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HDRI - High Dynamic Range Image
Level - Medium / Advance
Mihai Pocorschi III의 튜토리얼 강좌
HDRI(High Dynamic Range Image) 101 튜토리얼 사이트들어 오신것을 환영합니다. 저는 여기서 HDRI 렌더링 생성과정을 초보자들이 따라 하기 쉽도록, 최대한 자세하게 설명해 드릴 것입니다. 이 튜토리얼은 크게 두 파트로 나뉘어져 있는데, 처음 부분은 V-Ray에 대한 것이고, 다음은 Brazil r/s에 관한 것입니다. 제일 마지막 섹션의 렌더링에 대한 자료는 여기서 제공하지 않고 있는데, 여러분의 요청과 Cebas의 허락이 있다면 차후에 덧붙이도록 하겠습니다.
이 튜토리얼은 다음과 같이 구성됩니다.
1.1 Intro
1.2 Tech Stuff
1.3 The Scene
1.4 Environment And Rendering
1.4.1 Standard Environment
1.4.2 V-Ray Environment
1.4.3 Brazil Environment
1.5 Conclusion
1.1 Intro
우선, 다음 사이트에서 Paul Debevec이 만든 "Fiat Lux"를 다운로드하여 감상해 보세요. 이 동영상은 Galileo와 교회 간의 분쟁을 주제로 한 것인데, 기술적인 관점에서 보면 3D로 재탄생된 St Peter's Basilicum 및 다른 인공물들이 Image Based Lighting(IBL)이라 불리우는 기법을 사용하여 다이나믹하고 정교하게 구현되고 있습니다.
관련 MPED-1 포멧 동영상을 www.Pocketmovies.net
http://www.pocketmovies.net/detail.php3?id=137에서 다운로드 받으실 수 있습니다.
이 동영상을 통해 여러분은 HDRI의 가능성을 보실 수 있습니다.
HDRI( High Dynamic Range Image)란 과연 무엇일까요? 다음 섹션에서 자세히 설명할 것입니다. 그전에 Debevec의 사이트에 들어가 보세요. 정말 유용한 사이트입니다. www.debevec.com
1.2 Tech Stuff
이미지에는 Low Dynamic Range Image(LDRI)와 High Dynamic Range Image(HDRI) 두가지 종류가 있습니다.
우선, LDRI는 일반적인 비트맵 방식의 이미지를 말하는 것으로 JPEG, TIFF, BMP등이 있는데, 이는 픽셀당 8비트 즉 0~255가지 RGB모드의 색을 표현할 수 있습니다.
다음으로 HDRI는 256색 보다 훨씬 많은 색들을 표현할 수 있습니다. 각 픽셀의 색들는 빛의 양에 비례하는 것으로, 일반 LDRI가 단순히 색을 저장하는 것과 달리, HDRI에서는 각 픽셀들이 빛의 양을 저장하고 있습니다.
1.3 Preparing
1.3.0 First things first(준비 사항)
- Brazil r/s
- V-ray
- HDRI Import 플러그인 ( 3D Studio Max에서는 HDR포멧과 같은 부동 소수점 이미지들을 사용할 수 없습니다. 그러므로 Splutterfish의 무료 입출력 플러그인인 HDRI.bmi를 사용하세요. )
- HDRI 파일들 ( Debevec 사이트에 가면, 이번 튜토리얼에서 사용할 이미지들을 얻을 수 있습니다. - rnl_probe.zip )
- HDR shop - HDR 파일들을 수정할 소프트웨어로 다음 사이트에서 얻을 수 있습니다. http://www.debevec.org/HDRShop/
1.3.1 The Scene
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일반적으로 광택효과인 GI(Global Illumination)는 주로 구형 표현을 위해 사용됩니다( 구형이 아니라면 적어도 몇몇 입방체에서 사용되겠지요 :) ).
