شناسه پست: 948
بازدید: 43

آنچه در این مقاله آموزش فرا خواهید گرفت؟

  • HDRI چیست و چه تفاوتی با LDRI دارد؟
  • نحوه تجسم، ذخیره و ویرایش تصاویر HDR؟
  • مزایای استفاده از فرمت های 32 بیتی نسبت به 8 بیت استاندارد چیست؟
  • نحوه برخورد با نوردهی بیش از حد یا کم نوردهی تجسم سه بعدی تنها با ابزارهای پس از تولید، بدون نیاز به تنظیم مجدد نور صحنه و رندر مجدد کل تصویر.
  • چگونه روشنایی و کنتراست را در یک محدوده بسیار عمیق از یک تصویر رندر شده مستقیماً در یک ویرایشگر دوبعدی بدون از دست دادن جزئیات تنظیم کنید.

 

تکنیک رندر HDR مستقل از نرم افزار 3D و 2D است
قبل از ادامه، باید گفت که تکنیک رندر و پس پردازش تصاویر HDR که در ادامه توضیح داده خواهد شد، بسیار کلی است.

به طور خلاصه، شما یک تصویر را به طور معمول در ویرایشگر سه بعدی و موتور رندر انتخابی خود ارائه می کنید، اما بدون گیره رنگ (فشرده سازی ارزش رنگ تخمینی کامل از میلیون ها به تنها 256 مقدار ممکن). سپس رندر به پایان می رسد، شما تصویر رندر شده را نه در یک فرمت تصویر استاندارد، مانند jpg، بلکه در یک فرمت HDR خاص که حاوی میلیون ها مقدار ممکن برای هر رنگ است، ذخیره می کنید. سپس یک تصویر HDR ذخیره شده را در ویرایشگر دوبعدی انتخابی خود باز می کنید، تنظیمات نهایی را انجام می دهید و در نهایت یک تصویر تنظیم شده را در قالب تصویر استاندارد ذخیره می کنید که می توانید طبق معمول از آن استفاده کنید.

با این حال، برای اینکه کاملاً انتزاعی نباشد، برای سهولت درک، کل فرآیند در نمونه‌هایی از 3ds Max & V-Ray به عنوان یک ویرایشگر سه بعدی و موتور رندر و فتوشاپ به عنوان یک ویرایشگر دو بعدی نشان داده شده است.

اگر از نرم افزارهای دیگری مانند Blender، Maya، Cinema 4D و غیره با هر موتور رندر دیگری استفاده می کنید، باز هم می توانید به راحتی تمامی مراحل توضیح داده شده را بازتولید کنید. کافی است نام‌های خاص تنظیمات 3ds Max و V-Ray را نادیده بگیرید و گزینه‌های مشابهی را در نرم‌افزار سه بعدی خود پیدا کنید.

انتخاب ویرایشگرهای دو بعدی کمتر تطبیق پذیر است زیرا فتوشاپ استاندارد صنعتی است و جایگزین های زیادی در بازار وجود ندارد. اما در هر صورت، اگر از ویرایشگر دو بعدی دیگری استفاده می کنید، مطمئن شوید که قادر به پردازش تصاویر 32 بیتی است. اگر چنین است، پس بیایید برویم!

در این آموزش خواهیم دید که HDR چیست و چگونه تصاویر HDR را رندر کنیم و همچنین نحوه کنترل گاما و نوردهی تصاویر رندر شده در هر زمان پس از رندر شدن آنها را خواهیم دید. اما بیایید ابتدا به تئوری پشت HDRI نگاه کنیم، و تنها پس از آن به سراغ عمل برویم.

