بهبود تصویر سازی در معماری با استفاده از موتورهای بازی

به‌عنوان معمار، تصویر  سازی در معماری نکته حایز اهمیتی ا‌ست و نمی‌توان آن را انکار کرد.

به گزارش تک ناک، در آموزش‌های معماری، به ما چگونگی طراحی محیط اطراف خود ، آگاهی نسبت به‌ آن  و همچنین چگونگی استفاده از آن به نفع خود را می‌آموزند. با این حال، وقتی وارد دنیای وسیع زندگی حرفه‌ای می‌شویم، به تأثیر گسترده‌ی بازاریابی پی می‌بریم. اگر ما کامل‌ترین طراحی  با بهترین بخش ها و نقشه کشی ارایه دهیم، اما نتوانیم از طریق تصاویر با پیمانکار ارتباط برقرار کنیم، هیچ یک از اینها ارزشی ندارد. به همین دلیل است که برای بیان ایده خود به تصویر  سازی متکی هستیم.

اگر به شما بگویم که می‌توان با موتورهای بازی و برنامه‌های نرم‌افزار مدل‌سازی که بیشتر در صنعت بازی استفاده می‌شود، تصاویر بهتری ساخت، و نه فقط تصاویر واقعی، بلکه تصاویری مدرن و باسلیقه، نظرتان چیست؟

بازی ها یکی از دلایل اصلی بهبود این فناوری از طریق فناوری های بصری هستند. استفاده از این ویژگی‌ها از اوایل 2000، در بازی های ویدیویی با محیط های معماری سه بعدی در مقیاس بزرگ با تصاویری بسیار واقعی به‌کارگرفته شد، که حداقل در زمان خود، بسیار واقعی بود. در آن بازی‌ها، می‌توانستیم این دنیا را یا با پرسه زدن یا رانندگی با ماشین و کشف آن تجربه کنیم.

برخی از بازی های معروف با شهرهای مجازی در سال 2000 عبارتند از Grand Theft Auto: 3 (Rockstar Games) و Mafia (Illusion Softworks). شروع ظهور چنین بازی هایی موجب تعاملی تر شدن این دنیای مجازی و افزایش تجربه در آن شد. علاوه بر بهبود مکانیک بازی، راه دیگر ارایه بهتر آن بهبود گرافیک آن برای واقع بینانه تر بودن آن است.

بنابراین، ما باید سطح بهتری از تصویر  سازی بصری به این بازی‌ها ارایه کنیم. با وجود اینکه تصاویر به ذهن عموم نزدیک است، حتی برخی از شرکت های AAA Game، موتور بازی خود را برای انجام این کار ساخته اند. با این حال، ما در مورد برخی از موتورهای بازی و نرم افزارهای مدل سه بعدی صحبت خواهیم کرد که برای عموم آزاد و رایگان است و می توانند رندرهای شما را ارتقا دهند.

Unreal Engine

همه ما درباره Unreal Engine (UE5) و رندرهای قوی آن شنیده ایم. حال می‌خواهیم بدانیم چه چیزی این برنامه را ، به خصوص Unreal Engine5 را خاص می کند؟ خوب، دو جنبه وجود دارد که در حال حاضر UE5 را فوق العاده می کند. اولین مورد  گزینه لومن (واحد روشنایی) است. اگر می‌خواهید به عکس واقع‌گرا برسید، نورپردازی مهم است و گزینه لومن UE5 این قابلیت را برای شما فراهم می‌کند.

در دنیای واقعی، نور بردار نیست. از طریق سطح بازتاب می شود، رنگ سطح را منعکس و اتاق را روشن می کند. مانند زمانی که نور طبیعی وارد اتاق می شود، نور در اتاق بسته به رنگ دیوار شروع به انعکاس می کند. همچنین موجب روشنایی راهرو می‌شود و جلوه ای به نام خونریزی رنگ (ترکیب رنگ‌ها و تاثیر بر‌هم) ایجاد می کند. با این حال، در اکثر نرم افزارهای رندر، نور به صورت بردار کدگذاری می شود و در اطراف فضا منعکس نمی شود. نه اینکه آنها این کار را انجام نمی دهند، اما قابلیت انجام این کار را ندارند زیرا محاسبه آن برای رایانه بسیار دشوار است.

