بخشی از مقاله
نورهای جهت دار یا هدایت شونده Directional Lights-
یک نور جهت دار "directional light" بطور خاص برای شبیه سازی نور مستقیم خورشید مفید است. این نور همچنین با نامهای فاصله "distant" یا مستقیم "direct" یا نامحدود "infinite" و یا نور خورشید "sun light" در برنامه های مختلف نیز شناخته میشود. آیکون های مختلف این نوع از نور را در برنامه های مختلف در تصویر 8 ببینید.
تصویر شماره 8
یک نور جهت دار تمام اشیا موجود در صحنه را از زاویه مشابهی روشن میسازد و برای نور اهمیتی ندارد که شی در چه مکانی قرار دارد. در تصویر شماره 9 نور جهت دار سمت پایین متمایل به چپ را هدف گرفته است ( در این مسیر میتابد ). هر شی روشن سازی شده درست مثل اینکه از سمت بالا متمایل به چپ شروع به روشن سازی شده است. (( نکته بسیار ظریف و قابل توجها است. مترجم ساسان ))
تصویر 9 - یک نور جهت دارسایه های کاملا موازی میسازد و هر شئ را از زاویه یکسانی
روشن سازی مینماید.
با اینکه نور جهت دار درست در وسط صحنه واقع شده است نور را بگونه ای شبیه سازی میکند مثل اینکه نور از مسافت بسیار دوری آمده است. تمام سایه های حاصل شده از نور جهت دار موازی هستند. چیزی که شما باید آن را بطور نرمال در سایه های حاصل از نور یک منبع نور بسیار دور مانند خورشید ببینید.
این سایه ها را با سایه های حاصل از نورهای نقطه ای و موضعی مقایسه کنید. در نورهای نقطه ای و موضعی سایه ها با دور شدن از منبع نور از همدیگر دور میشوند ولی در نورهای جهت دار وضع بدین منوال نیست.
نورهای منطقه ای (ناحیه ای) "Area Lights" :
یک نور منطقه ای نوری است که اندازه فیزیکی منبع نور را در زندگی واقعی شبیه سازی میکند. با نورهای نقطه ای و نورهای موضعی و نورهای جهت دار افزایش دادن مقیاس ( اندازه ) نور در صحنه تنها اندازه شمایل "icon" آن راافزایش میدهد و بر روی روشن سازی هیچگونه تغییری ایجاد نمیکند. اما هنگامی کهشما اندازه یک نور منطقه ای را افزایش میدهید آن به درستی روشن سازی را از روی یک تابلوی "panel" نور بزرگتر شبیه سازی میکند.
اگر یک نور منطقه ای به میزان زیادی کوچک شود روشن سازی آن شبیه به روشن سازی یک نور نقطه ای خواهد شد. همانگونه که در سمت راست تصویر 10 نشان داده شده است روشن سازی یک نور منطقه ای بزرگتر نرمتر میباشد.
تصویر 10 - یک نور منطقه ای با بزرگتر شدن روشن سازی و سایه های نرم تری را ایجاد میکند.
نورهای منطقه ای اغلب در قالب شکل های گوناگون نظیر نورهای کروی و مستطیلی و دیسکی و خطی قابل دستیابی هستند.
اگر شما مجبور به انتخاب کردن از بین انواع شکل های مختلف نور منطقه ای هستید از شکلی استفاده کنید که مناسب ترین شکل را با منبع نوری که در حال شبیه سازیش هستید داشته باشد. برای مثال یک نور منطقه ای خطی شکل برای شبیه سازی یک لامپ فلورسنت ( مهتابی ) بسیار عالیست.
کیفیت نور و سایه های قابل دستیابی بوسیله نور منطقه ای آن را به انتخابی مناسب برای بعضی از انواع رندرینگ واقعیت گرا تبدیل کرده است. هرچند که سایه های نرم حاصل از نور منطقه ای در حال رندر بسیار آهسته تر و پیچیده تر از سایه های حاصل از نورهای نقطهای و موضعی میباشد. علت این امر اینست که رندر کننده "renderer" مجبور است که اشعه های نور را بصورت جداگانه متفرق سازد تا مشخص شود که آیا قسمت های مختلف ناحیه هدف سایه های ناخواسته قرار نگیرند.
بسیاری از هنرمندان از بکارگیری منابع نور نقطه ای در پروژه های بزرگ متحرک سازی احتراز میکنند چون اینکار باعث اتلاف مدت زمان بسیاری در پروسه رندرینگ میشود.