 

HDRI چیست؟

اخیراً اصطلاح HDR در گرافیک کامپیوتری بسیار رایج شده است و با اطمینان وارد فرهنگ لغت اصطلاحات استاندارد CG شده است. با این حال، در مورد معنای این اصطلاح و املای آن سردرگمی وجود دارد. اصطلاح HDR خود مخفف است که در لغت به معنای محدوده دینامیکی بالا است. تمام حروف دیگری که بعداً ظاهر می شوند بیشتر مربوط به تصاویر هستند. به عنوان مثال، HDR می تواند به عنوان یک اصطلاح مستقل وجود داشته باشد و به معنای محدوده دینامیکی گسترده در تمام معناها باشد، نه فقط از نظر تصویر. اگر به صورت HDRI یا HDRI نوشته شود، معمولاً “I” به معنای Image یا Imagery و “Is” به معنای تصاویر است.

 

8 بیتی

همانطور که احتمالا می دانید، بیت مپ آرایه ای از پیکسل ها است. به نوبه خود، هر پیکسل یک “نقطه” (در واقع یک مربع) با مقداری رنگ است. رایج ترین مدلی که رنگ هر پیکسل را نشان می دهد RGB است. معنی لغوی آن قرمز، سبز و آبی است. بنابراین، این سه مقدار هستند که دقیقاً نشان می‌دهند که یک رنگ خاص از یک پیکسل خاص چه مقدار قرمز، سبز و آبی دارد. به نوبه خود، هر مقدار از این سه گانه فقط یک عدد است. معمولاً برای نمایش این عدد در فرمت های تصویری استاندارد از 8 بیت استفاده می شود. 8 بیت برای R، 8 بیت برای G و 8 بیت برای B. یعنی رنگ پیکسل = [8 بیت، 8 بیت، 8 بیت].

اصطلاح بیت مخفف رقم باینری است. یعنی 8 بیت در نماد اعشاری 28 = 256 است. از آنجا که 0 نیز استفاده می شود، محدوده رنگ استاندارد 0 – 255 است. از آنجایی که 0 به معنای عدم وجود رنگ است، جزء واحد سه گانه استاندارد رنگ را می توان با 255 درجه بندی نشان داد.

مشکل سیاه شدن متریال در 3DMAX
خواندن

در اینجا چند نمونه رنگ وجود دارد که به شما کمک می کند تا متوجه شوید که این موضوع چیست:

[255, 0, 0]; [0, 255, 0]; [0, 0, 255]; [128، 128، 128]; [92، 55، 201]; [200، 19، 183]; [245، 110، 5]; [200، 19، 183]; و غیره

در واقع، شما فقط می توانید با هر انتخابگر رنگی که مطمئناً از هر نرم افزار CG در دسترس شما است، بازی کنید.

ما یک پیکسل داریم، ۲۵۵ درجه برای نمایش رنگ آن داریم، این نمایش در دستگاه‌های خروجی، مانند مانیتور، بسیار عالی به نظر می‌رسد (اکثر نمایشگرها RGB در محدوده استاندارد هستند)، پس مشکل چیست؟ مشکل این است که محدوده رنگ واقعی بسیار گسترده‌تر از پوشش‌های محدوده استاندارد است، با محدوده استاندارد ما فقط برخی از تفاوت‌های رنگی را در دنیای واقعی می‌بینیم، فقط بخشی.

از جنبه مثبت، بینایی ما در واقع فقط می تواند بخشی از طیف کامل را ببیند، با نور سازگار می شود (در ادامه در این مورد بیشتر توضیح خواهیم داد) و انتخاب می کند که کدام قسمت از کل طیف را به مغز منتقل کند، قسمت تاریک تر، وسط یا درخشان ترین، یا هر چیزی بین.

مثلاً در عکاسی همین اتفاق می افتد. هنگامی که سعی می کنید محیط را با دوربین عکاسی کنید، به طور خودکار فقط یک زیر محدوده از یک روشنایی متوسط ​​را از کل محدوده روشنایی می گیرد. این درخشندگی واقعی خورشید را منتقل نمی کند، زیرا از نظر فنی غیرممکن است. اما می توانید از خود خورشید نیز عکس بگیرید. اگر این کار را انجام دهید، روشن ترین نقطه در خورشید به سادگی سفید (255) منتقل می شود، در حالی که اجسام با روشنایی متوسط، کوه ها، سقف ها، سایبان درختان و غیره تاریک خواهند بود (1+). این اتفاق می افتد زیرا دوربین در امتداد محدوده روشنایی واقعی با محدوده استاندارد خود “خزی” / “لغزش” می کند، و روشنایی کوه ها جایی در ابتدای محدوده استاندارد (1+) خواهد بود، در حالی که روشنایی خورشید به پایان خود نزدیک خواهد شد (255). برای اینکه به وضوح بفهمید در مورد چه چیزی صحبت می کنیم، به نمودار زیر نگاه کنید:

نوار لغزنده متحرک سبز رنگ با یک گرادیان در داخل یک محدوده استاندارد را نشان می دهد که تنها زیر محدوده ای از کل محدوده روشنایی محیط است.
گرادیان افقی طولانی نشان دهنده طیف وسیعی از روشنایی محیط است، از تاریکی تا حداکثر روشنایی ممکن (در طیف مرئی).
a-b -> از زیر محدوده کامل تاریک تا متوسط ​​روشن (مانند زمین، سایه ها، اشیاء رنگ تیره).
b-c -> از طیف فرعی روشن متوسط ​​تا بسیار روشن (به عنوان مثال، اشیاء با نور خوب سایه دار، اشیاء رنگ روشن).
c-d -> از زیر محدوده بسیار روشن تا بسیار روشن (سطوح روشن شده توسط نور مستقیم خورشید، آسمان و خود خورشید).

 

نوار لغزنده سبز رنگ را به عنوان یک قاب در نظر بگیرید که از طریق آن دوربین‌ها می‌توانند طیف کامل روشنایی را در دنیای واقعی ببینند و برای انتخاب زیرمجموعه مناسبی که روی عکسی با محدوده استاندارد تداوم می‌یابد، به جلو و عقب حرکت کنند.

به عنوان مثال، اگر دوربین “تصمیم بگیر” زیر محدوده 1،800،000 – 1،800،25 را انتخاب کنید، این بدان معنی است که مقدار واقعی “1،800،000” به صورت “0” نمایش داده می شود، یعنی کاملا سیاه و مقدار “1,800,255” خواهد بود. “به عنوان “255” نشان داده می شود، یعنی فقط سفید خواهد بود.

 

32 بیتی

و اکنون در نقطه ای هستیم که می توانیم به راحتی بفهمیم HDR چیست. طبق مثال ما، HDR محدوده کاملی است، از 0 تا 4294967296. HDRI تصویری است که هر پیکسل آن را می توان نه با تعداد محدودی از 255 مقدار ممکن، بلکه با محدوده کامل 4294,967,295 مقدار ممکن نشان داد.

در فرمت های فایل تصویری HDR، این امر با اختصاص 32 بیت برای ذخیره اطلاعات رنگ مربوط به پیکسل، به جای 8 به دست می آید. با بازگشت به مثال ما، عدد 4294,967,295 فقط 232 – 1 است (زیرا محدوده از 0 شروع می شود. ).

 

مزایای HDRI

بسیار خوب، ما به جای تنها 255، 4294،967،295 مقدار ممکن داریم، اما همچنان می توانیم تنها 255 مقدار ممکن را در مانیتورهایمان ببینیم، زیرا آنها همچنان در محدوده روشنایی استاندارد کار می کنند. مزایای این کار چیست؟

آشنایی با پلاگین ColorCorrect
خواندن

مزیت HDRI این است که با داشتن اطلاعاتی در مورد محدوده روشنایی کامل، می توانیم تصمیم بگیریم که کدام زیر محدوده را در هر زمان انتخاب کنیم، زیرا همه چیزهای دیگر (قبل و بعد از محدوده فرعی انتخاب شده) دور ریخته نشده است. می‌توانیم در محدوده کامل به عقب برگردیم، تا تصویرمان را تیره‌تر و متضادتر کنیم، یا به جلو بکشیم تا روشن‌تر و روشن‌تر، بیشتر، بیشتر، بیشتر … حتی بیشتر. و هیچ جزئیاتی از بین نخواهد رفت. ما می‌توانیم گوشه‌ی تاریک را روشن‌تر کنیم، و به‌جای تبدیل سیاه به خاکستری، می‌توانیم آنچه را که قبلاً در تاریکی پنهان شده بود، رنگی ببینیم. زیرا همانطور که گفته شد چیزی دور ریخته نشده است. به هر حال، به این فرآیند، نقشه‌برداری تن می‌گویند.

