Recreating bubble-material/ Underwater Scene

[Michael]

I am trying and failing to recreate a material for the bubbles of my underwater-scene
and hope you could give me an advise on where I went wrong.


Here is a short summary of how I approached my settings:

- Ok, air itself is not that visible.
Transparency 100%...check

- In one of the picture I provide you can see the sun reflecting on the bubbles. On the other
picture, (shot from the bottom) it looks like its reflecting the bottom.
Reflection 100% ...check

- We are going from water to air. So I guess I have to take the reverse IOR from air to water.
IOR 0.76 ...check
Fressnel reflection...check

- Not sure but the reflection doesnt look "accurate"
"highlights only" for blurry reflections...check
(without doesnt make it any better either)

So much about the attributes I think they are somewhat correct. However using the other
knobs like solid/thin-walled, Translucency and so on havent made it any better.


The scene:
- Obviously I have an ocean-plane with reversed IOR
- a static fluid for the underwater-fog.
- a physical Sun&Sky-Setup
- 2 half spheres enclosing the ocean-plane and fluid for the "total internal reflection"-effect
described by Duncan here:
http://forums.creativecow.net/archivethread/61/650236
(his last 2 answers).

(basically the upper half with a ramp describing the sky in the incandescence-slot
and for the lower half-sphere an icandescence-ramp from light- to darkblue)
- a ground plane

These are my references
http://www.edgewoodoutfitters.com/2006_ ... ve0009.JPG

http://2.bp.blogspot.com/_nwbOFod05oA/S ... an+030.jpg

http://southeasttechnicalscuba.com/Imag ... r-Down.jpg


And here some renders and a screenshot:

bubbles_side.jpeg (253.08 KiB) Viewed 17060 times

In those reference-photos the bubbles are way more bright, mostly white. Havent managed to
get that look.
So, my questions are ...what am I missing, what have I overlooked and where had I made the
wrong conclusions? Could anybody lend me a hand on that issue?

Edit:
Should have mentioned that I am using the mia-material just to be sure.

[Seeda]

Hi Michael.

Interesting work indeed.

But maybe there is really a simple way to do that job. It`s just an idea.

Imagine water is a solid block of water. If you have bubbles inside means there is air, thats right exactely as you`ve discribed.
So i think its only a question of the normals.
So create the block of water put the bubbles inside, turn their normals to the inside of the bubbles and attach them to the block so your renderer can handle this as one object.

Its just an idea but maybe it helps ?

Best regards, Seeda.

[Michael]

Hi Seeda,

thanks for chiming in.
Interesting idea, though the fluid has no geometry (voxel-grid) I tried it anyway.

Here are my tests

Normal

Normal/ Highlights only

NormalReversed

NormalReversed/ Highlights Only

I think the Normal comes closest to my reference.
Btw. if someone has an idea about reducing render-time...your welcome.
At the moment it is an hour for a single 1k sq pic.

[Seeda]

Hi Michael.

I`am not sure if you can convert the voxel grids into simple geometry? Voxel grid means ? Is there any geometry, particels etc ?

[Michael]

Hi Seeda,
fluids in maya are for creating explosins, smoke etc
(just jump to the 2nd min. http://www.youtube.com/watch?v=3-I8IJ07 ... re=related)
but I can make it static and that way it does not calculate any longer than other volume primitives
but needs less time than a mental-rays parti-volume. But... no, no geometry, no particles.

The advantage for me by using a fluid is a simple shading controll and it has self-shadowing. The
disadvantage is that this volume cant handle photons.





I spend a lot of time trying to get volume-caustics running with no success. And the calculation
time of a parti-volume is simply to much for my taste. So I dropped the feature of light-rays
decaying like here:

http://www.oceanlight.com/spotlight.php?img=00550

[Einstein]

Hi Michael,

i also think, the first image of the bubbles looks good.
Wich settings you use for the material?

In those reference-photos the bubbles are way more bright, mostly white. Havent managed to
get that look.

As you see in the 3rd reference image, also the top surface of the diver ist more bright.
To get this effect you can create a area light wich covers all your objects (so i quite big on) place over the water surface. Turn the shadow casting off and only include the diver and bubbles for this light.
So the rendering not slows down with this big area light.
Then u can also generate a renderpass, only directlight from this area light, to put this pass in photoshop and maybe make it little bit glow.

I tried a quick test:

Ciao
Andreas

[Michael]

Thanks for joining us Einstein,

As you see in the 3rd reference image, also the top surface of the diver is more bright.

That happens in my scene also. You can see it at the shoulder of the diver. He is just
back-lit. Now I feel bad that you put your time into a test redundant due to insufficient information
from my side. I am sorry about that.

