Nedladdningscenter
Looks like you don't have ESC button on your device
Ladda ned IronCAD DCS
Välj ett av följande alternativ
TestversionHar licensX
Looks like you don't have ESC button on your device
Välj ett av följande alternativ
TestversionHar licens
Emil Rindell
Jonas Bryntesson
Henrik Andersson
2022-07-20
Emil Rindell
Jonas Bryntesson
Henrik Andersson
2022-07-20
Termen "Rendering" i 3D-världen är kort och gott en process att skapa en realistisk bild utifrån en 3D-modell. Det finns även något som kallas för realtidsrendering, detta är alltså en rendering i realtid, alltså att skuggor och reflektioner visas under tiden du modellerar. En enkel översikt över processen är att en 3D-modell skapas i en 3D-modelleringsmjukvara därefter appliceras material och färger. Ljuskällor läggs till och kameror ställs in. Principen går egentligen att jämföras någorlunda med en professionell fotografering av en produkt i en fotostudio.
Tidigare har det varit rätt komplicerat att sätta sig in i denna värld men utvecklingen har gått framåt och programmen har blivit mer användarvänliga och enklare att förstå sig på, men ändå tillräckligt avancerade för den som verkligen gå ned på djupet. Det finns både separata mjukvaror för rendering men också implementerat i både CAD och mjukvaror för ytmodellering. I detta inlägg kommer vi att fokusera på den implementerade renderingsprocessen i IRONCAD och i del 2 den separata mjukvaran KeyShot som blir allt mer populär bland våra användare. Ladda kaffebryggaren för nu kör vi!
IRONCAD har en avancerad inbyggd renderingsmotor som bygger på kod från renderingsmotorn YafaRay som följer generella standarder för bildrendering. Bilden som renderas placeras i en separat CPU-tråd och i sitt egna fönster. Detta betyder att du kan fortsätta att arbeta i 3D-scenen samtidigt som bilden renderas i bakgrunden. Renderingsmotorn har en mängd inställningar och möjligheter som kan vara lite svåra att förstå sig på om man saknar grundläggande information om hur en bild ska renderas. Men förhoppningsvis kommer du ha en bredare förståelse efter detta inlägg. Ett tips är att skriva ut ordlistan i slutet av inlägget som kan vara bra att falla tillbaka på för att hänga med i texten.
När du renderar bilder så är det viktigt att känna till att de två största faktorerna som påverkar bildens slutresultat är ljus och material, ljuset spelar den största rollen här. Ljuset påverkar färger, skuggning, reflektioner och refraktioner för varje objekt i scenen. Global Illumination förkortas GI är ett begrepp inom renderingsvärden som gör att du egentligen inte behöver arbeta med separata ljuskällor (även om det behövs i vissa fall). GI gör att man får en jämn och fin ljussättning i hela scenen. Principen är egentligen rätt enkel där GI är ett grundläggande naturellt ljus i scenen. Föreställ dig ett objekt på ett bord och utan några lampor direkt riktade mot den så kan du se objektet tackvare det naturliga ljuset och det är detta precis det GI står för.
GI-ljus är som ett stort klot som ger ifrån sig ett ljus från alla håll och kanter mot centrum av klotet. Som användare är det i IRONCAD ganska enkelt att sätta upp det naturliga ljuset men GI ljus kan också bli, med vissa inställningar, beräkningskrävande vilket gör att renderingen kommer att ta längre tid att framställa.
Renderingsverktygen hittar du under fliken Visualization och under Render-gruppen. Du når även inställningarna via Property Browser:
Först och främst rekommenderar vi att du ställer en vitfärgad bakgrund. Det gör att det blir enklare att få ett bra resultat som inte påverkar GI-ljuset (färgen i bakgrunden blir färgen på vårt GI- ljus). Högerklicka i scenens bakgrund följt av Background och Color. Ställ sedan Top och Bottom Color till vit följt av Ok.
För att skapa ett mer verklighetstroget ljus så kan man använda sig av en HDR (3D Environment i IRONCAD). En HDR (även kallat HDRI) bild är oftast ett riktigt fotografi fotat med en speciell teknik men kan även vara en bild som består av färger (vanligast svartvitt eller gråton) med vita punkter, rektanglar och cirklar. Bilden i sig fungerar som en ljussättare med GI, där innehållet i bilden återges på ett naturligt sätt på ditt objekt.
