятие специальных мер.
* 1.5.0. - последняя стабильная версия, хотя в отличие от 1.5.1 не хватает некоторых функций.
* 1.1.3. - то же что 1.1.2 поддерживает 3DSMAX9 - 2010
* 1.1.2. - поддерживает 3DSMAX 2009 максимум;
* 3DSMAX8 не поддерживается никакими версиями.
Начиная с версии 1.5.0 были проведены серьёзные изменения в программе и добавлено много новых функций, некоторые из которых я попытаюсь рассмотреть в данной статье.
Установка в среде 3DSMAX на примере версии 1.5.0.хх
1. После запуска инсталлятора, KRAKATOA устанавливается как набор скриптов. В настоящее время для загрузки доступно несколько версий как было сказано ранее. Для получения 15 дневной полнофункциональной лицензии нужна регистрация на сайте производителя. Ещё один интересный момент - после окончания срока действия лицензия становится ДЕМО, но рендерер всё равно будет работать полнофункционально с разрешением 480х360 . Это сделано исходя из соображений, что разрешение 480х360 используется для роликов размещаемых на YouTube. При большем разрешении появляются вотермарки.
2. Создаём панель интерфейса KRAKATOA, для чего в 3DSMAX выполняем следующее:
* меню Customize/ Customize User Interface/ вкладка Toolbars, в окне справа создаём новую панель и назовём её KRAKATOA,
* меню GROUP должно быть в положении MAIN UI,
* в меню Category находим строчку Krakatoa и кликаем по ней, после чего видны команды меню Krakatoa.
3. Затем при помощи мыши перетаскиваем требуемые команды меню на вновь созданную панель.
После этого на панели Krakatoa будут доступны следующие команды:
1. Toggle Krakatoa Scripted GUI On/Off - включает/выключает графический интерфейс пользователя (GUI);
2. Switch Back From Krakatoa To Previous Renderer — включает предыдущий рендерер - если до KRAKATOA был включён например Mental Ray, то он и включится снова;
3. Toggle Krakatoa Log Window On/Off — включает/выключает лог, информирующий о происходящих процессах;
4. Toggle Krakatoa Log Window Auto -Open On Output — включение лога автоматически, когда Krakatoa начинает производить вычисления;
5. Krakatoa Shadows Utility – скрипт назначающий формирование карты затухания в сцене 3DSMAX;
6. Krakatoa PRT Scanner — утилита, производящая анализ наличия частиц и выдающая информацию о них;
7. Create Krakatoa PRT Loader — создание загрузчика файлов PRT;
8. Toggle Material Editor Renderer Lock On /Off — включение/выключение рендерера, назначенного для редактора материалов по умолчанию;
9. Channels modifier - добавляет модификатор канала в PRT loader или PRT Volume;
10. PRT Volume - создание объекта PRT Volume.
В группе Category имеется также панель Krakatoa Toolbar, которая повторяет команды интерфейса в усечённом виде (при помощи 2 букв), но она на мой взгляд неинформативна, и её устанавливать я не предлагаю.
Интерфейс:
После установки KRAKATOA и его инициализации, появляется панель интерфейса, состоящую из следующих вкладок
панель интерфейса KRAKATOA
Интерфейс разработан таким образом, что вкладки могут быть скрытыми, плавающими, закреплёнными, первичными и вторичными. На панели MANAGE KRAKATOA GUI ROLLOUT (Управление вкладками) показано состояние вкладок по умолчанию. В поле слева HIDDEN ROLLOUTS показана скрытая вкладка THINKING PARTICLES GROUP, в скобках буква D означает, что вкладка закреплена (DOCKED). В поле справа показаны видимые вкладки, и как видно они также все закреплены. При помощи кнопок – стрелок вкладки можно перемещать, делая таким образом их видимыми или скрытыми. При помощи нижнего ряда кнопок DOCK, FLOAR, SECONDARY расположенных под каждым полем каждую вкладку можно сделать также закреплённой или плавающей, а также вторичной и запомнить конфигурацию. Верхний ряд кнопок предназначен для выделения вкладок по соответствующему признаку. Кроме этого плавающие вкладки (FLOAT) могут быть организованы как первичная или вторичная панель. То есть вкладки могут сгруппированы необходимым образом. Следующая вкладка GLOBAL RENDER VALUES –глобальные установки рендерера.. Здесь расположены следующие кнопки - изменение фона рендеринга (Override Background Color и Background color and Alpha), изменение цвета, излучения, абсорбции, плотности. Вверху вкладки (аналогично сделано и во всех других) справа и слева расположены голубые кнопки.. Кнопка справа - изменение статуса вкладки, кнопка слева – запоминание конфигурации. По центру вверху большая кнопка –BACK TO MAIN CONTROLS (в главное меню которое считается основным в программе), поэтому из любой вкладки можно перейти на вкладку MAIN CONTROLS сразу же. Следующая вкладка PRESET AND HISTORY - здесь хранятся установки проведённого рендеринга и адреса рабочих каталогов.