좋습니다. 이제 간단한 오브젝트인 탁자와 구형 하나를 만들어 봅시다. 그리고 좀더 복잡하게 보이도록 하기 위해 몇개의 구형들을 더 추가하세요. ;)
텍스처링은 여러분에게 맡기겠습니다. 저는 그 주요 구형에 어두운 느낌의 마블링을 입혔습니다. 나머지 구형들에는 각기 다른 색들의 유리질감이 나도록 하였고, 메탈 질감을 테스트 하기 위해 주전자 하나를 더 추가했습니다.
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튜토리얼을 위해, rnl_probe.hdr를 사용하였는데, 제 구미에 맞게 약간 어두운 분위기가 나도록 했습니다.( 여러분은 rnl_probe.zip에서 이 이미지를 찾을 수 있습니다. )
1.3.2 Modifying the HDR file
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HDRShop을 열고, File>Open 에서 rnl_probe.hrd를 선택하세요. (오른쪽 사진 참조)
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Image>Panorama>Panoramic Transformation창의 Format란에서, Source Image는 Light Probe(Angular Map)을 Destination Image는 Latitude/Logitude를 각각 선택하고, 나머지 부분은 기본 값으로 설정해 둡니다. 이제 여러분은 Max에서 HDR 이미지를 불러오기 할 수 있습니다.
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File>Save As... 에서 Radiance Format을 선택하고, 새 이미지를 다른 이름으로 저장하세요. 여기서 저는 padure.hdr라는 이름으로 저장했습니다.
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1.4 Environment And Rendering
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IBL을 이용한 멋진 이미지를 얻기 위해 여러분은 GI(Global Illumination)기법이 필요합니다. Max의 자체 렌더링을 사용할 생각은 아예 마세요. 여러분의 호기심을 풀어주기 위해, 옆의 사진은 GI기법을 사용하지 않고 단순히 V-Ray만을 사용한 것을 보여주고 있습니다. 여러분은 여기서 스파크와 자연 광택의 부족을 느낄 수 있을 것입니다.
다음 섹션부터 각기 다른 HDI 맵핑 방식을 가진 렌더링 테크닉에 대해 설명하도록 하겠습니다.
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1.4.1 Standard Environment Mapping
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Rendering>Environment를 선택하고, Environment Map 슬롯을 누른 뒤, Bitmap을 선택해 주세요.
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padure.hrd 파일을 선택한 후 Setup을 클릭합니다.
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새로운 윈도우 창이 뜨면, 선택된 이미지의 광도값 그래프를 볼 수 있습니다.
그 아래에 White Point 값은 옆의 스피너들로 조절할 수 있는데, 그 이미지가 취할 수 있는 빛의 범위들을 제어할 수 있습니다. 앞서 예기한 대로 Max에서는 부동 소수점 이미지들을 사용할 수 없기 때문에, 이 셋업 창에서 부동 소수점 이미지를 표준 이미지로 변경해야 합니다. 이 변경 작업은 White Point를 최고값으로 설정함으로서 가능하고, 변경 후에는 하얀색으로 바뀌게 되는데, 이 작업은 클램핑(clamping)이라고도 알려져 있습니다.
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White Point에는 사진에서 보듯 Logarithmic을 나타내는 Log와 Linear 두가지 값들이 있습니다. 그래프 상의 빨간 선을 끝까지 움직여 보세요. 이제, Linear 값이 변경된 것을 볼 수 있을 것입니다. 이 수치를 다른 곳에 적어놓고, Ok버튼을 두번 누릅니다.
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Material Editor에서, 방금 만든 Environment Map을 열으세요. Output 슬롯을 누른후, RGB Level에 적어 놓은 수치를 입력하세요. 이렇게 함으로서 여러분은 제가 여러번의 시험절차를 통해 얻어낸 좀 더 높은 수준의 기법을 구현해 낼 수 있습니다.