But...
I found another photo where the bubbles look quiet as mine.
http://www.uwphotographyguide.com/image ... Psoing.jpg

I will do some test-runs but 1 solution come to my mind.
The environment of the photo is pretty dark. I`ll take a look if it is just an issue of overexposure.
I`ll exchange the simple-exposure with the photographic one and set a low ISO for dark environments
and up the shutter-time for longer exposure.

....or just drop the physical-correct approach and slap a simple white material on it for the favor of
my sanity.

Edit:
Oh, the settings of my mia_mat

weight: 100%
roughness: 0
reflection: 100%
transparency: 100%
IOR: 0.67
Fresnel-Reflection checked
Solid checked
Translucency: 0

[Einstein]

No problem Michael.
I saw that you have some lightness on the diver, but only little bit. The same i had with the daylightsystem only. Thats why the idea, to have a bit more light from the top.
But you are right, maybe a different exposure will help also.

[Michael]

Hello again and sorry for the late reply.
Was a nice weekend. Got a cold and broke the light somewhere while
experimenting and had to go back a few saves.

While rebuilding the scene I realized that the bubbles
were reflecting the ground colour from the sun&sky-node.
Switching that colour to white made the bubbles white.

Dont know why it reflects the ground-colour. There is a fluid
in the way (which is partly reflected) and it looks like it
doesnt take the ocean-plane into account.

[Michael]

Da bin ich nochmal, ich habs ja selber versucht aber ich komm da nicht weiter.

Als erstes mal zu dem Sprach-Switch, den hatte ich aufgrund dieses Posts gemacht:

Ein weiterer Grund ist die deutsche Sprache. Wir versuchen seit einiger Zeit internationales Publikum zu erreichen...Deshalb auch mehr Posts auf Englisch bzw. zweisprachig... Ich weiss, wenn neue interessante Posts erstellt werden (bspw. Gallery) und ich die durch die Kanäle jage (G+, Twitter, FB, usw)... werden wir kurzfristig von Leuten aus aller Welt besucht (Meinen Links sind im letzten Monat Menschen aus 37 Ländern gefolgt.).

viewtopic.php?f=19&t=2312419&p=2321360&hilit=englisch#p2321360

Aber ich glaube das ist meiner Problemdarstellung eher hinderlich und momentan sind
die Nerven etwas blank weil ich nicht selbst zur Loesung komme.


Mein Problem ist mein Referenz-Image.
http://www.oceanlight.com/spotlight.php?img=00666
Wenn ich mir den Boden ausserhalb des Lichtkreises ansehe... wo es dunkelblau wird....
Eigentlich glaube ich, das das der Schatten von der Wasseroberflaeche ist. Das Wasser ist zwar
transparent aber zur Kamera kommt nach dem Bounce vom Boden weniger Licht bei der Kamera an
und daher ist es dunkler. Sehe ich das richtig?

Der Grund warum ich mich wieder um die Umgebung kuemmere ist, weil man, wenn man im
Referenz-Image ganz nachhinten schaut (unten links) irgendwas weisses sieht.
Eine brechende Welle, oder wirkliche Volume-Caustics. Auf jeden Fall ist das Wasser
transparenter als anfangs gedacht.

Wenn ich jetzt versuche das nachzubauen mittels participating media (photon) dann ist alles
viel zu hell. Einziges Mittel dagegen ist, das Medium dichter zu machen, was es aber eigentlich
nicht ist. (Auch das "Fenster", der Total-Reflektions-Effekt ist hin)

Nagut, hab ich mir gedacht, vielleicht kommt einfach zuviel Licht zurueck, vielleicht sind dann
irradiance-particles die Loesung (weil das Licht Kamera-Abhaengig berechnet wird). Dann aber
bekomme ich eine Warnung "illegally called mi_sample_light in unknown mode".
Ueber die Fehlermeldung findet man leider nicht besonders viel im Netz, deswegen kann
ich da nichts machen. Der Weg ist also erstmal verbaut.

Auch mit dem statischen fluid bekomme ich es nicht hin, es wird auch hier wieder alles zu hell oder
zu dunkel.

Zum Vergleich einmal:
mit Fluids

mit Parti-Volume + Volume Photons

und dann mit geringerer Opacitaet

Ich sitz da jetzt Tag für Tag aber komm zu keinem Ergebnis. Frustrierend.

[Einstein]

Hallo Michael,

erstmal ist es ist kein Problem nur in deutsch zu schreiben, da es fuer viele natuerlich einfacher ist bei komplizierten Sachen sich verstaendlich zu machen. Aus diesem Grund haben wir uns damals auch gegen ein generelles Englisch entschieden.

