Jak začít s VFX #17: Jak na CG Lighting?

3 years ago by in Jak začít s VFX Tagged: , , , , , , , , , , , , , , ,

Někdo, kdo nemá zkušenosti s tvorbou filmu nebo CG grafiky, pravděpodobně vůbec nemusí tušit, že existuje povolání zvané osvětlovač. O to více musí být takový člověk překvapen, když se dozví, že vedle režiséra (Director) a hlavního kameramana (Director of Photography) je hlavní osvětlovač (Gaffer / Chief Lighting Technician) nejdůležitějším členem filmového štábu. Právě on je totiž zodpovědný za ty hezké obrázky, které jste zvyklí vídat na plátnech kin a právě on umí hrou světla, stínu a rozdílných barev splnit kameramanovy a režisérovy požadavky tak, aby byl příběh doplněn tou pravou atmosférou. Nu a v digitálním světě tomu je v podstatě úplně stejně.

Zatímco osvětlovač na filmovém place nicméně obstarává především koordinaci armády pomocníků, kteří přenastavují směr, intenzitu a barvu miriády druhů používaných světel, digitální osvětlovač má sice tato různá světla na povel, všechny připravené v liště 3D softwaru – jeho práce je však po stránce samotného osvětlovacího procesu mnohem obsáhlejší.

examplesVirtualStudio


 

Pokud jste někdy otevřeli vám neznámý software typu Autodesk Maya, vytvořili jednoduchý model a pokusili se ho vyrenderovat, jistě jste se zhrozili z toho, jak špatně základní render vypadá. A to je právě ten problém – aby cokoliv v digitálním světě vypadalo hezky, nápaditě či realisticky (podle toho, po jakém výsledku zrovna toužíte), je nutné zapojit řadu osvětlovacích (a následně renderovacích) technik, které se liší případ od případu. A právě za jejich zapojení zodpovídá CG Lighting Artist.

Tento článek si neklade za cíl být úvodem do nesmírně obsáhlé teorie a praxe kreativního svícení. To by totiž obsáhlo povídání o všem, počínaje základy barevné teorie, přes fyzikální chování světla, po jednotlivé druhy reálných a CG světel. Místo toho si povíme o základních postupech, při svícení digitálních scén, které se dají vstáhnout vlastně na všechny oblasti digitální tvorby, od 2D obrázků, přes filmy až po hry.

Jednu věc, kterou si však musíte pamatovat, je univerzální fyzikální fakt, který jste při troše štěstí slyšeli už na střední škole:

Světlo putuje lineárně prostorem a narazí-li na překážku, odrazí se pod stejným úhlem jakým na překážku dopadlo.

Ano, zní to hrozně nudně. Právě díky tomuto pravidlu je však náš svět doslova zaplaven světlem. Světlem, které v tom hlavním a nejdůležitějším případě pochází ze slunce. Sluneční paprsky putují vesmírem a dopadnou na povrch naší planety. Odrazí se a putují zpátky k obloze. Odtamtud se odrazí a putují zpátky na zem. Takto se odráží dál a dál, až postupně vydají svoji energii. A pokaždé, když se odrazí, zaplní prostředí okolo nás novým světlem, které si bere něco málo z každého předmětu, se kterým se setkají (ať už je to modrá obloha nebo červená cihlová stěna).

Právě proto vypadá základní render v libovolné 3D aplikaci tak ošklivě – protože nerespektuje toto základní pravidlo. Světlo, které v něm vidíte, pochází z jednoho bodu a při dopadu se nikam neodráží (obr. 1). Můžete přidat nové světlo a stín (obr.2) či dvě světla (obr.3), ale výsledek pořád stojí zaprd. Jediné, co si všimnete je, že čím více světla je ve scéně, tím jsou stíny jemnější. Ovšem teprve ve chvíli, kdy zapojíte jeden z existujících způsobů simulace chování reálného světla začne mít výsledek reálný nádech (4,5 a 6).

ball

FG, GI, IBL a další přidružené pojmy

Tyto systémy se jmenují Final Gathering (simulace šíření reálného světla, která zaručuje jemné stínování, viz obr. 4), Global Illumination (fyzikálně přesná simulace odrazu jednotlivých paprsků) a Image Based Lighting (nasvětlování pomocí speciálních HDRI fotografických map). Jejich detailní vystvětlování by bylo na samostatný článek (a pravděpodobně takový časem i vznikne), nicméně to, co potřebujete vědět pro účely tohoto článku, je fakt, že teprve s jejich využitím dostanete vizuální základ podobný tomu z reálného světa. Teprve po jejich zapojení vpodstatě budete v bodě, kde začíná osvětlovač na reálném place – před úkolem, jak nasvítit scénu co nejpěkněji.

final-701148

Ukázka techniky Global Illumination, která zaručuje fyzikálně přesný odraz a šíření světla (tím pádem se různé barevné plochy odrážejí na okolních předmětech).

 

 

ibl01

Ukázka Image Based Lighting – výsledky jsou vždy velmi realistické, neboť se o základní nasvícení stará světlo pocházející přímo z okolního prostředí (= sférické fotky prostředí).