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1.4.1.1 Rendering in V-Ray
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Rendering>Render를 선택하세요. 여기서 부터 Current Renderer 탭을 사용하게 됩니다. Assign을 클릭하고 V-Ray를 선택한 다음, Image Sampler 탭에서 Adaptive Subdivision을 선택합니다. Indirect Illumination슬롯에서는 On을 체크합니다. Irradiance Map을 택하고 Min Rate와 Max Rate에 각각 -6와 -5를 입력하세요. 이런 설정들은 시험 렌더링에 적합한 것입니다. 최종 렌더링을 위해서는 Image Sampler 탭 아래의 Simple Two-Level을 사용하고, Min Rate 및 Max Rate에는 장면에 따라 각각 -3, 0이나 -2와 0을 입력하는게 적합합니다. 또한 Clr tresh에 0.3, Nrm tresh에 0.4, Dist tresh에 0.2 그리고 HSph subdivs에 25를 사용하는게 좋습니다. 렌더링 하는데 시간이 오래 걸리기는 하지만, 여러번의 실험을 통해 여러분이 직접 터득하는 것을 무엇보다 권하고 싶습니다. 렌더링에 관해 더덧붙이자면, Undersampling의 Neil Blevin의 튜토리얼을 읽어 볼 것을 추천합니다. 비록 이 글이 Brazil에 관한 것이긴 하지만, 좋은 이론적 사례들을 볼 수 있을 것 입니다.
이제 Material에 대해 알아봅시다. 이 튜토리얼은 Material의 사용방법에 대한 것이 아니므로, 여러분에게 어떻게 마블(Marble) 및 유리, 금속 질감을 표현해 내는지는 설명하지 않겠습니다. 다만, 여기서 약간의 힌트와 세팅 설정을 통해 여러분은 Material에 대해 좀 더 배울 수 있을 것입니다.
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1.4.1.1.1 Materials
1.4.1.1.1.1 Glass
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우선, Standard-Blinn로 시작합니다. Diffuse와 Ambient를 결합시키고, 유리의 색을 선택한 후 Specular Level 및 Glossiness에 110과 70을 각각 줍니다. 2-Sided에 체크를 하고, Extended Parameters탭 아래 Index Of Refraction(IOR)에 1.56값을 넣습니다. 이 값은 유리의 IOR 값으로, 여기서 여러 분은 다른 IOR 값들도 알아 볼 수 있습니다. Maps 탭아래 Refraction 슬롯에서 VRayMap을 선택하고, Refract를 택한 후 Filter Color나 Fog Color와 같은 피라미터들을 작동시켜 보세요.
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1.4.1.1.1.2 Gold
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금속 재질은 Standard-Metal에서 시작 하겠습니다. Ambient 색은 암녹색을, Diffuse는 금노랑색을 지정합니다. Specular Level과 Glossiness에 비슷한 수치인 75에서 80 정도를 입력하세요. Maps 탭의 Specular 슬롯에 금속 재질과 비슷한 비트맵을 선택하세요. 이 때 값은 대략 20에서 30 정도가 될 것입니다. Bump도 마찬가지로 선택을 하는데, 그 물체가 광이 나는 점을 감안하면 슬롯 값은 5에서 7 정도가 될 것입니다.
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Reflection 슬롯에서 Falloff를 택하고, 다음 슬롯에서 VRayMap을 택한 후, Reflect 및 매우 가벼운 Filter Color를 선택합니다.
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1.4.1.1.1.3 Marble
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그 주요 구형 오브젝트에 쓰인 마블(Marble)과 탁자의 마블은 기본적으로 Max의 Stones_Benedeti와 Stones_Traverti를 사용하였습니다. 여기에 덧붙여, Reflection 슬롯에 Reflect를 선택하고 VRayMap과 약간의 반사광만 남은 검정에 가까운 Filter Color을 가지도록 하였습니다. 또한 마블의 반사광을 위해 Glossy를 체크하고, Glossiness는 250를 Subdivs에는 25 값을 사용하였습니다.
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이제 화면으로 돌아가 봅시다. Omni Light를 화면 주위에 생성하고 모두 끈 다음 렌더링을 하여 보세요.