Välj då alternativet 3D Environment följt av öppna och välj exempelvis Kitchen följt av Ok. Detta är ett basutbud av HDR-bilder som följer med i IRONCAD installationen, ligger på denna sökväg C:\ProgramFiles\IronCAD\”version”\Images\EnvironmentImages\StudioEnvironments. Det finns mängder av sidor där man både kan ladda ned gratis och köpa bilder. Här kan du hitta fler HDR-bilder.
Här har vi renderat fram en bild på modellen med en HDR bild i bakgrunden.
Om vi nu jämför bilderna så ser vi ingen direkt skillnad på bilderna mer än att bakgrunden har ändrats. En HDR bild kan som nämnt användas som ett snabbt och enkelt sätt att ändra på bildens känsla. Men bilderna ser fortfarande ganska matta och tråkiga ut. Det är för att vi inte har lagt till några materialegenskaper på våra parter. Genom att påverka materialens egenskaper i bilden så ser vi effekten av HDR-bilden tydligare och bilderna får mer liv. Men även den bilden som var helt vit i bakgrunden blir helt annorlunda. Vit bakgrund kan därför vara mycket användbart när man vill ha en simpel och snygg visualisering av en produkt.
Men kan jag få en vit bakgrund men behålla reflektionerna i materialet? Självklart! Då använder vi något som kallas för en Alpha Mask (friläggning av bild). Genom att använda sig av en alpha mask så "klipps" bakgrunden bort och med hjälp av ett bildredigeringsprogram (Photoshop etc) så kan vi lägga dit precis vilken bild eller färg vi vill istället. Det är inte alla filformat som stödjer Alpha Mask (*.jpg etc) utan då måste vi välja *.png som filformat för att kunna använda funktionen. Mer om detta längre fram i inlägget.
Det är väldigt viktigt innan vi börjar att rendera att 3D-scenen har "Perspektiv" aktiverat (F9) i scenen, har vi inte det kommer renderingen ta mycket längre tid att genomföra. Renderingsmotorn beräknar virtuella fotoner (ljuspartiklar) som studsar på ytan på modellen och kamerans perspektiv är kritiskt då renderingen kommer att slutföras mer korrekt och snabbare.
För att kunna använda GI-ljussättningen på ett bra sätt rekommenderar vi att man även stänger av alla andra ljuskällor till att börja med. Det är bättre att utgå ifrån ett globalt ljus och sedan jobba sig framåt med extra ljuskällor. De förinställda ljuskällorna i scenen kommer att kasta skarpa skuggor och andra oväntade effekter. Nedan har vi en bild med GI och extra ljuskällor, här ser vi exempelvis att ljuset som kommer framifrån är för ljust. Som nämnt börja att stänga av alla andra ljuskällor till att börja med för att sedan experimentera sig fram med extra ljus.
Markera ljusen under Lights i historieträdet. Högerklicka sedan på dessa och välj att bocka ur Light On.
Vill du experimentera med extra ljuskällor hittar du dem under Visualization fliken följt av Insert Light.
Nu när du har fått en liten genomgång av ljussättning så skall vi nu gå igenom lite gällande material för att hitta mer realism och djup i bilden. Det absolut snabbaste sättet att applicera material är att dra och släppa det från en katalog. IRONCAD innehåller en mängd kataloger med material men de flesta av dem är inte öppnade som standard. Gå till Open>Scene, håll sedan ned CTRL och klicka med vänster musknapp på dessa fyra kataloger: AdvMaterial, AdvWood, Materials, Metal och Specular BRDF.
Hittar du inte katalogerna så kan du ladda ned dem här: Material. Här ser du innehållet i dessa kataloger:
När ett material appliceras på en part eller sammanställning så hittar du inställningarna under Smart Paint Settings. Vissa av inställningarna är även synliga under Property Browser för den valda parten.
Under Color egenskaperna så kontrollerar du färgerna på parten, nås även under Property Browser av en markerad part eller yta (grön markerad). Det går att välja vilken färg du vill mer än de förvalda färgerna som visas i paletten. Klicka då på More Colors. Genom att sedan klicka på Definiera anpassade färger så kan du också välja att skriva in en egen RGB färg.
