معرفی کتاب : Digital Lighting & Rendering

کتاب Digital Lighting & Rendering با ترکیب اطلاعات از چندین حوزه مختلف، به شما کمک می کند تا رندرهای سه بعدی بهتری را خلق نمایید. در این کتاب که به عنوان یک کتاب مرجع در این زمینه شناخته می شود، شما می توانید از تجربه های عملی تولید فیلم های حرفه ای، مفاهیم و تکنیک های سینماتوگرافی زنده، اصول طراحی از هنرهای تصویری سنتی و توضیحات اکادمیک برای آشنایی با مفاهیم نور و رندرینگ بهره مند شوید. کتاب نور و رندرینگ دیجیتال در بین متخصصان این بخش، یک مرجع بی چون و چرا به حساب می آید.

در کتاب Digital Lighting & Rendering چه میخوانیم؟

این کتاب در 12 فصل، مرحله به مرحله با مفاهیم نور و رندرینگ سه بعدی پیش می رود تا بتوانید دید کلی و جامعی به این حوزه پیدا نمایید.

فصل اول Fundamentals of Lighting Design

فصل اول کتاب “نورپردازی دیجیتال و رندرینگ” به بررسی اصول طراحی نورپردازی می پردازد. این فصل با توجه به تجربیات گذشته در حوزه هایی مانند تئاتر، نقاشی، عکاسی و سینماتوگرافی، مفاهیم کلیدی و تکنیک های مرتبط با طراحی نور را بمی کند.

یکی از مفاهیم مهم در این فصل، “Motivation” است. انگیزه، دلیل یا منبع اصلی یک نور است. قبل از افزودن نور به صحنه، باید منبع یا دلیل وجود آن را بدانید. این مانند داستانی است که پشت هر صحنه و وجود هر نوری وجود دارد. همین موضوع ساده چنان تاثیری در رندرینگ نهایی خواهد داشت که نمیتوان از آن به سادگی گذشت.

از دیگر مفاهیم مطرح شده در بخش اول کتاب، میتوان به “کیفیت نور” اشاره کرد. ما منابع مختلف نور را بر اساس کیفیت های مختلف نور که به صحنه اضافه می کنند، تشخیص خواهیم داد. این مولفه ها شامل دمای رنگ، روشنایی، نرمی، الگوی پرتاب پرتوهای نور و زاویه تابش نور می باشد.

فصل اول کتاب Digital Lighting & Rendering همچنین به بررسی تفاوت بین نور مستقیم و غیر مستقیم می پردازد. نور مستقیم (Direct Light) از منبع اصلی، مانند یک لامپ یا خورشید، به یک شیء که ;آن را در صحنه روشن و قابل دید میکند، تابیده می شود. نور غیر مستقیم (indirect Light) نوری است که حداقل از یک سطح منعکس شده و پرتوهای نور به صورت غیر مستقیم به اشیائ داخل صحنه برخورد کرده و آنها را روشن می کنند.

در نهایت، این فصل به بررسی مفهوم “Cheating” در طراحی نورپردازی می پردازد. تقلب، یک انحراف عمدی است، که به گونه ای انجام می شود که برای مخاطب همانند نورهای اصلی به چشم بیاید.

فصل دوم Lighting Basics and Good Practices

فصل دوم کتاب Digital Lighting & Rendering با عنوان “مبانی نورپردازی و تمرینات خوب” به مباحث مربوط به شروع فرآیند خلاقانه، انواع نورها، تنظیم کنترل‌ها و پارامترهای نور و تمرینات این بخش می‌پردازد.

در ابتدای فصل دوم، با نام شروع فرآیند خلاقانه، نویسنده تاکید می‌کند که قبل از افزودن نور به صحنه، باید انگیزه یا منبع آن نور را بدانید. این به معنای داستانی است که پشت هر نور وجود دارد. این مهم است که بدانیم چگونه باید صحنه روشن شود.