 

Přístupů ke svícení scény je nepřeberné množství. Někdo rád zapojí fyzikálně reálné světlo a pak už jen přidá jedno dvě další světla, která vypíchnou jím zvolený objekt. Takto tvoří především architekti a tvůrci různých vizualizací, kde je úkolem dosáhnout fotorealismu a jasné představy o tom, jak daná budova vypadá či vypadat bude. Každý, kdo chce nicméně dosáhnout kreativního výsledku v nasvícení svých scén, musí jít dál. Musí popustit uzdu své fantazii, musí tu a tam porušit fyzikální pravidla, aby scénu udělal hezčí, musí využít znalosti kombinací barev a doslova začít “malovat” se světlem. Malba je profesi osvětlovače skutečně nesmírně blízká a nejeden Lighting Artist je zároveň i tvůrce Concept Artů (mnozí CG osvětlovači si scénu nejdříve namalují už hotovou dle svých představ).


 

Three-Point Lighting

Při svícení objektů a scén existují určitá pravidla. Techniky, které jsou zajetým standardem – např. takzvané Three-Point Lighting schéma, které se zdaleka nejvíc využívá ve filmové praxi při osvětlování postav. Na obrázku nacházejícím se níže jasně vidíte, jak takové svícení funguje – tvůce vezme klíčové světlo namířené přímo na objekt (Key Light), dodá méně intenzivní doplňkové světlo (Fill Light), jež nechá vystoupnout temná místa a konečně zadní světlo (Rim Light / Back Light), které pěkně ohraničí siluetu objektů. Tento typ rozdělení světel vychází z jejich využití – existuje ještě další typ rozdělení a to podle jejich tvaru a způsobu vzniknu (například bodové, kuželové, plošné, směrové atd.).

keyFill

 

 

Skutečně svícení samozřejmě nespočívá jen v zařazení několika málo dobře pojmenovaných světel, bez špetky invence a nápadu. Toto 3-Point Lighting schéma vlastně slouží jen jako naprostý základ pro každého, kdo se chce věnovat svícení. Zkušení osvětlovači si ho uzpůsobují a pozměňují pro vlastní potřeby kdykoliv se k tomu vyskytne příležitost. Jde o to vypíchnout ve scéně důležité objekty, ale nenechat ostatní utopit ve tmě. Jde o to navádět divákovo oko tam, kde ho potřebujete mít – a zároveň neustále udržovat scénu “pěknou”. Jde o to dosáhnout výsledku, kdy ačkoliv obecenstvo neví přesně, proč mají z daného záběru tak dobrý pocit, nějakým způsobem se na něj rádi dívají. Poměrně jasně můžete takový proces vidět na obrázku umístěném níže, kde je na kroku 1 až 12 zřejmý postup od přidání klíčových světel po finální barevné a stínové úpravy.

room

Dobře svítit se dá v jakémkoliv 3D softwaru – principy jsou všude stejné. V samotném základu jde vlastně vždy o kombinaci několika málo druhů světel využitých pro několik rozdílných účelů. Cest, jaké můžete zvolit k dosažení kýženého výsledku je však pokaždé nekonečně mnoho a můžete si být jisti, že nejednou spadnete do ladění nejdrobnějších detailů. Tu je to květináč v levé zadní části obrazu, který prostě nějakým způsobem nemá hezký Rim Light, támhle je to odraz světla od stropu, který by hercovu tvář mohl ozařovat o něco jemněji a z trochu jiného úhlu.

examples


 

Tutoriály

Je trochu škoda, že zatímco na technické aspekty osvětlování CG prostředí a charakterů najdete všude na internetu nepřeberné množství návodů, umělecké postupy zůstávají téměř ignorovány. To, jak zprovoznit Final Gather, Ambient Occlusion či jak nastavit 3-Point Lighting si můžete přečít třeba na 3D Total ve všech možných podobách. Jak si ale pohrát se světly, abyste docílili toho příjemného výsledku, o který vám jde, to mi dokázali vlastně vysvětlit jen mí učitelé a kamarádi na filmové škole… a pak také dva skvělé videotutoriály.

Jeden z nich se jmenuje Efficient Cinematic Lighting a pokud VFXcz už nějakou dobu sledujete, mohli jste zaregistrovat interview s jeho tvůrcem Jeremy Vickerym, který pracuje pro Pixar jako jeden z digitálních osvětlovačů. Druhý je pak od Eda Whetsona a jeho název zní Character Lighthing for Guerrilla Production in Maya and Nuke (naštěstí techniky zde použité lze převést na jakýkoliv jiný software a zdaleka nejde jen o svícení charkaterů) – tento najdete v databázi Digital Tutors.

Digitální svícení je fascinujícím oborem. Nejednou se stává, že CG scéna sama o sobě vůbec nevypadá hezky – pak ovšem přijde Lighting Artist, vezme si ji do parády, vypíchne místa, která stojí za zhlédnutí, lehce schová místa, která nejsou úplně detailní, vybalancuje vše do posledního detailu a rázem může i z nehezkého prostředí vzejít render, na který je radost pohledět. Jak již bylo řečeno – CG Lighting je v zásadě malování světlem. Pokud tedy rádi mácháte stětcem (ať už reálným nebo virtuálním), rozhodně není od věci vyzkoušet si i tuto krásnou oblast tvorby.


 

Další díl o renderingu hledejte zde.

Předchozí díl o riggingu hledejte zde.

Celý seriál pak k nalezení zde.

Podobné články

Freelance filmař, trikař a grafik. Cinematic Director ve Warhorse Studios. Redaktor bývalého časopisu Pixel a tvůrce VFXcz.