گزینه نور پردازی  Lumen Global در UE5 مشکل پخش نور غیرمستقیم را حل کرده است، مساله‌ای که بسیاری از موتورها قادر به انجام آن نیستند. همچنین، اگر صحنه شما دارای منابع نور متعدد باشد با استفاده ازگزینه لومن قابلیت اجرای نورپردازی، به صورت پخش نور پراکنده بی‌نهایتی که دارد، ممکن می‌شود.

با این وجود، UE5 یک گزینه جدید به نام Nanite Virtualized Geometry نیز دارد که به هندسه تصویر اجازه می دهد تا جزئیات بسیار بیشتری داشته باشد. با این حال، من اخبار بهتری درباره  هندسه های دقیق و واقعی دارم. با این حال، باید به شما هشدار دهم؛ ممکن است در UE5 باگ های زیادی وجود داشته باشید، درنتیجه پس از انجام هر مرحله، آن را ذخیره کنید.

Quixel Bridge

خوب! نورپردازی تنها نکته برای فوتورئالیسم نیست. اهمیت کیفیت متریال و بافت چه تاثیری بر آن دارد؟ اگر به شما بگویم که می توانید از این متریال در تصویر زیر به صورت رایگان استفاده کنید نظرتان چیست؟

این تصویر یک عکس نیست. این یک تصویر  سازی از UE4 با کمک Quixel Bridge است. ممکن است بپرسید که Quixel چیست؟ Quixel کتابخانه ای برای بافت ها، متریال ها و مدل های سه بعدی است که استفاده از آن رایگان است. ایده اصلی Quixel این است که هر تصویر، بافت، متریال و مدل سه بعدی در واقع از دنیای واقعی گرفته شده است. با استفاده از مگا اسکن، هر عنصر در جهان اسکن و سپس به دنیای دیجیتال منتقل شده‌است.

وقتی می توان از تصویر دنیای واقعی استفاده کرد، چرا باید خود را درگیر UV و نقشه بافت کنیم؟ هنگامی‌که این پروژه شروع شد، عمدتاً برای بازی ها طراحی شده بود؛ سپس اپیک گیمز این شرکت را خرید و دسترسی و استفاده گیمرهای مستقل (تولیدکنندگان بازی فردی)  را به آن ممکن کرد. ابتدا به  Unreal Engine وصل بود. اکنون Quixel Bridge با برنامه های مختلفی کار می کند و پلاگین هایی برای نرم افزارهای رندر چندگانه به خصوص نرم افزارهای معماری دارد. مانند: 3DS Max، Arnold، V-Ray، Corona، Maya، Octane، Houdini، Blender، Cinema 4D، Unity 3D، و بسیاری دیگر.

Blender

اگر به دنبال برنامه ای هستید که در آن بتوانید مدل سه بعدی و از رندرهای واقعی عکس بگیرید، Blender ممکن است برای شما مناسب باشد. در ابتدای انتشار این برنامه، بلندر یک برنامه مدل سازی پیچیده بود و استفاده از آن با وجود باگ های زیاد سخت بود. با این حال، باگذر زمان و سهم جامعه گسترده خود در حال حاضر، Blender یک برنامه مدل سازی محبوب است.

بنابراین، چه چیزی بلندر را خاص می کند؟ با وجود گره‌های هندسی آن (مانند Grasshopper)، شبیه‌سازی‌ها، SubD و بسیاری از اصلاح‌کننده‌های دیگر، چیزی که آن را منحصر به فرد می کند موتورهای رندر پایه و افزونه های آن است.

Blender دارای دو موتور رندر مختلف Cycles و Eevee است. تعامل محیطی در Cycles بر اساس فاصله بین سطوح در فضای سه بعدی و در Eevee بر اساس فاصله بین سطوح با توجه به تصویر 2 بعدی مشاهده شده در صفحه، می باشد.