در ادامه با انواع نورها آشنا می شویم. هر نوع منبع نوری دارای دمای رنگ مشخصی است که رنگ آن نور را تعیین می‌کند. برای مثال، نور خورشید، نور لامپ، نور محیطی و غیره. بعد از معرفی انواع منابع نوری، به بخش تنظیم کنترل‌ها و گزینه‌ها می رسیم.

در این بخش، نویسنده کتاب “نورپردازی دیجیتال و رندرینگ”، به بررسی تنظیمات مختلف نورپردازی می‌پردازد. این تنظیمات می‌توانند شامل تنظیمات مربوط به سختی یا نرمی نور، الگوی پرتاب نور، زاویه نور و غیره باشند. بعد از آشنایی با پارامترهای تعیین کننده خصوصیات نور، به بخش تمرینات خواهیم رسید. در این بخش، نویسنده تمریناتی را برای بهبود مهارت‌های نورپردازی ارائه می‌دهد که توصیه میکنم حتما آنها را مطالعه کرده و سعی کنید به همگی آنها پاسخ دهید.

این فصل به طور کلی به بررسی مبانی نورپردازی و روش‌های مناسبی برای ایجاد نورپردازی موثر می‌پردازد. هدف اصلی این فصل ارائه دیدگاهی جامع در مورد نحوه کار با نور در گرافیک کامپیوتری است.

فصل سوم Shadows and Occlusion

فصل سوم کتاب “نورپردازی دیجیتال و رندرینگ” با عنوان “Shadows and Occlusion” به مباحث مربوط به اهمیت سایه‌ها، انواع سایه‌ها، تکنیک‌های ایجاد سایه و موانع نورپردازی اشاره میکند. نویسنده در شروع این بخش به اهمیت سایه‌ها می پردازد و میگوید که سایه‌ها نقش بسیار مهمی در ایجاد حس عمق و سه بعدی در تصویر به عهده دارند. بدون سایه، اشیاء ممکن است بی‌وزن و بی‌جان به نظر برسند و عمق صحنه قابل شناسایی نخواهد بود.

سپس انواع سایه‌ها را مورد بررسی قرار میدهد . سایه‌ها می‌توانند به دو دسته کلی تقسیم شوند: سایه‌های سخت و سایه‌های نرم. سایه‌های سخت، خطوط واضح و تعریف شده‌ای دارند، در حالی که سایه‌های نرم، خطوط محو و با وضوح‌ کمتری دارند.

بعد از بررسی انواع سایه، به تکنیک‌های ایجاد سایه می رسیم. در این بخش، نویسنده به بررسی تکنیک‌های مختلف برای ایجاد سایه‌ها می‌پردازد. این تکنیک‌ها می‌توانند شامل استفاده از نورهای مستقیم، نورهای غیرمستقیم، نورهای محیطی و غیره باشند.

در پایان فصل سوم، به مفاهیم Occlusion اشاره شده است. انسداد یک تکنیک نورپردازی است که در آن از رسیدن نور به بخش‌هایی از صحنه جلوگیری می‌شود. این می‌تواند به ایجاد حس عمق و جلوه‌های سه بعدی در تصویر کمک کند.

فصل چهارم Lighting Environments and Architecture

فصل چهارم کتاب “نورپردازی دیجیتال و رندرینگ” با عنوان “Lighting Environments and Architecture” به بررسی تکنیک‌های مختلف نورپردازی برای انواع مختلف محیط‌ها و ساختمان‌ها می‌پردازد. این فصل شامل مباحثی مانند نورپردازی داخلی و خارجی، نورپردازی برای انواع مختلف ساختمان‌ها، ایجاد نور روز و شب و تکنیک‌های مختلف برای ایجاد حس فاصله و عمق در تصویر است که جز مهمترین بخش های این کتاب به شمار می رود.