حتی بیشتر، با استفاده از ماسک کردن، می‌توانیم انتخاب کنیم کدام قسمت از تصویر تیره‌تر و کدام قسمت روشن‌تر شود. بیشتر در مورد این نیز در ادامه در مثال ها نشان داده خواهد شد.

 

محدودیت های LDR / SDR

محدوده ای که قبلاً آن را “استاندارد” می نامیدیم در واقع نام خاص خود را دارد، LDR یا SDR نامیده می شود. اصطلاح LDR یا LDRI مخفف Low Dynamic Range Image است. همانطور که قبلاً ممکن است حدس بزنید، اصطلاح SDR یا SDRI به معنای تصویر محدوده دینامیکی استاندارد است.

برای تسلط بهتر بر مطالب خوانده شده، بیایید نگاهی دقیق تر به نمونه های واقعی عکاسی بیندازیم.

احتمالاً تا به حال از جسمی در برابر آسمان روشن با خورشید پشت آن عکس گرفته اید، مثلاً با تلفن همراه. سپس می دانید که باید یا یک شی با نور خوب، اما در مقابل یک آسمان بیش از حد روشن، یا یک آسمان آبی زیبا، اما با یک شی در تاریکی انتخاب کنید. شما هرگز هر قدر هم که تلاش می کنید به طور همزمان هر دو را کاملاً روشن نخواهید کرد.

 

قرارگیری بیش از حد در معرض بیماری
به این عکس جمجمه دزدان دریایی سرامیکی روی شنی که در مقابل آسمان آبی روشن و آب رودخانه مایل به سبز خلیج قرار گرفته شده است، نگاه کنید:

خلیج پشت جمجمه، جایی که شبیه یک لکه سفید بیش از حد در معرض دید است.

همانطور که قبلا ذکر شد، دوربین استاندارد در محدوده محدودی از روشنایی LDR کار می کند. در این مثال خاص، زیرمجموعه LDR دقیقاً برای داشتن یک جمجمه کاملاً روشن انتخاب شده است. در همان زمان، روشنایی آب و آسمان بسیار روشن تر از مقدار بالای محدوده فرعی انتخاب شده بود و به سادگی به رنگ سفید کاهش یافت. هیچ اطلاعات رنگی خارج از محدوده فرعی LDR انتخابی در این عکس ذخیره نشده است. به همین دلیل است که با عکس LDR نمی توانید آب و آسمان را با هیچ گونه پردازش پس از ویرایش در ویرایشگر 2 بعدی قابل مشاهده کنید. چون قطع شده اند.

به هر حال، بیایید فقط رنگ پس زمینه را در فتوشاپ با کاهش روشنایی آن تنظیم کنیم و شواهد را با چشم خود ببینیم.

ما از ابزار Exposure استفاده خواهیم کرد، اگرچه شما نیز می توانید این تصویر را دانلود کنید و سعی کنید با روش های خود آسمان و آب پشت جمجمه را آشکار کنید.

این چیزی است که ما دریافت می کنیم:

به جای خلیج و آسمان موعود، ما فقط یک رنگ خاکستری کسل کننده به جای سفید سابق می بینیم. علیرغم این واقعیت که ما برگهای کمی بیشتر در طرفین دیدیم، چیز دیگری ظاهر نشد.

هیچ ابزار ویرایشی نمی تواند چیزی را که در یک تصویر محدوده دینامیکی استاندارد وجود ندارد آشکار کند. این محدودیت LDR است. پس از انتخاب یک زیرمجموعه، بعداً به هیچ وجه نمی‌توانید آن را تغییر دهید.