Вкладки MAIN CONTROLS, SAVE PARTICLES, CHANNELS, PARTICLE LOADER, PARTITIONING, MATTE OBJECTS, SHADOWS ON GEOMETRY я рассмотрю позже при выполнении упражнений. Вкладка AMBIENT PME -производит изменение освещения и цвета частиц под водой., вкладка PREFERENCES - начальные установки, которые в принципе изменять не надо. Вкладка USER NOTES представляет из себя поле для записи важной информации в текстовом виде, вкладка ABOUT – информация о программе.
Далее я предлагаю выполнить несколько упражнений для более детального ознакомления с интерфейсом KRAKATOA и понимания его функциональных возможностей. Для тех же кто знаком с KRAKATOA предлагаю выполнить последнее упражнение. Первые 3 упражнения хотя я и выполнял их в версии 1.50, могут выполнены в любой, то же касается и версии 3DSMAX, что же касается последнего - то читайте мои замечания.
Подготовка к первому рендерингу
В 3DSMAX в целях стабильной работы системы частиц PARTICLE FLOW введены ограничения на максимально возможное количество используемых частиц (100000), которые однако при использовании Krakatoa снимаются.
Произведём следующие установки:
* в меню Time configuration – для возможности последовательного просмотра всех кадров следует отключить Real Time (из -за медленной работы системы частиц);
* в меню PF SOURCE/Quantity multiplier/Viewport % устанавливаем 1% ввиду того что при использовании KRAKATOA мы сможем использовать значительно большее количество частиц - по крайней мере до 10000000 (зависит от объёма установленной оперативной памяти и используемой операционной системы) и нет необходимости в прорисовке всех частиц, для рендерера оставляем 100%;
* в меню PF SOURCE/SYSTEM MANAGEMENT/INTEGRATION STEP желательно для рендеринга изменить имеющуюся установку HALF FRAME на меньшую - при этом возрастёт точность вычислений и время рендеринга;
Создадим простую сцену и на её основе рассмотрим основные возможности KRAKATOA.
* в меню Customize/units setup установим сантиметры, единицы дисплея оставляем Generic;
* на виде сверху в точке 0,0,0 создаём примитив Teapot с радиусом 20 и числом сегментов 32, остальные значения оставляем по умолчанию;
* создаём систему частиц PARTICLE FLOW в любом месте сцены;
* на виде сверху в точке 0,0,0 создаём воздействие Wind (ветер – в меню Create/Space warps/wind) с такими параметрами Force Strength 0, Wind turbulence 0,02; Wind Frequency 0,3; Scale 0,08;
* создаём направленный источник света типа Target spotlight в точке X = 100, Y = - 100, Z=100 и направленный на точку 0,0,0;
* вызываем редактор систем частиц PARTICLE VIEW,
* удаляем операторы Position icon01, Speed01, Rotation01, Shape01 – они создаются автоматически как часть стандартного потока и в данной сцене не нужны;
* тащим оператор Position object из нижней части редактора в событие Event01, под оператор Birth01;
* в редакторе частиц выделяем оператор Position object01;
* в правой части редактора нажимаем Add и щёлкаем по объекту Teapot01 - он появляется и в таблице и в строке оператора Position object01, в меню LOCATION должно быть установлено SURFACE.