در ابتدای فصل چهارم، با ایجاد نور روز آشنا می شویم. در این بخش، نویسنده به بررسی تکنیک‌های مختلف برای ایجاد نور روز می‌پردازد. این شامل استفاده از نورهای مستقیم، نورهای غیرمستقیم، نورهای محیطی و غیره است. سپس به کار با نور داخلی طبیعی می پردازیم. نور داخلی طبیعی، می‌تواند از منابع مختلفی مانند پنجره‌ها، درها یا شکاف‌ها در ساختمان به داخل بیاید. نویسنده تکنیک‌های مختلف برای کنترل و استفاده از این نورها را بررسی می‌کند.

نورهای عمومی و کاربردی، نورهایی هستند که در ساختمان‌ها و محیط‌های دیگر برای ایجاد نور مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شامل چراغ‌های سقفی، چراغ‌های دیواری، چراغ‌های میز و … است که همیشه در تمامی صحنه ها پیدا می شود. در نهایت هم به بررسی صحنه‌های شب و رندرینگ این محیط ها خواهد پرداخت. نورپردازی برای صحنه‌های شب می‌تواند چالش برانگیز باشد. نویسنده تکنیک‌های مختلف برای ایجاد نور در شب را بررسی می‌کند که در پروژه های شما بسیار مفید خواهد بود.

فصل پنجم Lighting Creatures, Characters, and Animation

این فصل از کتاب Digital Lighting & Rendering، درباره نورپردازی در انیمیشن است و چگونگی استفاده از نور برای ایجاد تعریف و جان بخشی در شخصیت های انیمیشن را تشریح میکند.

نورپردازی می تواند حالت و زمینه عاطفی صحنه را تعیین کند و باعث شود صحنه ترسناک، دشمنانه یا خوشایند و ملایم به نظر برسد. نورپردازی همچنین می تواند به روند زندگی بخشیدن به شخصیت یا موجودات ما کمک کند.

مدل سازی با نور به معنای نورپردازی به سبکی است که، قادر است فرم سه بعدی مدل های شما را به تصویر بکشد. نورپردازی می تواند کمک کند تا مدل های شما در فضای سه بعدی درک و قابل رویت شوند.

در این فصل همچنین در مورد تکنیک هایی صحبت می شود که ساختار محیط را تعریف میکنند. یکی از جنبه های کلیدی نورپردازی، جهت دهی است، یعنی نشانه هایی که به تماشاگر می گویند نور از کجا می آید و تماشاگر باید به کدام بخش از صحنه تمرکز کند.

در ادامه به مهمترین بخش این فصل، یعنی آشنایی با نورپردازی نورپردازی سه نقطه‌ای که یکی از روش‌های اصلی نورپردازی شخصیت است اشاره شده و با سه نوع نور مهم در صحنه یعنی نور کلیدی، نور پرکننده و نور حاشیه ای آشنا خواهیم شد.

نور کلیدی نور اصلی و روشن‌ترین منبع نور در صحنه است و در اصل تعیین کننده نحوه روشنایی اصلی صحنه است. نور پرکننده نورپردازی ایجاد شده توسط نور کلیدی را نرم و گسترده‌تر می‌کند و نور حاشیه یک “لبه تعریف‌کننده” ایجاد می‌کند تا موضوع را از پس‌زمینه جدا کند و باعث تمرکز بخشیدن به بخش های مورد نظر شود.

فصل ششم Cameras and Exposure

چرا یک هنرمند 3D باید درباره دوربین‌ها و نوردهی اطلاعات داشته باشد؟ این مهمترین سوالی است که در فصل ششم از کتاب Digital Lighting & Rendering به پاسخ آن خواهیم رسید.

شما باید بفهمید که عکاسی واقعی و دوربین در دنیای واقعی چگونه کار می‌کند تا بتوانید اثرات یک دوربین را در گرافیک کامپیوتری شبیه‌سازی یا تطبیق دهید.