Istället för att använda en färg så är det möjligt att projicera en bild som en textur på en part eller yta. Här kan du antingen dra in en förvald bild från en katalog eller välja att projiceras en egen bild genom att klicka på Browse.
Under Image projection så kontrollerar du hur texturen skall appliceras (även kallat "mappas") på objektet eller ytan, vilket skiljer sig beroende på hur ytan ser ut (klot, cylindrisk eller plan). Natural projektionen är den mest vanliga för medium stora ytor/parter. Under varje bildprojicering så finns inställningar (Settings) där du kan både skala och rotera bilden. Många gånger behöver man gå in och ändra här för att få sin textur precis såsom man vill ha den.
Tiled image även kallad Seamless (Sömlös) är ett begrepp inom renderingsvärlden som innebär att man har en bild utan skarv. Dessa typer av bilder kan vara bra att använda sig av när man vill mappa en yta som inte skall ha några bildskarvar, exempelvis en gräsmatta eller en tegelvägg. Bilderna appliceras på samma sätt som ovan, det enda som skiljer är hur bilden är konstruerad. Bilden nedan är ett bra exempel på en bild som är sömlös.
Denna bild är mappad precis som den ovan men är inte konstruerat som en sömlös bild. Här ser man klart och tydligt en skarv i bilden. Så för att skapa mer realistiska och enhetliga bilder, sikta på sömlösa texturer där det behövs.
Samma som med HDR-bilder så finns det en uppsjö av olika hemsidor som erbjuder både köp och gratisbilder. En bra sida med gratis bilder hittar du här och letar du efter sömlösa bilder som exemplet ovan sök då efter Seamless eller Tiled textures på exempelvis Google.
Istället för att använda sig av texturer kan man använda sig av en Shader. Man kan ungefär förklara det som ett dynamiskt mönster. Utifrån parametrar så skapar man olika former eller effekter, man kan exempelvis använda sig av en shader för att få en effekt av en yta lackad i en metallicfärg eller bygga upp egna ådringar i trä. Detta är något som kräver lite experimenterande men är relativt lätt att sätta sig in i om man skulle vilja. Effekten av en Shader visas när renderingen är klar. Istället för att bygga upp en helt ny Shader från grunden, är det mycket enklare att redigera en befintlig och modifiera parametrarna tills man har nått det önskade resultatet.
Här har vi använt en Multi-Layer Metallic Shader utan att påverka standardvärdena:
För att använda en Shader så går du in i Smart Paint på ytan eller parten bocka sedan i Use Shader klicka sedan på pilen ned för att välja en Shader att utgå ifrån. I detta fall har vi valt en Multi-Layer Metallic. Trycker du sedan på de tre punkterna så öppnar du upp inställningarna för den specifika Shadern. Här är det sedan upp till dig som användare att modifiera dina parametrar tills du uppnår önskat resultat. Parameterna skiljer sig beroende på Shader. Ett tips är att läsa vid Description vad varje värde gör för någonting.
Om du har experimenterat för mycket och vill nollställa dina inställningar, så är det enkelt att bara dra och släppa original materialet på ytan eller parten från katalogen med Shadern så återställs det du gjort.
Under Finish inställningarna hittar vi ljusets effekt på ytan eller parten. När vi inte har något direkt ljus eller andra ljuskällor än GI så går det inte att se någon ändring på hur ljuset uppträder på ytan. I detta exempel har vi därför valt att enbart rendera bilden med direkt ljus istället för med GI. Genom att titta på klotet till höger så ser du hur ljuset kommer att sprida sig över ytan beroende på parametrarna du ändrar.
Under Predefined Finishes så hittar vi förinställda värden med olika spridningar på ljuset. Nedan har vi renderat en bild med direkt ljus och använt tre olika av de fördefinierade ljusinställningarna. Även här som tidigare är det upp till dig som användare att modifiera inställningarna så att det passar ditt material eller använda några av de förinställda materialen från katalogutforskaren.
