1 / 32. Digitaalisen arkkitehtuurin yksikkö Aalto-yliopisto. Maxwell-harjoitus. ARK-A2500 DA-alkeet Elina Haapaluoma, Heidi Silvennoinen Syksy 2015

Transkriptio

1 1 / 32 Digitaalisen arkkitehtuurin yksikkö Aalto-yliopisto Maxwell-harjoitus

2 Miksi Maxwell? 2 / 32 Maxwell jäljittelee fotonien liikettä Rhino Render. Fotonit kimpoavat pinnasta ja valaisevat toista pintaa. Maxwell antaa niiden valaista muita pintoja, ei tee vain kovia varjoja kuten Rhino Render. --> Realistinen rendaus, paljon säätövaraa (vrt. ainakin Rhino render!) Tosi paljon materiaaleja saatavilla! resources.maxwellrender.com Varsinkin jos on harrastanut valokuvausta, Maxwell voi olla hyvä koska sillä voi säätää kameran asetuksia samalla lailla kuin fyysisellä kameralla Esim. aukko, valotusaika... Maxwell Maxwellin rendaus avautuu erillisessä ikkunassa --> on mahdollista jatkaa Rhino-mallin kanssa työskentelyä samalla kun rendaa Muitakin vaihtoehtoja on! Esim. Vray tuntuu olevan paljon suositumpi kuin Maxwekk

3 Rendaus LF One:ista 3 / 32 Yritetään tehdä suunnilleen tällainen kuva: Tehdään rendaus, jota muokataan Photoshopissa ensi viikolla Käydään läpi seuraavat asiat: Materiaalit Taustakuva/ympäristö Kameran asetukset Rendauksen muuttaminen jälkikäteen Maxwell-ikkunassa Katsotaan myös esimerkki iltavalaistuksesta ja omien valojen lisäämisestä malliin Lataa MyCoursesista tiedosto LF_One_ Visualisointiharkka

4 Maxwell Fire 1. 4 / 32 = Esikatseluikkuna Laita Render-valikon Current Renderer-kohtaan Maxwell 2. Ylös ilmestyy Maxwell-menu. Valitse siitä Rendering and Export --> Maxwell Fire 3. Laita esikatselu päälle Enable Fire-nappulasta Maxwell Fire-ikkunassa 4. Right clikaamalla Maxwell Fire-ikkunaa voit parantaa esikatselun laatua Mitä korkeampi SL, sen parempi laatu ja hitaampi esikatselu Myös Quality vaikuttaa laatuun Threads vaikuttaa siihen, kuinka monta säiettä tietokone käyttää samaan aikaan kuvan muodostamiseen. Useampi säie saattaa hidastaa muita ohjelmia. 3.

5 Scene Manager Materiaalit Kameran asetukset (valotusaika jne) Kellonaika / sijainti Taivas / taustakuva 5 / 32 Tässä ikkunassa tehdään kaikki rendaukseen liittyvät säädöt Lisäasetuksia 1. ShowSceneManager -komento avaa Scene Managerin Voit myös avata sen valikosta Maxwell --> Plugin Windows --> Scene Manager 1.

6 Materiaalien etsiminen MXM-galleriasta 1. 6 / Avaa SceneManagerin Materials-valikko, right clickaa mihin tahansa ikkunaa Valitse MXM Gallery 2. Nyt ilmestyy uusi ikkuna, jossa voi selata muiden tekemiä materiaaleja. Voit esikatsella niitä tuplaklikkaamalla kuvaa ladata niitä valitsemalla Import 3. Etsi ja tuo (import) esimerkiksi seuraavat materiaalit: { glass fast sun shadows through glass 2. { maxxi beton { rusty metal (rate = 34) { wood_bubinga

7 Materiaalin lisääminen tiedostosta 7 / Voit ladata materiaalitiedostoja omalle koneelle Maxwellin sivustolta ( 2. Kannattaa tehdä oma materiaalikansio 2. Valitse SceneManagerin Materials-valikosta Import MXM ja valitse tiedosto Hyvä jos haluaa käyttää useassa projektissa samoja materiaaleja

8 Materiaalien lisääminen malliin 1. 8 / Raahaa Maxxi betonn -materiaalin SceneManager-kuvaketta layerin seinien betoni materiaalisarakkeeseen Materiaalin voi asettaa myös yksittäiselle objektille raahamalla kuvakkeen sen päälle 2. Tee sama juttu muille materiaaleille (ks kuva 2) 2. 2.

