HDRI — chiếu sáng cảnh bằng ảnh môi trường

[nhatminh]

Có những cảnh mà Corona Sun và Sky không giải quyết được: sân trong râm mát giữa hai khối nhà, showroom nội thất muốn ánh sáng mềm như studio chụp sản phẩm, hay một phối cảnh cần đúng cái không khí xám bạc của buổi chiều sắp mưa. Bầu trời tính theo thuật toán rất sạch nhưng cũng vì sạch quá nên hơi vô hồn. HDRI giải quyết chuyện đó bằng cách lấy ánh sáng thật của một địa điểm thật ngoài đời và trùm nó lên cảnh 3D. Nghe cao siêu nhưng thao tác chỉ mất hai phút — khó là ở chỗ chọn đúng file và đặt đúng cường độ.

HDRI giải quyết việc gì

HDRI là ảnh chụp toàn cảnh 360 độ, lưu ở dải sáng rộng — nghĩa là mỗi điểm ảnh không bị ép về khoảng 0–255 như ảnh JPG thường mà giữ nguyên độ sáng thật, kể cả đĩa mặt trời sáng hơn bầu trời cả nghìn lần. Chính chỗ đó làm nên khác biệt: khi Corona dùng file này làm môi trường, mỗi vùng của ảnh trở thành một nguồn sáng có cường độ và màu riêng. Nắng gắt từ đĩa mặt trời, ánh sáng mềm từ mây, ánh phản chiếu ấm từ mặt đất đất nung — tất cả cùng chiếu vào cảnh một lượt, đúng tỉ lệ như ngoài đời.

Đó là lý do một tấm HDRI tốt cho ánh sáng chân thực hơn bất kỳ tổ hợp đèn nào dựng bằng tay. Nó cũng lo luôn phần phản chiếu: kính và kim loại trong cảnh sẽ phản chiếu đúng cái khung cảnh trong ảnh HDRI, thay vì phản chiếu một mảng trời trơn.

Đổi lại có ba giới hạn. Thứ nhất, bóng đổ phụ thuộc vào chất lượng file: HDRI độ phân giải thấp hoặc chụp thiếu dải sáng sẽ cho bóng nhoè, mờ, không có cạnh rõ — thường thấy khi tải file miễn phí bản nhỏ. Thứ hai, không đổi giờ được: nắng trong file chiếu hướng nào là hướng đó, muốn đổi thì chỉ xoay được ngang, không nâng cao mặt trời lên được. Thứ ba, file rất nặng: một tấm 16K có thể vài trăm MB và ngốn RAM.

Cách làm thực dụng trong nghề là kết hợp: dùng Corona Sun cho nắng trực tiếp (kiểm soát được hướng và độ gắt của bóng) và HDRI cho ánh sáng môi trường cùng phần phản chiếu. Corona cho tách hai vai này qua phần ghi đè môi trường — xem Thiết lập môi trường và bầu trời trong Corona.

Ứng dụng trong kiến trúc và thiết kế

• Ảnh nội thất căn hộ mẫu có cửa sổ lớn — một tấm HDRI ngoài trời đặt ở khe môi trường cho ánh sáng vào phòng rất tự nhiên và đồng thời làm nền nhìn qua cửa sổ. Đây là cách nhanh nhất để một cảnh nội thất trông có không khí thay vì như hộp kín.
• Ảnh sản phẩm nội thất trên nền trắng — ghế, đèn, tủ chụp riêng cho catalogue. Dùng HDRI studio (ảnh chụp trong phòng có hộp sáng) là ra ngay kiểu ánh sáng mềm, phản chiếu dịu của ảnh sản phẩm chuyên nghiệp, không cần dựng đèn.
• Cảnh trong bóng râm giữa các khối nhà — sân trong, hành lang có mái, gầm cầu thang lớn. Đây là chỗ ánh sáng gián tiếp chiếm gần hết, và HDRI mô tả nó tốt hơn hẳn bầu trời tính theo thuật toán.
• Bộ ảnh nhiều phương án ánh sáng cho cùng một phối cảnh — nạp nhiều HDRI khác nhau (trưa nắng, chiều vàng, trời mây) rồi dùng LightMix để trộn và chọn ngay trong cửa sổ render, không phải render lại từng phương án. Xem Dùng LightMix để không phải render lại khi đổi ánh sáng.
• Mặt đứng kính của toà văn phòng — phản chiếu trên kính là thứ quyết định mặt đứng có sống hay không. HDRI đô thị có công trình lân cận và mây thật cho phản chiếu phong phú hơn nhiều so với bầu trời trơn.