خوب، فرض کنید ما عکاسان با تجربه ای هستیم و این وضعیت را پیش بینی می کنیم. بنابراین ما یک عکس اضافی، با نوردهی متفاوت، با تغییر محدوده LDR به سمت راست گرفتیم. بنابراین، در نهایت، ما می توانیم خلیج، آسمان را ببینیم. حتی خطوط پوشش گیاهی در طرفین آشکار می شود. اما، البته، از آنجایی که شروع محدوده روی رنگ‌های بسیار روشن قرار گرفت، جمجمه و شن و ماسه به سختی در تاریکی قابل مشاهده هستند و در معرض نور قرار نمی‌گیرند:

اموزش ساخت بارش باران در فتوشاپ
خواندن

ما این کار را انجام دادیم تا شن و جمجمه عکس اول را برداریم و از عکس دوم با آب و آسمان ترکیب کنیم.

برای آزمایش می توانیم همان کاری را که با عکس اول انجام شد انجام دهیم، یعنی سعی کنیم روشنایی را تنظیم کنیم. اما این بار عکس را روشن تر کنید تا جمجمه و ماسه را بهتر ببینید. و همانطور که انتظار می رفت هیچ اطلاعات اضافی به جز نویز و مصنوعاتی که همیشه در سایه هر عکسی پنهان می شوند یافت نشد. نتیجه بسیار متضاد و سوخته است:

 

معایب کامپوزیت ساده LDR

بهترین کاری که می توانید انجام دهید این است که هر دو عکس را روی لایه های جداگانه قرار دهید (در بالای لایه بیش از حد نوردهی نشده) و ماسکی را اعمال کنید که جمجمه و ماسه را روی عکس کم نوردهی شده پنهان کند. بنابراین، ما آب و آسمان قابل مشاهده را به همراه جمجمه و شن و ماسه به خوبی روشن می کنیم:

برای این مثال خاص، ما خودمان را با ماسک کردن دقیق فشار ندادیم، اما واضح است که برای به دست آوردن یک ترکیب بدون درز با ترکیبی عالی از پس‌زمینه و پیش‌زمینه، باید مقدار زیادی کار انجام دهید.

اگر ترکیب بندی در عکس پیچیده تر باشد و جزئیات کوچک زیادی در امتداد لبه بین نسخه های با نوردهی بیش از حد و کم نوردهی شده باشد، تلاش می تواند حتی بیشتر شود.

اما با این رویکرد، مهمترین چیز هنوز حل نشده است. و این – ناتوانی در اسلاید در کل محدوده و انتخاب دقیق بخشی از LDR برای تطابق کامل هر دو نسخه عکس با یکدیگر و روشنایی تصویر حاصل به طور کلی. با این رویکرد، شما به سادگی به زیرمجموعه های از پیش انتخاب شده متصل می شوید.

اما راه حلی وجود دارد و به آن براکتینگ می گویند.

HDRI از Exposure Bracketing

Bracketing تکنیکی است که در آن چندین عکس از یک صحنه دریافت می‌کنید، اما با تنظیمات دوربین متفاوت، و آنها را در یک قالب انعطاف‌پذیر ترکیب می‌کنید که به شما امکان می‌دهد به هر مرحله مورد نیاز بازگردید. انواع مختلفی از براکتینگ وجود دارد، اما برای ایجاد مجدد HDRI ما به طور خاص به براکتینگ نوردهی نیاز داریم.

Bracketing تکنیکی است که در آن چندین عکس از یک صحنه می‌گیرید، اما با تنظیمات دوربین متفاوت، و آنها را در یک قالب انعطاف‌پذیر ترکیب می‌کنید، که به شما امکان می‌دهد بعداً هر عکسی را از مجموعه بازیابی کنید یا ترکیبی از آنها را دریافت کنید. انواع مختلفی از براکتینگ وجود دارد، اما برای ایجاد مجدد HDRI، به اصطلاح براکتینگ نوردهی نیاز داریم.