Under Finish så har vi även något som kallas för BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) denna funktionalitet kommer vi inte att ta upp i detta inlägg. Kort förklarat så kan det öka realismen ytterligare i din rendering. Här kan du se en film som förklarar detta mer i detalj:
När du skall rendera något genomskinligt så skall du titta på Transparency fliken under Smart Paint. Här har vi dels förinställda parametrar och även en enkel slider, ju mer åt höger desto mer genomskinlighet. Index of refraction (refraktionsvärdet) står för ljusstrålarnas brytning när de passerar mellan olika material. Här kan det vara bra att ta reda på det korrekta brytningsindexet för ditt material för att få fram så realistisk återgivning som möjligt.
Det finns en del refraktionstabeller att hitta ute på nätet, här har vi har listat fem material med olika refraktionsindex:
Vakuum: 1
Akrylglas: 1,409-1,492 (vid 20°C)
Fönsterglas: 1,52 (vid 20°C)
Silikon: 3,42-3,48 (vid 20°C)
Diamant: 2,417 (vid 20°C)
Källa: https://www.physlink.com/reference/indicesofrefraction.cfm
En annan viktig sak att göra när du renderar genomskinliga parter är att du aktiverar Render both sides of surface. Gör detta genom att gå in i Part Properties på parten följt av fliken rendering och bocka i Render both sides of surface.
En annan inställning som kan vara bra att känna till är Ray Depth (Stråldjup) som nås via Render Options>Image.
Ray Depth (stråldjupet) talar om för användaren hur många objekt en stråle får träffa innan den anses som "fullt beräknad". Träffar kan fortplantas från reflektioner eller brytningar. Denna typ av begränsning måste finnas för att förhindra en oändlig slinga som två parallella speglar som står mot varandra (spegel 1 tittar i spegel 2 som tittar tillbaka på spegel 1 osv).
Men om stråldjupet är för lågt så kommer den "avslutas" för tidigt vilket resulterar i att man ser bakgrunden på glaset där egentligen någon annan geometri förväntades. Standardvärdet i IRONCAD är 4, vilket är tillräckligt i enklare scener men om det finns flera lager av genomskinlighet måste detta värde höjas manuellt.
Till exempel - om vi tittar på ett objekt genom ett fönster med en enkel ruta som återges som 2-sidigt är alltså ett värde på 3 i Ray Depth lagom. Strålen går in i glaset genom utgångsglaset och träffar objektet, vilket gör att vi ser objektet. Om du tittar genom ett dubbelglasfönster så behövs ett värde på 5. Om du tittar igenom en bunt med två fönster med dubbla fönster- så behövs ett värde på 9 osv.
Ray Depth=2
Ray Depth=4
Ray Depth=4
Ray Depth=6
Bumps (även kallat "bump mappning") är en speciell teknik för att simulera ojämnheter i ytan på en part. Man lägger egentligen bilder i olika lager på en yta där den underliggande bilden skapar en ojämnhet på den ytan som ligger ovanför. Som standard så ignoreras bumpmappar i IRONCAD vid rendering så vill du använda dessa måste vi först göra en inställning under GI för att få dessa synliga. Klicka på pilen under Render Now så får du fram Render Options
där väljer du sedan att gå till fliken Global Illumination och bocka ur Ignore Bump Normals följt av Ok.
Nedan ser vi ett gult renderat klot som inte innehåller någon bumpmapp:
Under Smart Paint i IRONCAD så hittar vi Bumps. Du kan använda vilken bild som helst som en bumpmapp men en bra riktlinje är att ha en svartvit bild för att få mycket kontrast i våra ojämnheter. Klicka på Make bumps from image och välj den bilden du vill använda som bumpmapp. Här ser vi också Image projection där vi styr hur bumpmappen skall projiceras på ytan. I detta fall väljer vi Spherical eftersom vi har ett klot som part. Under Bump height så styr du hur kraftig ojämnheten skall vara. Här kan du välja ett positivt eller negativt värde där det förstnämnda simulerar höjningar i materialet.
När du sedan trycker på Ok kommer du inte att se någon förändring i materialet, utan det krävs att vi gör en rendering för att kunna se resultatet. Tryck CTRL+R (snabbkommando för att starta en rendering) eller välj Render Now under Visualization för att starta renderingen.
Här ser vi nu klart och tydligt hur vår Bumpmapp har påverkat ytan:
Under Reflection fliken hittar vi inställningar för att få ett material att spegla kringliggande objekt, miljö och ljus. I grund och botten är alla material reflektiva till en viss grad, saknaden av reflektioner i ett material är relaterat till mikroskopisk ojämnhet i materialet. Genom att dra slidern Reflection intensity åt höger så ökar vi reflektionerna i materialet, hur mycket materialet kommer att reflekteras ser vi på klotet till höger.
