Тени, часть первая (открытая), построение падающей тени

 

Как построить тень?

Дисклеймер:

Если внимательно присмотреться к теням, которые рисую я, можно заметить, что там крайне мало ПРАВИЛЬНО построенных теней. Я сознательно пренебрегаю правильностью некоторых построений и плюю на законы оптики — так вполне можно делать. Но прежде чем начинать радоваться, вам предстоит узнать, что правильное построение теней освоить все-таки придется. Cразу предупреждаю: некоторые вещи будут противоречить классическому подходу — техдизайн, все-таки.

Вадим Pajasu.

Для начала немного теории о том, как строится тень.

Дано: плоскость, на которую падает тень; точечный источник света, который отправляет лучи во все стороны; вспомогательная плоскость, которая нужна сейчас-скажу-зачем (эта плоскость перпендикулярна первой). Падающую тень я иногда буду называть проекцией, чтобы было совсем понятно. Выглядит это примерно так:

1. Джентельменский набор тенелова.

Как известно, свет обычно распространяется по прямой. Это значит, что источник света, висящая в пространстве точка и отбрасываемая ею тень лежат на этой самой прямой:

2. Тень от точки — тоже точка.

Точка — это основа всего: отрезок, например, имеет две точки по краям. Построив на плоскости проекции двух точек, можно нарисовать тень от отрезка:

3. Здесь отрезок полностью лежит на вспомогательной плоскости.

Тень отрезка, само собой, тоже в ней лежит.

Если отрезок стоит на плоскости, тень от него построить еще легче:

4. Проекция точки B совпадает с самой точкой B.

Это позволяет с легкостью рисовать тени от столбов, заборов

и прочих стоящих предметов.

Тень от какой-то плоской фигуры тоже простраивается по всем точкам от источника света:

5. Некоторые линии не влияют на контуры тени, поэтому их построение можно отбросить.

Теперь немного о построении точек в пространстве.

Если тот же самый отрезок из второго примера немного повернуть, он больше не будет попадать в нашу вспомогательную плоскость:

6. Одна из точек вылезла за границы построения.

Возникает вопрос: а как же простраивать точки в этом случае? А очень просто. Достаточно построить через источник и каждую точку предмета по одной плоскости. Примерно так:

7. Можно воспользоваться способом, описанным на второй картинке.

8. То же самое относится и ко второй точке, только плоскость другая.

9. Если соединить две тени от двух точек, получится тень отрезка. Тут

она выглядит немного странно, потому что одна точка ниже другой. Это

создает эффект обратной перспективы, но с построениями там все в порядке.

Естественно, плоская фигура ведет себя точно так же — просто точек чуть больше. Кстати, если у фигуры нет точек, а есть кривые, тени простраиваются по касательным:

10. Касательную определить достаточно легко: ЗА ней ни одна

линия, проведенная из источника света, объект не пересечет.

Этой информации вполне достаточно для того, чтобы построить тень от предметов любой формы — ведь каждый из них можно разложить на графические примитивы или полигоны (для тридэшников: тень можно по строить по вертексам:). То есть, достаточно найти несколько ключевых точек и соединить их линиями.

Вот, например, построение тени от куба (картинка взята из архива):

11. В данном случае достаточно трех треугольников для трех вершин куба, остальные точки не видны. То же самое, но послойно, находится этом старом файле (участники тд-онлайн уже видели этот пример здесь ).

Вывод: с помощью краев предмета, источника и нескольких построений можно построить тень от предмета любой формы.

Самый основной затык состоит в определении места, где построенный луч пересекается с плоскостью — не все могут определить его правильно с первого раза. Это нормально, и это лечится практикой. Но есть фишка, которая может помочь в восприятии теней. Вот так выглядит тень от куба в пятом bryce:

12. По очертаниям тени можно определить положение источника света.

Это помогает, когда нужно вписать новый объект в уже существующую сцену.

Если камеру точно совместить с источником света, сцена будет выглядеть так:

13. Согласно старинным предположениям, из человеческих глаз

вылетают невидимые лучи и ощупывают предметы — как-то так.

Заметили? Тень полностью пропала (она появится снова, если немного сдвинуть камеру ). Это значит, что на плоскости тень той же формы, что и силуэт предмета из точки освещения (только искаженной в зависимости от поверхности, на которую эта тень падает).

Немного информации водгонку (из серии «думанья наоборот»™): для того, чтобы определить, какая точка находится в тени, просто «посмотрите» на источник света из этой точки. Источник не видно? Значит, эта точка находится в тени. Источник виден частично? Ок, там находится полутень. Источник виден полностью и ничем не перекрывается? Точка освещена.

И последнее: умение строить тени слету очень сильно зависит от пространственного мышления. Если вы совершенно четко представляете, какой формы объект и как выглядит поверхность, на которую падает тень, ее границы вы сможете нарисовать без труда. Остальное — дело спецэффектов. О них — в следующей части.

 



  • На главную