ایده این نوع براکت گرفتن این است که مجموعه‌ای از عکس‌ها از یک صحنه با نوردهی‌های مختلف گرفته شود تا محدوده دینامیکی کامل (یا همان محدوده‌ای که واقعاً نیاز دارید) را پوشش دهد و سپس تمام داده‌های حاصل از تصاویر LDR را در یک HDR ترکیب کند. تصویر:

بنابراین، تصویری خواهد بود که حاوی اطلاعات خلاصه در مورد تمام تصاویر موجود در مجموعه است، یعنی جزئیاتی که در جزئیات تاریک و با رنگ متوسط ​​وجود دارد و همچنین اطلاعات رنگی از مناطق بسیار روشن. یعنی یک HDRI واقعی خواهد بود.

ما از قبل شش عکس با نوردهی های مختلف گرفتیم و سپس با استفاده از Photoshop آنها را در HDRI ترکیب کردیم: File > Automate > Merge to HDR Pro…

بنابراین ما یک تصویر 32 بیتی به دست آوردیم که به راحتی آن را ویرایش کردیم تا صحنه ای با نور زیبا و بدون نوردهی بیش از حد یا تاریکی غیر ضروری به دست آوریم:

همانطور که می بینید، بسیار بهتر از هر چیز قبلی به نظر می رسد، و تلاش بسیار کمتری نسبت به نمونه نشان داده شده قبلی با ترکیب تنها دو عکس LDR انجام داده است.

HDR فرآیند پس از پردازش را بسیار ساده، کارآمد و واضح می کند. این امکان تقریباً نامحدودی را در اختیار شما قرار می‌دهد تا نوردهی را به عمق دلخواه تنظیم کنید، بدون از دست دادن جزئیات رنگ، حتی بیشتر، و کشف موارد جدید.

هیچ چیز خاصی در مورد ویرایش این عکس HDRI خاص وجود ندارد. فقط چند ماسک نرم برای اعمال مقادیر مختلف نوردهی در مناطق مختلف تصویر.

سایر مطالب سایت

نحوه کار با ابزار جابجایی (MOVE) در فتوشاپ

نحوه کار با ابزار جابجایی (MOVE) در فتوشاپ

  ابزار move tool اولین آیکون در جعبه ابزار سمت چب فتوشاپ می باشد. این ابزار جهت جا به جایی تصاویر و ناحیه های انتخاب شده مورد استفاده قرار می گیرد. کلید میانبر: V نکته: با نگه داشتن کلید [...]

طراحی کابینت ممبران (کابینت کلاسیک) چگونه است؟

طراحی کابینت ممبران (کابینت کلاسیک) چگونه است؟

طراحی کابینت ممبران یکی از جذابترین حوزه های گرافیک سه بعدی ست که با طراحی کابینت مدرن تفاوت های اساسی دارد و نیاز به سطح مهارتی بسیار بالاتری در مدلینگ آن است.استفاده از ابزارهای زیبا و پر پیچ و [...]

طراحی سه بعدی کابینت آشپزخانه در تری دی مکس

طراحی سه بعدی کابینت آشپزخانه در تری دی مکس

طراحی سه بعدی کابینت آشپزخانه طراحی سه بعدی کابینت آشپزخانه در تری دی مکس در عین اینکه یک تخصص پولساز است می تواند یک تفریح فوق العاده و جذاب برای گزران اوقات فراغت هر کسی باشد.با توجه به زقابتی [...]

ابزار quick selection tool در فتوشاپ

ابزار quick selection tool در فتوشاپ

  در این پست از سری آموزش های رایگان مکس آموز به آموزش quick selection tool می پردازیم و به تمامی تنظیمات و جزئیات این ابزار قدرتمند در فتوشاپ اشاره کامل خواهیم کرد به گونه ای که پس از دیدن [...]

آموزش مدلسازی پرده در تری دی مکس

آموزش مدلسازی پرده در تری دی مکس

  آموزش مدلسازی پرده در تری دی مکس در ادامه سلسله آموزش های رایگان تری دی مکس این بار به آموزش ساخت پرده در تری دی مکس خواهیم پرداخت.یکی از بهترین مادیفایر ها در ساخت پرده در تری دی مکس [...]