9 Materiaalin mappaus + Mapping Widget 1. MappingWidget auttaa mappauksessa ja sen muokkaamisessa jälkikäteen 1. Valitse kaikki Seinät - betoni - layerin objektit 2. Valitse Properties --> Mapping --> Box Mapping 3. Piirrä Perspective Viewissa laatikko, paina Enter 4. Show Mapping --> MappingWidget tulee näkyviin 9 / 32 Laatikko on MappingWidget ja se kuvastaa materiaalin skaalaa, sijaintia ja kiertokulmaa box mappauksessa Muita mappaus-tyylejä käytettäessä piirretään laatikon sijaan jokin muu kuvio 3. Boxmapping:issä käytetty MappingWidget 4. Valitse jokin pinta ja aloita komento MappingWidget --> saat äsken piirretyn laatikon takaisin näkyviin Nyt laatikkoa voi muokata (scale, rotate, move...), jolloin myös valitun objektin mappaus muuttuu 6. MappingWidgetin saa myös näkyviin Properties-valikosta (ks kuva) 5. Jos haluat muuttaa kaikkien betoniseinien mappausta samaan aikaan: Valitse kaikki layerin objektit Valitse Show Mapping (kohta 4) 6. Jos haluat myöhemmin valita kaikki mapping widgetit kerralla klikkaamalla widgetiä

10 Muiden materiaalien mappaus 10 / Mapataan myös lasi-, metalli- ja puupinnoille materiaalit Box mapping toimii tässä projektissa aika hyvin myös puuosiin Ikkunalaseihin ja ikkunoiden metalliosiin sopii esim. planat mapping tai surface mapping Laita SceneManagerin Environment-valikosta Physical Sky päälle niin materiaalit näkyy paremmin 3. Tehdään testirendaus, jonka avulla voi tarkasta, että materiaalit on OK Nyt Maxwell aukeaa uuteen ikkunaan. Voit jatkaa mallin kanssa työskentelyä sillä aikaa kun rendaus on käynnissä, koska ennen sen alkua Maxwell on luonut uuden rendaus-tiedoston, johon Rhinotiedosto ei enää vaikuta 3.

11 Lasi-matskun muokkaus 11 / 32 Rendauksessa käy ilmi, ettei lasi erotu kunnolla --> muokataan sitä 1. Tuplaklikkaa SceneManagerissa lasimateriaalia --> Material Editor avautuu Säädä materiaalin Transmittance-väri haalean siniseksi ja Attenuation-arvo esim. 10:ksi. Transmittance: minkä värisenä läpinäkyvä materiaali näkyy. (Tarkemmin: minkä värisenä valo näkyy kun se on kulkenut Attenuation-arvon pituisen matkan läpinäkyvän materiaalin läpi) Attenuation: kuinka läpinäkyvää materiaali on (kuinka pitkän matkan valo pystyy kulkemaan materiaalin läpi). Mitä isompi arvo, sen värittömämpi ja läpinäkyvämpi materiaali. Esim. jos ottaa vähän merivettä käteen, se näyttää läpinäkyvältä ja värittömältä. Jos vettä on paksu kerros (esim. 500 m), sen väri alkaa muistuttamaan Transmittance-väriä kun Attenuation = 500 m. 3. Lisää infoa läpinäkyvän materiaalin muokkaamisesta: nextlimit.com/display/maxwelldocs/transmissive+properties

12 Lasi-matsku: alkuperäinen vs. muokattu 12 / 32 Alkuperäinen lasi. Muokattu versio (ehkä vähän liian turkoosi).

13 Eri vaihtoehdot taustalle Tausta vaikuttaa rendauksen väreihin ja valoisuuteen hyvin paljon 13 / 32 Tausta valitaan SceneManagerin Environmentvalikosta. Vaihtoehtoja on neljä: 1. None Ympäristöstä ei tule ollenkaan valoa; kaikki valo itse asetetuista lampuista 2. Constant Dome Tasasävyinen tai liukuvärjätty taivas, sopii esim. sateisen päivän taivaaksi 3. Physical Sky 2. Constant Dome 3. Physical Sky Oikeaa taivasta simuloiva tausta, jota käyttäjä voi säätää monipuolisesti 4. Image Based Voi valita oman taustakuvan, johon malli upotetaan Käytännössä varmaan helpompi tehdä Photoshopissa --> emme käsittele sen tarkemmin Lisäinfoa: maxwelldocs/image+based+lighting 4. Image Based. Kuvassa LF One:in malli.