بخدمت گرفتن مدل ها به عنوان نور :
در بسیاری از برنامه ها هر مدل سه بعدی در صحنه شما میتواند به عنوان یک منبع نور بکار گرفته شود. با این قابلیت هر شئ غیر مرسوم نور مانند نشان های نئون (( حتما نوشته هایی که با لامپ های نئون ایجاد شده و در ویترین بسیاری از مغازه ها قرار دارد را دیده اید. مترجم ساسان )) میتوانند به عنوان یک منبع نور واقعی بکار گرفته شوند. همانگونه که در تصویر 11 نشان داده شده است.
تصویر 11 – استفاده از یک شئبه عنوان منبع نور این امکان را میدهد که اشکال عجیبی
مانند لامپ های حلقوی فلورسنت یا لوله های نئون را ایجاد کرد.
هر رندرکننده ای که روشن سازی سراسری را پشتیبانی کند این اجازه را میدهد که اشیاء اشیا دیگر را روشن سازی کنند. هنگام رندر کردن با روشن سازی سراسری اعمال کردن یک روشنایی زیاد یا یک رنگ محدود درخشان به یک شئ این اجازه را میدهد که به عنوان یک منبع نور عمل کند.
با وجودی که استفاده از مدل هایی به شکل دلخواه به عنوان منبع نور در بسیاری از برنامه ها ممکن میباشد ولی اینکار در بین حرفه ای های نورپردازی چندان عمومیت ندارد و از دید حرفه ای ها راه حل چندان موثری نمیباشد.
حرفه ای ها معمولا از این شیوه احتراز میکنند چون استفاده از این شیوه نورپردازی باعث آهسته و طولانی شدن فرآیند رندرینگ میشود. شما میتوانید با یک روش دیگر از این نوع نورپردازی تقلید کنید بطوری که تاثیر نامطلوبی بر روی مدت زمان رندرشدن صحنه نداشته باشد. بدین صورت که شما یک منبع نور نقطه ای را درون مدل خود قرار میدهید و یک سایه زن "Shader" روشن یا تابنده را به سطح مدل خود تخصیص میدهید.
کرات محیطی ( احاطه کننده ) Environment Spheres :
یک کره محیطی ( که با نام گنبد آسمان "Sky dome" نیز شناخته میشود ) یک منبع نور ویژه است که گرداگرد و پیرامون صحنه شما را احاطه و روشن سازی میکند. کرات محیطی برای شبیه سازی نور آسمان عالی هستند. آنها همچنین نور های قوی و بزرگی میسازند. یک نورپردازی کمکی که شما برای پرکردن نقاط تاریک در صحنه تان نیاز دارید.
شکل 12 توسط یک کره محیطی روشن شده است بدون اینکه منبع نور دیگری اضافه شده باشد.
تصویر 12 – یک کره محیطی اطراف صحنه را میپوشاند و بر اساس رنگ و طرح نگاشته شده برروی کره بر اشیاء میتابد.
وقتی شما کرات محیطی را با تصاویر ترسیم میکنید رنگهای آن تصویر میزان درخشندگی و روشن سازی از هر زاویه را مشخص میسازند. این تکنیک نورپردازی بر اساس تصاویر Image Based Lighting یا به اختصار IBL نامیده میشود.
نورهای محیطی Ambient Light :
در زندگی واقعی نورهای محیطی "Ambient Light" به معنی نورهایی است که اطراف ما را احاطه کرده است.که شامل نور آسمان و همچنین نوری که از سطح زمین برگشت داده میشود (منعکس میشود ) و نور حاصل از هر منبع نور دیگری نیز میشود.
اگر شما مشت خود را در جلوی بدنتان نگه دارید خواهید دید که نوری هست که همه جای آن را روشن سازی کرده است. اما توجه داشته باشید که نور رنگ ها و شدت مختلفی را در هر زاویه ارائه میکند. نورهای محیطی زندگی واقعی در هر محیطی متفاوت هستند اما بندرت بصورت تخت (مسطح) یا غیر یکنواخت میباشد.
در گرافیک کامپیوتری بسیاری از برنامه ها یک نور محیطی دارند (که بعضی وقتها محیط سراسری نامیده میشود) که بطور یکنواخت و غیر واقعی اشیاء واقع در صحنه شما را روشن سازی میکند. این نور هر طرف از هر سطحی را به رنگی مشابه در می آورد و تفاوت و سایه را از صحنه شما می رباید.
قانون کلی در مورد این نوع از نور محیطی این است که در یک کلام از آن استفاده نکنید.
شکل 13 یک سایه پردازی تخت و غیر واقعی را نشان میدهد که با استفاده از نور محیطی حاصل شده است.
تصویر 13 - نور محیطی صحنه را بصورت تخت (مسطح) در می آورد و خوش رنگی
و سایه را از آن میرباید.