* тащим оператор Force из нижней части редактора в событие Event01, под оператор Position object01;
* аналогично проделанному с объектом TEAPOT, назначаем воздействие Wind оператору Force;
* выделяем оператор Birth 01 и в правой части устанавливаем Emit stop =0, Amount=5000
* выделяем PF SOURCE01 и в правой части устанавливаем Quantity Multiplier Viewport 100%;
* выделяем оператор Display01 и в правой части Type устанавливаем Dot (точки) для лучшего отображения на экране прячем объект Teapot 01 - он больше нам не нужен. Сцена подготовлена.
При помощи этих действий мы проделали следующее:
* создали объект TEAPOT;
* создали систему частиц PARTICLE FLOW;
* удалили ненужные операторы;
* натянули систему частиц на поверхность объекта TEAPOT01; частицы испускаются в 0 кадре в количестве 5000шт.
* применили воздействие WIND к системе частиц ;
В результате окно редактора частиц имеет следующий вид
Жмём кнопку play и убеждаемся, что наш чайник растворяется в дыму, переходим к 50 кадру, который будет тестовым и назначаем KRAKATOA текущим рендерером.
Нажимаем кнопку Toggle Krakatoa Scripted GUI On/Off - при этом, при первом включении появляется сообщение, что Krakatoa не является текущим рендерером, для его включения нажимаем YES в появившемся диалоге, и активизируем графический интерфейс пользователя. В случае повторного включения предлагается следующий выбор:
Отвечаем:
* YES - для загрузки последних использованных установок;
* NO - для загрузки установок по умолчанию
Графический интерфейс Krakatoa (GUI) кроме использования созданной панели можно также включить следующим способом – после назначения Krakatoa текущим рендерером, не покидая меню Rendering, на вкладке Renderer нажимаем большую кнопку OPEN KRAKATOA GUI.
В появившемся окне интерфейса KRAKATOA открываем вкладку Main Controls - здесь расположены основные элементы управления. Рассмотрим эту вкладку более подробно. Самые нужные кнопки это RENDER SCENE PARTICLES с выпадающим меню SAVE PARTICLE TO FILE SEQUENCES и LIGHT SCENE PARTICLES . Режим RENDER SCENE PARTICLES используется для рендеринга, режим SAVE PARTICLES TO FILE SEQUENCES позволяет записать симуляцию на диск в виде последовательности файлов формата PRT. Режим LIGHT SCENE PARTICLES позволяет записать освещённость в соответствующий канал свойств системы частиц. В верхней части вкладки имеется ряд кнопок и стрелок. Про стрелки я сказал ранее, кнопки служат для быстрого перехода собственно к вкладкам HISTORY, CHANNELS, PARTICLES, LOADERS, PREFERENCES.
Необходимо отметить, что рендер может работать в двух режимах PARTICLE RENDERING и VOXEL RENDERING
Как пишут разработчики, отличие этих режимов заключается в следующем. PARTICLE RENDER является более быстрым и точным для отображения большого количества частиц, но при этом в ограниченном объёме. То есть хорош для визуализации песка или пыли, но не подходит для тумана или пара - для этой цели лучше подходит VOXEL RENDERING.. Ниже находится вкладка LIGHTING AND FINAL PASS FILTERING AND DENSITY - происходит управление отображением плотности частиц и фильтрация изображения. Ниже находится панель MOTION BLUR, для добавления эффекта размытия движения. Ещё ниже имеется ряд кнопок для интеграции разного типа частиц в систему. Настоятельно рекомендую во-первых отключать Thinking Particles если не установлен соответствующий софт, а во вторых использовать только действительно необходимые системы. Справа находятся интересные кнопки - большая RENDER, а также ITERATIVE, LCACHE, PCACHE. RENDER в зависимости от выбранного режима начинает или рендеринг симуляции или запись последовательности в формате PRT на диск. Кнопка ITERATIVE (FULL) обеспечивает рендеринг только одного кадра, кнопки LCACHE и PCACHE соответственно включают кеши частиц и освещённости.