چه شما در حال رندر کردن عناصر افکت‌های بصری هستید که نیاز به ادغام با تصاویر زنده دارند، یا اینکه فقط سعی می‌کنید تا یک صحنه 3D را بیشتر سینمایی تر و واقع گرایانه تر کنید، درک نحوه کارکرد نوردهی در دوربین‌های واقعی و توانایی خواندن یادداشت‌ها در یک گزارش دوربین در مورد عدسی‌ها، f-stop ها و زوایای شاتر می‌تواند بسیار مفید و ضروری باشد.

درک شما از دوربین‌های واقعی همچنین می‌تواند به شما کمک کند تا مجموعه‌ای از عکس‌های خاص را تولید نمایید که برای ایجاد تصاویر با دامنه دینامیکی بالا (HDRI) بسیار مناسب هستند تا بتوانید، نورپردازی در مکان‌های عکاسی را دقیقاً در گرافیک 3D مطابقت دهید.

نوردهی لحظه بسیار مهمی است که در آن شاتر دوربین باز می‌شود و اجازه می‌دهد نور به سنسور یا فیلم برسد. تنظیماتی که یک عکاس یا سینماتوگراف برای کنترل نوردهی انجام می‌دهد، تاثیرات مستقیمی بر عمق میدان، تاری بر اثر حرکت و سایر ویژگی‌های شات خواهد داشت.

در فصل ششم به این مباحث پرداخته و آنها را به صورت کامل مرور خواهید کرد.

فصل هفتم Composition and Staging

تصمیمات مهمی که کارگردان و فیلمبردار در فیلمبرداری از صحنه ای می گیرند، مربوط به ترکیب بندی و نمایش است. ترکیب بندی به طرح کلی شات اطلاق می شود. نمایش چیدمان اشیاء و شخصیت ها در داخل قاب دوربین، ترکیب بندی و نمایش خوب عناصر کلیدی در هر تصویر و مفاهیمی از این دست را در فصل هفتم خواهید آموخت.

در واقع، آنچه در فصل هفتم کتاب Digital Lighting & Rendering به آن اشاره می شود به ترکیب بندی تصویر ختم خواهد شد. این عوامل به عنوان سیگنال های ظریفی از سمت کارگردان در جهت خروجی نهایی صادر می شود، که کمک می کند چشم تماشاگر را به سمت خاصی که هدف کارگردان است هدایت کند.

ترکیب بندی و نمایش، توسط مجموعه ای از قوانین هنری و قراردادهای سینمایی کنترل می شوند که شما می توانید آنها را در گرافیک 3D هنگام تنظیم دوربین، نور، طرح بندی و انیمیشن خود اعمال کنید. پس از این بخش به سادگی عبور نکنید و آن را با دقت مطالعه نمایید.

در ادامه فصل هفتم از کتاب نورپردازی دیجیتال و رندرینگ، به انواع شات اشاره می شود.

اولین تصمیم شما در برنامه ریزی یک شات این است که چه چیزی در قاب نشان داده می شود! اگر دو شخصیت در حال تعامل با یکدیگر هستند، آیا شما هر دو را در قاب نشان می دهید یا قاب خود را فقط نزدیک به یکی از آنها در نظر میگیرید؟چقدر از محیط اطراف آنها قابل مشاهده است؟ آیا می خواهید توجه مخاطب را به نقطعه خاصی جلب کنید؟

در فصل هفتم به این سوالات پاسخ داده شده و به نتایج مهمی خواهید رسید.

فصل هشتم The Art and Science of Color

هنگامی که می خواهید با احساسات مخاطب خود بازی کنید، ابزارهای قدرتمندتری از استفاده درست و هوشمندانه از رنگ وجود ندارد. رنگ همه چیز است، رنگ احساس و صداست.

فصل هشتم کتاب Digital Lighting & Rendering، قدرت بصری رنگ در هنر 3D شما را بررسی می کند. طرح رنگ مناسب می تواند یک حالت را ایجاد یا تقویت کند، یا حتی معنای یک تصویر را به صورت کامل تغییر دهد.