Att experimentera med reflektionsvärden är väldigt tacksamt då man snabbt vinner en realism i bilden. Det viktiga är att man försöker eftersträva hur mycket det riktiga materialet faktiskt reflekteras i verkligheten. Nedan ser vi tre simpla klot där vi endast har ställt Reflection intensity till 0, 50 och 100%. Genom att ha standardvalet Reflect Environment aktiverat så får vi reflektioner från HDR-bilden i bakgrunden och kring liggande objekt (vilket vi inte har i just denna scen).
I vissa fall vill man reflektera någon annan bild i materialet än bakgrunden, då kan man välja alternativet Reflect image det innebär att du kan välja vilken bild som helst som skall speglas i just den parten.
Nedan ser vi ett exempel där objekt A har Reflect Environment alternativet och objekt B har Reflect Image. Notera hur du fortfarande speglar kringliggande objekt i scenen med Reflect Image, utan det är endast miljön i speglingen som har ändrats utan att ha bytt scenens bakgrund.
Vill du skapa mer oskärpa kan du använda Reflection Blur i kombination med Reflection Intensity för att skapa mer matta reflektioner. Använd förhandsgranskningen till höger för att se hur reflektionerna påverkas i materialet.
Nedan visas ett exempel på hur vi kombinerat just dessa två funktioner.
Under Reflection så har vi även något som kallas för Fresnel Amount. denna funktionalitet kommer vi inte att ta upp i detta inlägg. Här kan du se en film som förklarar detta mer i detalj istället:
Decal i Smart Paint används för att lägga på en dekal/logotyp på en yta. Att mappa dekaler är i stort sätt samma metodik som att mappa texturer men med en möjlighet att bygga upp lager i bilden, kort förklarat fungerar det som att sätta ett klistermärke på en yta. Idealet är att ha en *.png-bild med en Alpha Mask, en frilagd bild helt enkelt. Principen är enkel, välj en bild genom att trycka på Browse Files, följt av hur bilden ska projiceras på ytan. I detta fall har vi en plan yta och kommer då använda oss av Natural.
Så här såg det ut när vi bara hade lagt på en dekal utan att göra något under Settings:
Det var inte riktigt så här vi ville ha bilden, men vi vill ta upp detta eftersom detta är något som man ofta ser när man börjar mappa dekaler. Bilden kan vara fel orienterad och läggas över hela ytan. Går vi nu istället in i Settings och ändrar värdena, så kommer vi få ett annat resultat.
Här ser ni standardinställningarna och vad vi ändrade till:
Resultatet blir nu som ett klistermärke på ytan:
I ovanstående bild så har vi utgått från en bild som har *.jpg som filformat, *.jpg formatet stödjer som nämnt inte Alpha Mask därför får vi en bakgrund på vår dekal, i detta fall vit. Vill vi att dekalen skall vara frilagd / utskuren så måste vi använda oss av en bild i *.png formatet som i sin tur innehåller en Alpha Mask.
När vi lägger på en bild med en Alpha Mask måste vi även modifiera Transparency inställningarna under Decal. Här valde vi Type: See-through och What is transparent: black pixels.
Så här ser det ut om vi använde vår bild som var frilagd:
Experimenterar du lite med inställningarna så kommer du snabbt förstå hur du skall göra för att få det att fungera på just din bild. Använd återigen klotet till höger för en förhandsgranskning på hur det kommer se ut med dina inställningar. I och med att vi har lagt denna bild som en dekal så kan vi nu mappa vilken bakgrund eller färg som helst bakom dekalen. Detta mappas då via fliken Color i Smart Paint. Bakgrunden på dekalen kommer att visas efter renderingen är slutförd.
Emission i Smart Paint är en metod för att skapa material som glöder och ger i från sig ett ljus. Ändra stapeln Emission för att få materialet att glöda med önskad styrka och ändra Sampels för hur många gånger detta skall beräknas av datorn, ju högre Samples desto noggranare beräkning av ljuset som avges. Vi rekommenderar att använda båda dessa inställningar sparsamt då det väldigt snabbt påverkar renderingstiden.