만족스럽게 렌더링 되었습니까? 그렇지 않다면, material이나 다른 것을 조금 변경 시키고 다시 렌더링 해 보세요. 만약 만족스럽다면, 그 설정값들을 사용하여 앞서 알려 드린대로, 최종 렌더링 시켜보세요.
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여기서 저는 몇개의 이미지를 가지고 약간 변경시켜 보았는데, 오른쪽 사진은 DOF를 가지고 그 주된 구형에 초점을 잡은 것이고, 오른쪽 아래 사진은 주전자에 초점을 마춘 것입니다. 또한, 아래 사진은 자연광 느낌을 살리기 위해, 약간의 어두운 빛들을 추가시킨 것입니다.
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1.4.2 V-Ray Environment
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Rendering>Render를 선택합니다. Production란에 V-Ray로 맞게 설정되어 있는지 확인하고, Environment 슬롯을 클릭합니다. Override MAX's를 체크한 뒤, Map을 선택합니다.
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VRayHDRI 맵을 선택하는데, 여러분은 여기서 HDRI 맵을 선택할 수 있다는 걸 알 수 있을 것입니다. 우리는 이미 Angular Map( 구형과 같은 물체를 표현하기 위한 HDR 파일의 표준 포멧 )과 Spherical Environment( 우리가 이미Longitude/Latitude 포멧의 HDR맵을 위해 사용한 것입니다. )의 두가지 HRDI를 생성해 보았습니다. 이 과정에서 HDRShop을 중복 사용한 것 처럼 보이는데, 사실 두가지 다른 포멧으로 만들기 위한 것입니다. 첫번째로, Light Probe 포멧에서 원본의 rnl_probe를 사용할 때는 Angular 맵 방식을 이용한 것이고, 두번째 padure.hrd를 사용한 부분에서는 Spherical Environment의 맵 방식을 이용한 것입니다.
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저는 두번째 것이 훨씬 낳다고 생각됩니다.
Vray로 Environment를 설정하였으니, 이제 렌더링 하여 결과를 확인하고, 모두 괜찮으면 최종 렌더링을 합니다.
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1.4.3 Brazil Environment
자 이제 이 튜토리얼의 두번째 파트인 Brazil에 대해, 좀 더 구체적으로 알아 봅시다. 여러분은 이미 여러 번의 Vray맵과 Vray material들을 사용하였는데, Brazil r/s는 Vray와 호환하지 않기 때문에 여기서 적절하게 랜더링 시킬 수 없을 것입니다. Brazil로 렌더링 시키고 싶다면, 표준 material이나 Brazil 고유의 material을 가지고 다시 설정해야 합니다. ( Brazil 고유의 material을 사용하는 것이 훨씬 빠르고 좋습니다. )
자 이제 Brazil의 환경설정은 어떻게 하는지 알아 봅시다.
Rendering>Render에서 Brazil로 렌더링 하도록 선택합니다. Brazil Luma Server 슬롯을 열고, Direct Illumination에 Skylight를 선택하고 Enabled를 체크한 후, Indirect Illumination에도 역시 Skylight를 선택합니다. Skylight섹션에서 Use Environment Settings를 체크하면, 여러분이 미리 만들어 놓은 Environment Map을 사용할 수 있습니다. 그렇지 않으면, Color 옆 슬롯에 맵을 추가시켰다가, Environment Map을 만들때 그 단계를 취소시키면 됩니다.
1.5 Conclusion
이번 튜토리얼의 첫번째 파트를 끝마치도록 하겠습니다. 여기서는 IBL과 HDRI에 관해 여러분이 알아야 할 내용들을 살펴 보았습니다. 이번에는 주로 V-Ray에 초점을 마추었는데, 다음 파트에서는 좀 더 추가하여, Brazil에서의 material 사용법과 올바른 구성요소 설정에 대해 알아보도록 하겠습니다.
더 많은 정보를 알고 싶다면 포럼에서 제 별명인 Azra를 찾거나, 이메일을 보내주세요. 여러분의 의견이나 건의사항, 또는 여러분이 렌더링한 최종 이미지들을 기다리고 있겠습니다. Enjoy!
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