اما استفاده از رنگ بجز بخش احساسی، یک بخش بسیار مهم فنی نیز دارد؛ این فصل به بازتولید رنگ دیجیتال و راه های انتخاب رنگ های واقع گرایانه برای انواع منبع نور می پردازد.

در این فصل، ما با یکی از مهمترین دروسی که یک هنرمند 3D باید برای روشن کردن صحنه، رندر کردن و ترکیب تصاویر واقع گرایانه، بیاموزد، آشنا می شویم. شما باید یک جریان کاری خطی را درک و به درستی استفاده کنید. این درس، نیازمند یک شروع فنی برای فصلی است که هنر و علم را ترکیب می کند. شما باید قبل از رسیدگی به مسائل دیگر، مانند طراحی رنگ، با یک جریان کاری خطی شروع کنید، زیرا پذیرفتن یک جریان کاری خطی می تواند نحوه انتخاب و اختصاص رنگ های شما را تغییر دهد.

اگر هنوز متوجه این موضوع نشده اید و این تعریف را کاملاً درک نکرده اید، نگران نباشید. برای درک اینکه چه چیزی، یک جریان کاری خطی است، باید از آنچه نیست شروع کنیم. شما باید بفهمید که چه عواملی باعث می شوند سایر جریان های کاری خراب شوند و کمتر قابل باور باشند. فصل هشتم تلفیقی از علم، هنر و ریاضیات است که اگر چه کمی گنگ و سخت است، اما باید آن را به خوبی بدانید.

فصل نهم Shaders and Rendering Algorithms

فصل نهم کتاب نورپردازی دیجیتال و رندرینگ، نگاهی به لایه های زیر نرم‌افزار رندرینگ شما می اندازد. شما می‌بینید که نرم‌افزار شما در مراحل اصلی رندرینگ صحنه، چه کاری انجام می‌دهد و چگونه می‌توانید بهترین کیفیت تصویر و سرعت رندرینگ را به دست آورید.

به شخصه، این فصل را بارها و بارها خوانده ام. این یکی از مهمترین بخش هایی است که به نظر تئوری بوده اما همه آنچه در فرایند رندرینگ به آن نیاز دارید را مطرح کرده است.

فرآیند rendering با shading شروع می‌شود، که مشخص می‌کند که سطوح شما چگونه به پرتوهای نور واکنش نشان دهند.

در این فصل، ما انواع مختلف شیدرها و تنظیمات شیدر را بررسی خواهیم کرد. ما همچنین به داخل توابع antialiasing نگاه خواهیم کرد، که تعیین می‌کند چگونه صحنه شما نمونه‌برداری و فیلتر شده، تا رندرینگ‌های صاف و با کیفیت بالا تولید کند.

این فصل همچنین الگوریتم‌های رندرینگ مختلف را بررسی می‌کند. این الگوریتم ها، رویکردهای اصلی، که نرم‌افزار برای تولید تصاویر استفاده می‌کند، مانند Raytracing، الگوریتم‌های سایه زنی و انواع مختلف نوردهی GI را مرود بررسی قرار میدهد.

فصل دهم Designing and Assigning Textures

فصل دهم از کتاب Digital Lighting & Rendering، به مفاهیم تکسچرینگ میپردازند. Texture ها و بافت ها، هنر افزودن تنوع و جزئیات، به سطوح سه بعدی است، که فراتر از سطح جزئیات مدل‌سازی شده بروی مدل سه بعدی اعمال می شود.

این فصل انواع بافت‌هایی را که می‌توانید ایجاد کنید، چگونگی هماهنگ کردن بافت‌ها با مدل‌های خود و روش‌های مختلف ایجاد بافت را بررسی کرده و شما را با انواع نقشه های بیتی و … آشنا می کند. این بخش کاملا عملی بوده و به صورت کاربردی از آن در تمام دوران رندرینگ خود استفاده خواهید کرد.