14 Constant Dome -testi 14 / 32 Meidän tavoitteeseen fyysinen taivas sopii paremmin, mutta testataan silti Constant Dome:a Parametrit (kun Use Sun on pois päältä) Intensity (cd / m2). Kuinka valoisa ympäristö on. Zenith. Minkä värinen ympäristö on huipussaan (ylimmässä pisteessä kameran yläpuolella) Horizon. Minkä värinen ympäristö on horisontissa. Mid Point (asteissa). Määrittää, minkälainen liuku Zenith ja Horizonvärien välillä on. Mid Pointin arvo kertoo, missä kohtaa värien osuus on sama (Horizonin arvo on 0 ja Zenithin 90 astetta) Asetukset Constant Dome:ille ilman aurinkoa. Use Sun-boksin ruksaamalla saa esiin lisävalintoja aurinkoon liittyen. Jos haluat yksivärisen ympäristön, laita Zenithiin ja Horizoniin sama väri Constant Dome:issa voi myös säätää auringon kirkkautta, korkeutta jne. SceneManagerin Location and Time-välilehdessä Constant Dome:in valikossa pitää olla Use Sun valittuna, jotta tämä toimii Lisää infoa: Constant+Dome Lopputulos. Liukuvärjäystä on vaikea saada näkyviin.

15 Physical Sky - olennaisimmat säädöt 15 / 32 Yleensä riittää, että säätää näkymän sijainnin ja kuvan ottohetken suurinpiirtein oikeiksi Käyttäjä voi vaikuttaa hyvin moniin parametreihin; mahdollista tehdä täysin epäluonnollinenkin taivas Käytännössä taivas tehdään yleensä Photoshopissa --> tässä tärkeää saada vain oikea määrä ja oikean sävyistä valoa Jotta sijainnin ja ajan voi säätää, Use Sun-kohdan pitää olla ruksattu Physical Sky:n asetuksista (ks kuva) Kuvassa näkyy, mitä Physical Sky:n eri asetukset suunnilleen tekevät Lisää infoa taivaan asetuksista: nextlimit.com/display/maxwelldocs/physical+sky Auringon valon lämpötila. Paras jättää oletusarvoksi (5777 K). Sitä pienemmät arvot --> kellertävä valo. Suuremmat arvot --> sininen valo. Auringon teho. Arvo on maapallon auringon teho kerroin (Tässä aurinko on 3,5 x voimakkaampi kuin oikea aurinko) Taivaan kirkkaus Vaikuttaa käytännössä taivaan värikkyyteen ja (mitä isompi arvo, sen värittömämpi taivas) Näitä kahta pienentämällä voi vähentää horisontin kirkkautta Otsonikerroksen paksuus. Mitä suurempi arvo, sen sinisempi taivas.

16 Location and Time 16 / Avaa Location and Time-välilehti Scene Manageristä 2. Laita Location-kohtaan Switzerland, Zurich LF One sijaitsee Weil am Rheinissä, joka on lähellä 3. Scene Rotation: 45 astetta Tämä siksi, että meidän malli on väärässä kulmassa - oikean rakennuksen pohjoinen ei ole meillä ylhäällä vrt. satelliittikuva ja meidän Top-näkymä 4. Ajan voi säätää esim päivälle 4.7. ja kellonajaksi N N

17 Kameran asetukset 17 / 32 Maxwellin kamerassa on samat säädöt kuin digi- tai filmikameran Manualmoodissa --> käyttäjällä jälleen paljon säätömahdollisuuksia! Kameran asetukset löytyy SceneManagerin Camera-välilehdeltä 2. Tärkeimmät säädöt: Exposure. Kuinka valottunut / valoisa kuva on (kuva 3) Output Resolution. Oletuksena Viewport, joka on ainakin lopullisiin visukuviin liian pieni 2.