Нажимаем кнопку Iterative[Full], при этом сама кнопка подсвечивается жёлтым цветом, а надпись на большой кнопке RENDER заменяется на RENDER FRAME. Этот режим нам гарантирует, что мы будем рендерить только 1 кадр, и никакие файлы не будут писаться на диск, даже если у нас прописаны соответствующие пути.
Итак, нажимаем кнопку RENDER FRAME - и должно получиться нечто похожее
В некоторых случаях (версия 1.50 и выше) не читается канал цвета рендерером и выводимое изображение имеет белый цвет. Для компенсации данного дефекта необходимо проделать следующее:
* Открыть окно редактора частиц PARTICLE VIEW:
o Из нижней части редактора в событие EVENT 01 перетащить оператор Material Dynamic (под оператор Force 01);
o В редакторе материалов в пустом слоте создать материал для системы частиц;
o в окне Diffuse установить цвет RGB [127,214,74] и назначить материал системе частиц PF SOURCE 01;
o В редакторе системы частиц выделить оператор Material Dynamic и перетащить левой кнопки мыши содержимое слота 1 редактора материалов в поле расположенное в правой части редактора частиц, расположенное под надписью Assign Material.
* После данных действий цвет определённый в 1 слоте редактора материалов будет отображаться при рендеринге.
Пока отредеренное изображение не очень интересно. Изменим некоторые настройки, а именно увеличиваем число частиц до 1 000 000, а процент отображаемых в окне проекции уменьшаем до 1% и выполняем рендеринг - замечаем, что на некоторое время система как-бы зависает, но это не так - просто ядро PARTICLE FLOW (однопроцессорное, независимо от количества устаовленных процессоров компьютера) пересчитывает положение частиц и после рендеринга получаем следующую более гладкую картинку:
Для улучшения восприятия изменим цвет фона с чёрного на светло -серый — это можно сделать при помощи интерфейса KRAKATOA, для чего откроем вкладку Global Render Values и активизируем кнопку Override Background Color и в окне рядом с надписью Background Color and Alpha установим новый цвет фона
Теперь картинка стала смотреться поприятнее.
Изменим несколько установки рендеринга — на всё ещё открытой вкладке вкладке Global Render Values нажимаем кнопку Override Color (переписать цвет) и справа в соседнем окне устанавливаем цвет синий электрик 0,128,255 и получаем следующий рендер.
Займёмся теперь изменением плотности (Density), для чего откроем вкладку Main Controls.
Как можем видеть плотность рендера частиц определяется совместно при помощи основания (верхнее поле) и показателя степени (нижнее поле). Изменим показатель плотности с - 1 на - 3 - при этом мы уменьшаем плотность частиц в 100 раз и произведём рендер (справа вверху), справа внизу степень плотности равна - 4.
KRAKATOA производит рендеринг за 2 прохода - в первом вычисляется свет и затухание света, во втором (финальном) производится прорисовка частиц в фрейм -буфере. Оба прохода используют в данном случае одну и ту же плотность 5,0 х 10 ( -3), как для света так и для камеры. Имеется возможность использовать разные плотности для света и для отображения. Установим степень плотности для светового прохода - 3, а для финального пасса - 2. После рендеринга картинка выглядит более сплошной, но при этом плотность теней не меняется.
Вернёмся к предыдущим настройкам - Lighting pass - отключаем, степень плотности Final pass устанавливаем - 3. Сделаем частицы самосветящимися - при этом исчезают всякие полутени. Установки показаны на картинке ниже. Здесь я вернул фон рендеринга в исходное состояние (чёрный), Override Color - чёрный, Override Emission - синий, не забываем про соседнюю кнопку Use.
В предыдущем упражнении мы полностью исключили из рендеринга источник света (Override Color =black).
Чтобы сделать частицы освещёнными и самосветящимися, отключим Override Color.
При этом зелёные частицы освещаются белым цветом и бликуют голубым (результат самосвечения)
Заканчивая данное упражнение рассмотрим ещё один режим рендеринга, отключаем кнопку Override Emission, а во вкладке Main Controls включаем Force Additive Mode.
Плотность 5х10 ( -3) Плотность 1х10 ( -2)