اگر صحنه شما نیاز دارد که روشن تر باشد شما میتوانید هر نوع از نورهایی که در بالا توضیح داده شد را اضافه نمایید تا جاهایی را که بسیار تاریک است روشن سازی کنید.
هر نوع دیگری از نور بهتر از نور محیطی تخت و غیر یکنواخت میتواند محیط را با نور پر کند.
تغیییری که باعث کم شدن میزان غیریکنواختی نور محیطی میشود پارامتر سایه محیط میباشد. هنگامی که این پارامتر بکارگرفته شود نور محیطی بیشتر شبیه یک نور نقطه ای به نظر میرسد.
شما همیشه باید نورپردازی را در یک صحنه کاملا تاریک شروع کنید. پس هنگامی که شما اولین نور موضعی خود را اضافه میکنید و با رندرکردن صحنه تان را امتحان میکنید شما چیزی بجز روشن سازی آن نور نمیبینید.
خلاص کردن صحنه از دست نورهای اضافی مانند نورهای پیشفرض و نورهای محیطی شدیدا توصیه میشود تا بتوانید نورپردازی خود را به درستی و با دقت تنظیم و کنترل کنید. ( پایان قسمت دوم و آخر )
دوستان در اینجا لازم است نکته ای را به شما تذکر بدهم. دوستان همیشه سعی کنید از واژه های اصلی استفاده کنید و آنها را به خاطر بسپارید و چندان به کلمات فارسی که به عنوان معادل آن اصطلاح خاص انتخاب میشود اعتنا نکنید. من در طول این مقاله بسیار سعی کردم که حتی الامکان از بهترین کلمه برای هر لغت انگلیسی استفاده کنم و هر جا دیدم لازم است کلمه اصلی را هم نوشتم.
اما هیچ کاری بی عیب نیست. پس از دوستان تقاضا مندم چنانکه نظر و یا پیشنهادی در مورد این مقاله دارند آن را با من مطرح نمایند و همچنین اگر به ایرادی برخوردید و دیدید که جایی چه از لحاظ دستوری و یا ترجمه اشتباه میباشد به من تذکر دهید.
در ضمن دوستانی که علاقه دارند میتوانند کل این مقالهء دو قسمتی را در قالب یک فایل PDF از این آدرس دریافت نمیایند. ابتدا این آدرس را در صفحه مرور گرتان وارد کنید یک صفحه شروع به بارگذاری خواهد شد و پس از چند ثانیه بطور اتوماتیک برنامه دانلود منیجر شما اجرا شده و فایل شروع به دانلود خواهد شد.
استفاده ی موثر از انرژیهای طبیعی موثر ترین روش استفاده از نور خورشید تامین روشنایی با نور طبیعی است. حتی بهترین لامپ رشته ای در مقایسه با نور خورشید برای تامین میزان معینی روشناییِ, به میزان بیشتری انرژی الکتریکی برای هر متر مربع نیاز دارد و میزان بیشتری گرما تولید میکند. مشارکت نور طبیعی در تامین روشنایی هر ساختمان باید در عین توجه به مقابله با جذب حرارت نامطلوب صورت پذیرد.
ایده ی بهینه کردن ارتباط میان سایه ونور طبیعی هدایت شده به درون فضای معماری,به اشکال جدید ممکن است,نور شکن های بزرگ پیش ساخته از بتن, که رنتسوپیانه در مجموعه ی منیل در هوستون تگزاس استفاده کرد, نمودی زیبا از این اشکال تازه را به نمایش گذاشت. جالب توجه این است که راه حل مشابه و ظریف تری نیز برای ایجاد تعادل بین نور طبیعی و سایه را طرح آلمانی کوستر با مشارکت اکالوکس ارائه کرده است.
نمونه ی دیگر, مرکز طراحی در لینز استرالیا, کار توماس هرتزوگ است. در این پروژه, از سیستمی استفاده شده است که قابلیت انعکاس و خنثی سازی پخش ((diffusionنور طبیعی را دارد. علاوه بر آن,با همکاری کریستین بارتنباخ, هندسه ی اجزای کوچکmicrogeometry)) در هریک از نور شمنها(baffle)کاهش یافت.
منشورهای کوچک را میتوان برای انعکاس یاتجدید مسیر(redirect)تابش مستقیم آفتاب و ایجاد امکان عبور نور تلطیف شده(diffuse light)به داخل بکار بست.
امروز در روند تکاملی این تکنولوژی, باریکه های منشور شکل از طریق خروج تحت فشار مواد اولیه از قالب (extrdude), در مقایسه با گذشته با قیمت پایین تر تولید میشوند. این منشور ها بصورت قائم یا افقی قابل استفاده اند.