I exemplet nedan ser vi hur materialet börjar glöda ju högre Emission värde det får.
Men en sak som att värt att notera det är att vi faktiskt inte knappt får någon ljusspridning mer än en känsla av att materialet lyser, framför allt om du tittar på kringliggande geometri. Det är faktiskt precis såsom Emission fungerar. Vill vi ha en riktig ljuskälla så måste vi själva lägga dit en. I nedanstående fall så la vi dit en Point Light som du hittar under Insert Light i Visualization fliken.
Vi placerade sedan ljuskällan med hjälp av Triball i centrum på vårt klot som ligger i mitten. Högerklicka sedan på ljuskällan under i Lights i historieträdet och välj Light Properties följt av Light och Intensity där du ändrar ljusstyrkan på ljuset. Det finns en mängd andra inställningar för ljus. Vi rekommenderar att ni själva går in och provar för att se hur det kommer att se ut när ni modifierar vissa inställningar.
Genom att kombinera Emission med en Point Light kan vi på så sätt få mycket mer verklighetstrogen glöd och som faktiskt sprider ljus i vår modell:
Här kan du ladda ned scenen ovan och se hur vi gjort mer i detalj (skapad i v2022 PU1SP1):
Under Render Options hittar du alla inställningar för renderingsmotorn där du styr hur bilden skall byggas upp samt hur ljuset skall styras. I fall du använder det klassiska gränsnittet (Toolbar UI), se till så att du kan se Render verktygen. Det gula klotet till höger är Render Now vilket kommer att starta din rendering. Den vita knappen till vänster är Render Options.
Render Options ligger även dolt under Render Now knappen i Ribbon Bar gränsnittet.
Den första fliken under Render Options kontrollerar bildens storlek och Fill Pattern, vilket innebär hur bilden skall beräknas i sitt renderingsfönster och storleken på blocken, mönstret på bilden till höger:
Ray Depth värdet har vi gått igenom tidigare i inlägget så vi hänvisar till den delen av inlägget.
För att spara din bild med en frilagd bakgrund (Alpha Mask), tänk på att du inte skall ha något annat objekt, golv etc. som skymmer bakgrunden, börja med att högerklicka på din rendering när den är klar och välj Save As.
Välj sedan *.PNG som filformat, följt av Options, bocka sedan i Alpha Mask och tryck sedan på Ok och Spara.
Super-Sampling som är en form av Antialiasing och går att beskrivas som en metodik för att ta bort aliasing vilket är hackiga och "pixliga" kanter från den renderade bilden.
Vi kommer inte ta upp detta i detta inlägg utan hänvisar till denna film istället:
Vi har i början av detta inlägg tagit upp lite vad GI är och hur man använder det. Inställningarna för Global Illumination i IRONCAD hittar du här:
Området kring GI är stort och brett och kräver nästan en egen separat guide för djupare förklaring. Begreppet är inte unikt för IRONCAD såsom mycket annat som tas upp i denna guide. Utan ett generellt bergrepp inom rendering och animering. Denna film gör att du kommer få en bred förståelse om du verkligen vill nörda ned dig i renderingsvärlden och GI:
Om du vill ha mer grundläggande kunskap kring hur rendering fungerar i IRONCAD, rekommenderar vi att du tittar igenom vårt grundkursmaterial och sedan använder denna guide som ett komplement och djupare förklaringar.
Här hittar du vårt gratis utbildningsmaterial gällande rendering i IRONCAD:
KeyShot är ett tillägg till IRONCAD som klarar av att skapa otroliga renderingar och animeringar snabbt och enkelt. Kopplingen till IRONCAD gör att man via en knapptryckning överför modellen till KeyShot och där kan användaren lägga på materialeffekter, texturer, bakgrundsteman och ljuseffekter. Bilden renderas fram i realtid, vilket gör att man snabbt ser effekten av den ändring man nyss gjorde. Att skapa fotorealistiska produktbilder och animeringar har aldrig varit enklare. Vi erbjuder KeyShot Add on till både IRONCAD och INOVATE. Här kan du läsa en guide för att rendera bilder i KeyShot.
Fler artiklar
Nedladdningscenter
Supportbloggen
Vanliga frågor
Installationsmanualer
Licensaktivering
Datorspecifikation
>