18 Valotus (exposure) 18 / 32 Filmikameran toiminta: kun kuvaaja ottaa kuvan, kameran linssin takana oleva aukko aukeaa hetkeksi ja päästää valoa kameran sisällä olevalle filmille, jolle kuva muodostuu. Exposure value mittaa valotusta Kamerassa valotukseen vaikuttaa kolme eri tekijää: Shutter speed, ISO ja fstop/aperture { (Tämän lisäksi kuvan valotukseen vaikuttaa tietysti kuvan aihe, eli esim. taivaaan kirkkaus ja valojen määrä jne) 3. Ylivalottunut kuva Alivalottunut kuva Sopiva valotus

19 Valotusaika (shutter speed) - valotuksen tekijä #1 19 / 32 = Kuinka kauan valoa pääsee kameran aukon läpi filmille Ilmaistaan murtolukuna: esim. 1/32 tai 1/2000 sekuntia Mitä pidempi valotusaika, sen valoisampi kuva... Mutta jos kuvassa on nopeasti liikkuva kohde, se ehtii liikkua sinä aikana kun kuvaa otetaan --> ei näy kuvassa terävänä (kuva 1) Arkkitehtuuria kuvatessa / rendatessa on harvemmin liikkuvia kohteita --> valotusaikaa voi käyttää hyödyksi erityisesti iltakuvan tai sisärendauksen tekemisessä! 1. Vasemmassa kuvassa on hyvin lyhyt valotusaika (1/1000 s) --> jokainen pisara näkyy tarkasti. Oikealla taas on pitkä valotusaika --> vesi ehtii liikkua kuvanoton aikana, eikä näy terävänä. Molemmissa tapauksissa taivaalta tulee vain vähän valoa --> ellei haluta lisätä todella paljon omia valoja, hyvä tapa saada kuvasta valoisa on pidentää valotusaikaa (kuva 2). 2. Kuva Louvresta. Valotusaika 4 sekuntia. Aukko f/11; ISO 400. Kuvassa paikallaan pysyvät rakennukset näkyvät terävinä pitkästä valotusajasta huolimatta.

20 Aukko (fstop) - valotuksen tekijä #2 20 / 32 = Linssin takana olevan aukon halkaisija / polttoväli Ilmaistaan lukuina, esim. 1.4, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, Mitä suurempi luku, sitä pienempi kameran aukon halkaisija --> sitä vähemmän valoa pääsee filmille 2. Mitä suurempi luku, sitä epäterävämpi kuva on syvyyssuunnassa (fokuksen etu- tai taka-alalla) 3. Epäterävää taustaa käytetään useimmiten tehokeinona lähikuvissa 1. Mitä suurempi aukon lukuarvo, sitä pienempi aukko fyysisesti on --> sitä vähemmän valoa pääsee läpi ja sitä terävämpi kuva on syvyyssuunnassa. 3. Esimerkki lähikuvasta, jossa suurta aukkoa on käytetty tehokeinona. 2. Mitä suurempi aukon lukuarvo, sitä terävämpi kuva on syvyyssuunnassa.

21 ISO - valotuksen tekijä #3 21 / 32 = Filmin herkkyys (kuinka paljon valoa tarvitaan, jotta filmi valottuu) Ilmaistaan lukuna, esim. 100, 200, 2000 Mitä suurempi ISO, sitä herkempi filmi on valolle --> sitä valoisampi kuva Toisaalta herkkyyden kasvaessa myös kuvan rakeisuus kasvaa (kuva 1) 1. Mitä suurempi ISO, sitä vähemmän valoa tarvitaan kulkemaan kameran aukon läpi (--> voi laittaa pienen aukon ja lyhyen valotusajan). Jos ISO on korkea, kuvasta tulee rakeinen.