فصل یازدهم Rendering in Layers and Passes for Compositing

تولیدات حرفه‌ای انیمیشن و فیلم های سینمایی، معمولا به صورت تصویر تک لایه ای رندر نمی‌شوند. به جای آن، معمولا یک صحنه را به عناصر جداگانه به نام لایه‌ها یا Passes تقسیم می‌کنند که می‌توانید، آن‌ها را به منظور استفاده در فرایند کامپوزیت و تبدیل به یک شات نهایی استفاده نمایید.

فصل یازدهم کتاب Digital Lighting & Rendering به این محبث خواهد پرداخت که عملا نمیتوانید آن را نادیده بگیرید. اگر در حال کار بر روی افکت‌های بصری برای فیلم‌ها یا تلویزیون هستید، باید عناصر سه بعدی که نورپردازی و رندر می‌کنید را در صحنه‌های زنده ادغام کنید.

کامپوزیت فقط برای تولید افکت‌های بصری نیست. شرکت‌هایی که تولیدات کاملا انیمیشنی می‌سازند نیز صحنه‌های سه بعدی خود را به چندین لایه تقسیم می‌کنند که به طور جداگانه رندر می‌شوند و سپس آن‌ها را از طریق کامپوزیت به شات‌های کامل تبدیل می‌کنند.

شما می‌توانید یک صحنه را به روش‌های مختلف تقسیم کنید: می‌توانید صحنه خود را به لایه‌های رندر مختلف تقسیم کنید که هر یک شامل اشیاء مختلفی هستند، مانند لایه‌های پیش‌زمینه و پس‌زمینه.

می‌توانید صحنه خود را به لایه های رندر مختلف تقسیم کنید که هر یک شامل جنبه‌ای از صحنه مانند بازتاب، شکست نور یا روشنایی کلی است؛ یا می‌توانید لایه های نورپردازی را رندر کنید تا روشنایی از هر منبع نور، به صورت جداگانه در لایه خود رندر شود. تمام این رویکردها در این فصل بحث می‌شوند و مطمئن باشید از تمام کلمات این فصل لذت خواهید برد.

فصل دوازهم Production Pipelines and Professional Practices

فصل پایانی کتاب Digital Lighting & Rendering، مسیر تولید را برای شما مشخص میکند.

شروع یک شغلو فعالیت در زمینه نورپردازی و رندرینگ 3D، شامل تصمیمات و بخش های زیادی است. چه مهارت‌هایی می‌توانید در چنین پروژه ای به یک خط تولید کمک کنید؟

آیا شما فقط تخصص در نورپردازی دارید یا سعی می‌کنید تا دیگر زمینه ها نیز مسلط باشید؟ کدام مهارت‌های دیگر بهترین گزینه تکمیلی برای نورپردازی هستند؟ چقدر کار در یک استودیو بزرگ با فعالیت در یک شرکت کوچک تفاوت دارد؟

این فصل پایانی، در حقیقت شروع خط دید شما در اجرای پروژه هاست. در مطالب این فصل، برخی از مسائل و چالش‌هایی را که در دنیای کار با آن‌ها روبرو خواهید شد، ارائه می‌دهد، از جمله همکاری با نورپردازان دیگر تا طراحی نورپردازی در تیم‌های بزرگ، و در نهایت خود را در خطوط تولید پروژه های پیچیده استودیوهای فیلم سازی و … که همگی این موارد برای شما کاملا مفید خواهد بود.

سخن پایانی کتاب Digital Lighting & Rendering

کتاب “Digital Lighting & Rendering” یک راهنمای جامع است که به بررسی تکنیک‌ها و اصول نورپردازی و رندرینگ در گرافیک کامپیوتری می‌پردازد، این کتاب با تمرکز بر ایجاد نور، سایه، بافت، رنگ و اتمسفر در صحنه‌های سه بعدی. و بررسی الگوریتم ها و قاب بندی و روش های تولید و کامپوزیت، منبعی کامل و جامع برای همه 3D Artist ها خواهد بود.