Wenn ich mir den Boden ausserhalb des Lichtkreises ansehe... wo es dunkelblau wird....
Eigentlich glaube ich, das das der Schatten von der Wasseroberflaeche ist. Das Wasser ist zwar
transparent aber zur Kamera kommt nach dem Bounce vom Boden weniger Licht bei der Kamera an
und daher ist es dunkler. Sehe ich das richtig?

Als Schatten der Oberflaeche wuerde ich es nicht bezeichnen, es ist lediglich die Lichtabnahme im Wasser selber. Die groessere Dichte des Wassers (im Vergleich zur Luft) laesst diesen Effekt entstehen.
Aber das hast du ja in deinen Renderings schon gut geloest.

Leider versteh ich nicht ganz dein Problem, was willst du erreichen? Natuerlich sind es im Realen ueberall echte Caustics. Kannst du die Stelle etwas genauer beschreiben, was du erreichen willst.?

Gruss
Andreas

[Michael]

Kannst du die Stelle etwas genauer beschreiben, was du erreichen willst.?

Gruess dich Einstein,
das mache ich sehr gerne.

Auf der einen Seite ist die Umgebung im Reference-Image viel dunkler
(besonders ausserhalb des Lichtkreises), aber gleichzeitig viel durchsichtiger.
Es gelingt mir nicht das zu reproduzieren.
(vom Licht selber hab ich bis jetzt immer die Finger gelassen weil zumindest das ja schonmal physikalisch korrrekt ist)

Dann mein anderes Dilemma mit den Volume-Objekten.
Mit dem Fluid hab ich zwar das schoene Fenster aber keine Volume-Caustics
Mit dem parti_volume_photon hab ich zwar die Caustics aber die aufleuchtenden "Partikel"
versperren den Blick durch das Fenster vom Total-Reflections-Effect.

Da drehe ich mich im Kreis.

[Einstein]

Hi Michael,

hab gerade nicht wirklich Zeit übrig, und auch grad beim raussuchen des Threads registriert, das du in Maya arbeitest.
Kann das also wenn dann nur mit den Parti Volumen probieren nachzuahmen, denke das sollte ja in Max und Maya indentisch sein.
Ansonsten hat CGsociety the lighting challenge "Under the Boardwalk" wieder zum Leben erweckt.
http://forums.cgsociety.org/showthread.php?f=185&t=1061572
Der User "FeD" hat dort schon was ganz nettes gezeigt, er hat 2 Bilder zusammengesetzt, einmal mit und einmal ohne Parti Volumen. (Seite2)
Vielleicht könntest du etwas ähnliches versuchen.

Gruss
Andreas

[Michael]

Hi Einstein,

vielen Dank fuer den Hinweis mit der Wiederbelebung des Threads. Den Vorgaenger hab ich ein
halbes dutzend mal hoch und runter gelesen. Anscheinend herrscht immer noch ein reges
Interesse an dieser Umgebung.
Und es ist fuer mich auch kein Problem wenn jemand keine Zeit hat. Ist ja keine Pflicht.
Aber vielen Dank das du dabeibleibst. Auch wenn es mit mir nicht immer einfach ist.

Anscheinend hab ich wirklich was falsch mit dem Parti-Volume gemacht. Auf dem Bild von FeD ist
die Beleuchtung der "Partikel" nicht so hell wie bei mir. Vielleicht wiel er kein decay benutzt.
Auf jeden Fall werde ich auch versuchen dort vorstellig zu werden.

Nebenbei gefragt....
fuer eine angemessene Ausleuchtung braucht es einen Haufen Photonen. Wenn ich Importons
aktiviere bekomme ich ein "illegally called mi_sample_light in unknown mode".
Muss ich noch etwas bei meinem physical Sun&Sky-Setup noch was einstellen?

Ich bekomme bei meinen Bildern einfach kein Unterwasser-Feeling.
Einmal ist das Licht schrecklich und zum anderen sieht es so aus als ob da einfach nur Luft ist.
Man bekommt nicht das Gefuehl in einem anderen Medium zu sein.
Auch bei den Original-Challenge gibt es kein Bild was das Gefuehl vermittelt. Das beste was
in die Richtung geht ist
http://forums.cgsociety.org/showthread.php?t=927045

Ist der Weg ueber compositing unvermeidlich?
Verdammt, eigentlich kommt das auf meiner Liste nach Texturing und Rigging.

[Einstein]

Hi, wie das in Maya läuft mit den Importonen weiß ich nicht, vielleicht haggi eine Idee?

Ansonsten ja, ich denke ohne Compositing ist entweder die Renderzeit ziemlich hoch oder die Erstellung des zu erzielenden Effekts dauert verhältnismäßig lange.