از نظر نورپردازی، Cycles همچنین از قوانین روشنایی جهانی پیروی می‌کند. اطلاعات مربوط به هر بار انعکاس نور و نحوه برخورد آن به سطح بعدی و انعکاس آن را محاسبه می کنند. در عین حال، Eevee از کاوشگرهای نوری برای تقریب آن استفاده می کند. کاوشگرهای نور اساساً از آن نقطه در فضا از صحنه عکس می گیرند و رنگ های مناسب را بر روی اجسام مجاور خود پخش می کنند. به طور خلاصه، اگر می‌خواهید رندرهای واقعی بسازید، از Cycles استفاده کنید، اما اگر می‌خواهید آن را شیک‌تر کنید، Eevee پتانسیل بیشتری برای آن دارد. با این حال، به این منظور در Eevee مراحل بیشتری را باید طی کرد.

به منظور بررسی دقیق می توان گفت Blender جنبه های مختلفی دارد. از مجسمه سازی تا انیمیشن. شما باید مسیر تمرکز خود را انتخاب کنید؛ زیرا نمی‌توانید همه آنها را یاد بگیرید. طراحی بافت و ویرایش UV بسیار متفاوت است. با این حال، به همین دلیل است که افزونه هایی برای آن وجود دارد. می‌توان افزونه‌های زیادی یافت که به شما به‌خصوص در تصویر  سازی کمک زیادی می‌کنند. استفاده از افزونه‌هایی مانند «EasyPBR» و «EasyHDR» در وقت شما برای اختصاص متریال به اشیا و دامنه دینامیک بالا به جهان صرفه‌جویی می‌کند.

افزونه «Scatter» می‌تواند به پراکندگی اشیاء تصادفی مانند گیاهان یا سنگ‌ها بر روی سطوح خاص کمک کند. “Botanic” و “Blenderkit” به منظور آماده سازی اشیاء آماده برای صحنه بسیار مفید است. حتی پلاگینی به نام “Archipack” وجود دارد که کتابخانه عظیمی از طراحی‌های پارامتریک مانند پنجره ها، پله ها و بسیاری موارد دیگر را در اختیار شما قرار می دهد. حتی یک پلاگین برای اتصال زنده بین Grasshopper و Blender وجود دارد. شما می توانید روی پروژه خود در Grasshopper کار کنید و رندر خود را در Blender بگیرید (Grasshopper x Blender Connection).

Minecraft ArchViz

خوب، ما در مورد جزئیات فنی زیادی صحبت کردیم، بگذارید کمی در مورد بازی ها صحبت کنیم. همه ما Minecraft را می شناسیم که بازی‌ای پر از مکعب است. اگر به شما بگویم می توانید یک تصویر  سازی واقع گرایانه در این بازی داشته باشید چه؟

گروهی به نام “ultimate.immersion” حالت‌هایی را برای بازی های محبوب مختلف به خصوص برای توسعه بصری به منظور مقبولیت بیشتر بازی های قدیمی‌تر برای بازی کردن توسعه می دهد.. با این حال، این گروه یک حالت ویژه را فقط برای Minecraft ساخته است. یک ارتقای بصری که می توانید از خود بازی به عنوان یک برنامه رندر استفاده کنید، خوب، تصویر  سازی هرگز به این میزان سرگرم‌کننده نبوده است! اما شما نمی توانید مدل های خود را خروجی بگیرید یا مدل خاصی به آن اضافه کنید، بنابراین صرفا برای گذراندن زمان با کیفیت مناسب است. اگر در مورد کیفیت صحبت می‌کنیم، باید بدانید انتظار زیادی از آن نداشته باشید. این حالت از کیفیت متوسطی برخوردار است، که اگر دانشجوی سال اول هستید یا فقط می خواهید خانه رویایی خود را بدون هیچ دانشی از مدل سازی و رندر سه بعدی طراحی کنید یا فقط کمی سرگرم شوید، این حالت به دردتان می‌خورد.