Cách dùng

1. Chọn file HDRI đúng loại cảnh. Ngoại thất thì lấy ảnh chụp ngoài trời cùng hướng nắng mong muốn; nội thất và ảnh sản phẩm thì lấy ảnh studio. Ưu tiên bản có độ phân giải đủ lớn nếu bầu trời lộ nhiều trong khung hình.
2. Cắm vào khe Environment qua Corona Bitmap. Dùng nút Corona Bitmap thay cho Bitmap gốc của 3ds Max — nó có thêm tuỳ chọn lọc ảnh và nói chung render nhanh hơn.
3. Đặt kiểu chiếu hình cầu. HDRI dạng bản đồ hình chữ nhật (equirectangular) phải khai báo đúng kiểu chiếu, nếu không ảnh sẽ bị bóp méo và bóng đổ đi sai hướng.
4. Xoay cho hướng nắng khớp với bố cục. Đây là bước tinh chỉnh quan trọng nhất: xoay tấm HDRI cho đến khi bóng đổ trên mặt đất và mảng sáng trên mặt đứng đúng ý. Xoay bằng thông số góc trong nút bản đồ.
5. Chỉnh cường độ, đừng chỉnh phơi sáng camera. Nếu cảnh quá tối hay quá sáng, nhân cường độ của chính tấm HDRI. Kéo phơi sáng camera sẽ làm sai tương quan giữa HDRI và các đèn nhân tạo trong cảnh.
6. Tách vai bằng ghi đè môi trường nếu cần. Ví dụ: HDRI lo chiếu sáng và phản chiếu, còn nền nhìn thấy thì thay bằng một ảnh bầu trời khác đẹp hơn cho khung hình cụ thể này.
7. Kiểm tra bằng một quả cầu xám và một quả cầu gương. Đặt hai quả cầu nhỏ trong cảnh rồi render thử — đây là cách nhanh nhất để đọc hướng sáng, độ gắt của bóng và chất lượng phản chiếu của tấm HDRI trước khi đổ công vào cảnh thật.

Mẹo và lưu ý

• Đừng chồng nắng hai lần. Nếu tấm HDRI đã có mặt trời rõ mà anh em còn thả thêm một Corona Sun, cảnh sẽ có hai bóng đổ đi hai hướng. Chọn một trong hai: hoặc dùng HDRI đã ẩn mặt trời kèm Corona Sun, hoặc dùng HDRI đầy đủ và không thêm Sun.
• File 16K không phải lúc nào cũng tốt hơn. Nếu bầu trời chỉ chiếm một góc nhỏ trong khung hình thì bản 4K là đủ và nhẹ hơn nhiều. Chỉ cần bản lớn khi trời chiếm diện tích lớn hoặc phản chiếu rõ trên mặt gương.
• HDRI chỉnh sửa bằng phần mềm ảnh thường sẽ hỏng dải sáng. Mở ra kéo sáng rồi lưu lại thành JPG là mất hết phần dữ liệu làm nên giá trị của nó. Muốn chỉnh thì chỉnh bằng thông số trong Corona.
• Đặt thư mục HDRI dùng chung cho cả văn phòng, cùng một đường dẫn ở mọi máy. Không thì file chuyền qua lại là mất liên kết và ai đó lại cắm đại một tấm khác.
• Có plugin làm nhanh khâu này — ví dụ Illumi của SiNi Software tạo và quản lý thư viện HDRI, đặt sẵn Corona Sun khớp với mặt trời trong file và cho xoay nhanh. Không bắt buộc, nhưng tiết kiệm thời gian khi phải thử nhiều phương án ánh sáng. Xem SiNi Software — bộ plugin dọn dẹp và thay thế đối tượng.

Dùng kèm hoặc thay thế

• Khai báo môi trường và ghi đè: Thiết lập môi trường và bầu trời trong Corona
• Dùng Corona Sun cho nắng trực tiếp: Ánh sáng ban ngày: Corona Sun và Sky
• Trộn nhiều phương án ánh sáng sau khi render: Dùng LightMix để không phải render lại khi đổi ánh sáng
• Bộ plugin SiNi Software, trong đó có Illumi: SiNi Software — bộ plugin dọn dẹp và thay thế đối tượng
• Tối ưu texture và bộ nhớ khi cảnh nhiều ảnh nặng: Tối ưu texture — nguyên nhân phình file bị bỏ qua nhiều nhất

Video tham khảo (YouTube)

• How to use an HDRI in 3ds Max + Corona (Poly Haven)
• HDRI Lighting Setup for Interior Visualizations | 3ds Max + Corona Render (Arch Viz Artist)
• Corona render 7 HDRI setup with Light MIX (Arch Viz Champ)
• The most flexible lighting / Multiple HDRI / Corona render/ 3ds max/ Exterior/ Light Mix (ArchViz media by IK)
• Look-dev HDRI lighting using Illumi (SiNi Software)

Tài liệu tham khảo

• How to set up HDRI environment in Corona for 3ds Max? — hướng dẫn chính chủ, từng bước cắm và xoay HDRI.
• Corona Bitmap — tài liệu chính chủ — nút bản đồ nên dùng để nạp HDRI, kèm các tuỳ chọn lọc ảnh.
• Corona Bitmap — 3ds Max (Help Center) — so sánh với Bitmap gốc của 3ds Max.
• Poly Haven — thư viện HDRI — nguồn HDRI miễn phí, giấy phép cho dùng thương mại.
• SiNi Software — trang chính chủ của bộ plugin có Illumi, công cụ quản lý HDRI cho 3ds Max.