22 Yhteenveto valotuksesta Maxwellissa (exposure) Valotusaika, aukko ja ISO siis yhdessä määräävät kuinka valoisa kuvasta tulee 22 / 32 Mitä pidempi valotusaika, sen valoisampi kuva (huom! syötetään Maxwelliin murtoluvun nimittäjänä --> mitä isomman arvon syötät Maxwelliin, sitä lyhyempi valotusaika on) Mitä pienempi aukon arvo, sen valoisampi kuva Mitä suurempi ISO:n arvo, sen valoisampi kuva Nämä voi kaikki säätää erikseen SceneManagerin Camera-välilehdessä Manuaalinen säätö toimii vain, jos Lock exposure to EV ei ole päällä Samoin kuin kamerassa, myös Maxwellissä on valmiita valotusasetuksia erilaisille olosuhteille Nykyiset valotusasetukset näkyvät Maxwell Fire:n esikatselussa Aukko / fstop ISO Valmis asetus: Bright Exterior Valotusaika (shutter speed)

23 Rendauksen laatuun liittyviä asetuksia Scene Managerin Output-välilehdessä voi vaikuttaa mm. siihen, kuinka kauan rendaus kestää / 32 Maxwell rendaa periaatteessa loputtoman kauan (mallintaa fyysistä valoa mikä on todella iso työ) Maxwell rendaa koko kuvaa jatkuvasti, ei osia kerrallaan kuten Brazil, jossa jokainen osa tulee 100% valmiiksi ennen kuin aloitetaan seuraava 1. Aluksi Maxwellin kuva on hyvin rakeinen, mutta Maxwell tekee aina uusia kierroksia joiden aikana se tarkentuu. Tällaista kierrosta kutsutaan Sampling Leveliksi (SL) Mitä korkeampi Sampling Level, sen tarkempi kuva Yleensä SL 10 on riittävä, vaikka oletusasetus on 25! 2. Tässä voi rajoittaa Maxwellin rendausta käytetyn ajan tai Sampling levelin mukaan. Eli Maxwell lopettaa rendauksen kuin määrätty aika on kulunut tai haluttu SL on saavutettu (kumpi ikinä tapahtuu ensin) 3. Voi myös säätää kuinka montaa tietokonen säiettä haluaa käyttää rendaukseen. Useamman säikeen käyttö voi viedä tietokoneen tehoa muilta ohjelmilta mutta nopeuttaa rendausta. Kuva 1.

24 Kameran sijoittaminen Tämän vaiheen voisi tehdä jo työprosessin alussa... mutta viimeistään nyt! 1. Komento Camera --> perspektiivinäkymän kamera tulee esiin kaikkiin muihin näkymiin (Top, Right jne) 2a. Kameran fokus 2c. Tätä pistettä raahaamalla saa liikutettua koko kameraa niin, ettei se kuvakulma kierry mihinkään suuntaan (fokus ja itse kamera liikkuvat samalla) 24 / 32 2b. Itse kamera 2. Nyt kameraa voi siirtää ja kääntää tarkasti. Voit myös siirtää sen eri osia: a) kameran fokus (mihin on tarkennettu) b) itse kameran sijainti c) molempia voi liikuttaa yhtä aikaa 3. Arkkitehtivisualisoinneissa pystysuorat linjat esitetään yleensä suorassa (2 pakopisteen perspektiivi). Kameran korkeus noin silmänkorkeudella. 2 pisteen perspektiivin saa aikaan niin, että itse kamera ja kohde/fokus ovat samalla korkeudella. Siirrä lopuksi kuvakulma silmän korkeudelle (valitsemalla kameran keskimmäinen kontrollipiste ja siirtämällä sitä) 3. Sama korkeus 3. Kahden ja kolmen pisteen perspektiivikuva

25 Kuvakulman tallentaminen (kertaus) 25 / 32 Kun olet tyytyväinen kuvakulmaan, tallenna se, jotta siihen voi palata myöhemmin uudelleen (Named views --> Save) Nyt ollaan valmiita rendaamaan 3. Sama korkeus

26 Maxwell-ikkuna 1 & 4. Keskeneräisen rendauksen aikana tässä lukee Stop. Kuvan rendaus on keskeytetty, mutta Render nappia painamalla sitä voi jatkaa Tässä lukee, kuinka korkealle Sampling Levelille ollaan tähän mennessä päästy 26 / Rendauksen voi lopettaa milloin vain painamalla Stop 2. Nyt keskeneräisen rendauksen voi tallentaa kuvana omiin tiedostoihin (File --> Save Image As) 3. Keskeytetyn rendauksen valotus- ja väriasetuksia voi myös muuttaa! 4. Maxwell luo MXS- ja MXI-tiedostoja joihin se tallentaa tietoja mallin geometriasta ja valonsädelaskuista --> rendausta voi jatkaa myöhemmin jos sen lopettaa kesken Nämä tiedostot vievät paljon tilaa omassa kansiossa, kannattaa poistaa turhia

27 Yörendaus - testi 27 / 32 Ei valaistusta rakennuksen sisällä Valaistus sisällä Yörendaus on haastavampi kuin päivärendaus Käyttäjän täytyy lisätä omia valoja näkymään (oik. niitä on lisätty rakennuksen sisään) { Rendaus kestää sitä pidempään, mitä enemmän valoja näkymään on laitettu Valaistus + nopea fotarointi

28 Yörendaus-testin asetukset: ympäristö 28 / Käytin tässä Constant Dome:a sen yksinkertaisuuden vuoksi. 2. Oikeilla säädöillä myös Physical Sky käy. Rakennuksen sisällä olevat valot eivät välttämättä näy jos Physical sky on liian kirkas 1. Constant Dome:in asetukset ja näkymä Maxwell Fire:ssa. Huomaa, että taivaan Intensity on 5000 cd/m2. 2. Alemmassa kuvassa on Physical Sky. Siinä rakennuksen sisällä olevat valot eivät näy kunnolla, koska taivas on niihin verrattuna liian kirkas (vrt ylempi kuva, jossa Constant Dome).

29 Yörendaus-testin asetukset: valaistus 29 / Oman valon ovi luoda SceneManagerin Materials-välilehdestä Right clickaa valkoista osaa ikkunasta --> New Emitter 2. Muokkaa Emitteriä tuplaklikkaamalla sitä Emitterin teho on tässä testissä selvästi suurempi kuin ympäristön Intensity --> näin sisältä tuleva valo erottuu. 3. Aseta Emitter-materiaali Valot-layerille Valot-layerille on kopioitu sisätilojen alakatot Emitter laitettiin alakattoihin --> alakatot toimivat valolevyinä, valo ei osoita suoraan kameraan. 4. Kuvan valaistukseen vaikuttaa nyt valojen kirkkaus, ympäristön kirkkaus ja kameran asetukset. { Niitä kaikkia säätämällä sopiville arvoille saat lopulta hyvän kuvan. Saatta kestää vähän aikaa...

30 Yörendaus - kokeile eri juttuja 30 / 32 Säätämällä valoja, ympäristön valaistusta ja valotusaikaa/isoa/ aukkoa yhdesä saa hyvin erilaisia lopputuloksia. Siihen saa myös kulumaan aikaa...

31 Valojen säätö Multilight:in avulla 31 / 32 Maxwell Fire:n avulla on vaikea hahmottaa miltä valotusasetukset näyttävät 2. Multilightin avulla eri valojen kirkkautta voi säätää rendauksen jälkeen! 1. Laita Multilight päälle Scene Managerin Output-välilehdestä 2. Kun aloitat rendauksen, Maxwelliin on ilmestynyt uusia säätönappuloita Multilight-osioon Tässä voi säätää jokaisen valonlähteen kirkkautta erikseen Myös ISOa ja valotusaikaa voi säätää (tosin yli sekunnin valotusaikaa ei tässä saa asetettua) Toimii nopeammin, jos rendaus on jo loppunut 1.

32 Linkkejä Maxwellista yleisesti: display/mxdocsv3/introduction+to+maxwell 32 / 32 Johdatus Maxwelliin Rhinossa: com/watch?v=r3pcowmeuao Tutoriaaleja Maxwell+Rhino -yhdistelmästä: Rhinoceros+tutorials Hyviä valaistukseen liittyviä linkkejä Valon lisääminen sisärendaukseen - youtube.com/watch?v=pqjsf0yaxd4 Emitterit - mxdocsv3/lighting+with+emitters Hard and soft light - pages/viewpage.action?pageid= { Depth of light - maxwelldocs/depth+of+light