home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Suzy B Software 2 / Suzy B Software CD-ROM 2 (1994).iso / picmanip / pic_r2z / raytutor / raytutor.txt < prev   
Encoding:
Text File  |  1995-05-05  |  20.8 KB  |  422 lines

  1. ****************************************************************
  2. * A GFA RAYTRACE TUTORIAL OF SORTS     Nick Smith   May, 1992  *
  3. ****************************************************************
  4.  
  5. ST Format UK's recent publishing of GFA Raytrace on its JUNE 92
  6. coverdisk provides an opportunity for thousands to experience the 
  7. wonderful world of raytracing on the ST.  I hope others will find 
  8. the program as fun to play with as I have and find imaginative ways 
  9. to put its tools to work.
  10.  
  11. I'm writing this tutorial to help new users get up to speed 
  12. quickly and guide them up the learning curve before frustration 
  13. sets in and prevents them from really seeing what the program is
  14. capable of.  While this tutorial will be no substitute for the 
  15. manual, I'm hoping it will provide enough info to lock in some 
  16. fundamental concepts of using Raytrace and get you beyond the 
  17. trial and error phase into getting pleasing, predictable results.
  18.  
  19. The biggest challenge GFA Raytrace presents is the sheer number of 
  20. variables:  3 axes, 5 material types, 10 reflectivity/transparency 
  21. settings, 12 object types, 360 degrees of viewing angles, 512 
  22. colors, 64,000 pixels to fill a screen, and a million combinations
  23. all add up to alot of things to get under control at once when a 
  24. scene is created and rendered.  So, lets work our way through 
  25. some of these variables and by the end I hope you'll have a sense 
  26. of cohesion that will help you generate the kind of picturess GFA 
  27. Raytrace's authors knew the program was capable of.
  28.  
  29.  
  30. X, Y, Z
  31.  
  32. Navigating in RT's 3-D editor is the single biggest hurdle to 
  33. come to grips with.  Never having taken geometry, I had to 
  34. relearn coordinate systems.  This may seem obvious to some, but
  35. I had to remember X as across as in 'a cross' & 'x-country skis'
  36. to lock that in, Y as '(Y)up and down', and Z (in a German accent)
  37. 'Zee depth iz set vith za Zee axis'.  DUH!, but hey it helped...
  38.  
  39. Most operations of placement and movement of objects require that 
  40. you do so focusing on AT LEAST TWO WINDOWS.  Which two are most 
  41. important depends on which axis you are placing;  X: Top and Front, 
  42. Y: Front and Right, Z: Top and Right.  Especially when you need 
  43. to MOVE or KILL an object, your crosshairs must be in the objects 
  44. bounding box in At Least Two Windows.  
  45.  
  46. Once you have selected an object to ADD, Right Click and your cross-
  47. hairs will appear to help you place it.  Press the HELP key, and your 
  48. crosshairs will be labeled X,Y,Z. Note that the orientation of your
  49. axes will vary for each view window!
  50.  
  51. RT is one of the few ST programs that rely heavily on the Right mouse 
  52. button.  Right clicking from the ADD menu brings up your crosshairs
  53. for placement.  Then, when the Right Botton is dragged, it sets the 
  54. Z axis (depth) of the object or point you're currently placing. 
  55. Left Clicking consistently locks points or objects into place.
  56. I cannot emphasize enough how important these concepts are!
  57.  
  58. *********************************************************************
  59. If there is only one thing you get out of this tutorial, this is 
  60. it - the most unintuitive aspect of the program that must be 
  61. grapsed is placing your Z axis: You need to Right Drag the mouse up 
  62. and down to move an object back or bring it forward in your 3-D world.
  63. Release the R Button to hold the Z axis in place.  Focus on the Top 
  64. and Right views when setting this coordinate for accurate placement. 
  65. As the brief tutorial in ST Format mentioned, you may want to set up 
  66. your Z axis first, then focus on setting X & Y.  Left Click to set.
  67. *********************************************************************
  68.  
  69. Placing an object on the X and Y axes are more intuitive; merely 
  70. move your mouse side to side, or up and down to position it, then 
  71. Left Click to lock it in place.  UNDO to abort any placement 
  72. operation in progress.
  73.  
  74. If you click on 1/1 Window Scale in the editor you will zoom out and 
  75. see two things in the Right View window.  The X is the center of your 
  76. world and cannot be moved, it is only a point of reference.  The + sign 
  77. is your observer (camera) and can be moved at will by selecting Observer
  78. and moving it to a new position.  From the front view these overlap
  79. by default and look like an asterisk *.  You can see the center X
  80. in the right view window's far right edge, but the observer is not
  81. visible at 1/2 scale.  Use 1/1 to get a overview of your workspace.
  82. Use Window Scale 1/4 or 1/8 to zoom in for accurate placement of 
  83. objects (adjusting the window sliders may be necessary.)  Also  
  84. helpful when trying to Move or Kill objects very close together...  
  85.  
  86. A side issue:  There are 3 types Scales used by the program, Window
  87. Scale sets your workspace view.  Rayscale in the Edit menu sets
  88. the zoom level of the camera within your world.  In Raytrace mode,
  89. Scale sets the size of the pic to calculate.  The manual does 
  90. apologize for using similar terminology for three very different
  91. functions, keep these distinctions in mind.
  92.  
  93.  
  94.  
  95. FOLLOW THE SEQUENCE!
  96.  
  97. Okay, once you grasp the coordinate aspects and get an idea of 
  98. how to move around in your 3-D world, the only other difficulty to 
  99. overcome is putting things into it.  Understand that Raytrace is
  100. a very MODAL program.  At its lowest level, it has three modes;
  101. EDIT, RAYTRACE, AND ANIMATE.  You are in one of these three at
  102. any given time.  And specifically in EDIT mode, each menu option
  103. on the right selects a sub-mode and has a very specific sequence
  104. for you to follow.
  105.  
  106. Consider the ADD object function.  Click on Add and choose an object 
  107. type (a sphere - the circle with a cross in it.) Now you must 
  108. choose the color of the sphere by dragging the RGB sliders (white 
  109. is default).  Then select Material and you will move to another 
  110. mode where you choose Type (Dull is default, choose Mirrored.)
  111. Select Percent (60% is default, choose 40%.) Click Exit to leave 
  112. Percent Mode, Click Exit to leave color/material mode. Then place
  113. your object by Right Clicking and using the crosshairs as described.
  114.  
  115. So note, this basic act of Adding an object to your 3-D world 
  116. involves stepping through a very specific sequence of _modes_
  117. that must be followed in order.  And this is common to many of
  118. Raytrace's other functions:  Say you want to change the color of 
  119. the sphere you just placed;  to change an existing object, select
  120. EDIT then choose Object, then choose Color.  Right click and the 
  121. crosshairs will reappear in effect asking you to tell the program 
  122. which object you want to edit the color of.  Move the crosshairs to 
  123. fit within the bounding box of the sphere In At Least Two Windows, 
  124. Left Click.  Now the RGB sliders appear.  Drag them to a new color 
  125. and Exit.  Tho you can't see it now, when rendered the object will 
  126. have the new chosen color.
  127.  
  128. This pattern is similar for the other EDIT modes. To Move an 
  129. object, select Edit/Object/Move.  Right Click and then lock in your 
  130. crosshairs within the objects bounding box and drag to a new position, 
  131. Left Click to set it. 
  132.  
  133. Now lets ADD a Lamp. (Ya gotta have a lamp if you want to see
  134. anything!)  Select ADD, choose the light bulb icon.  The RGB sliders 
  135. appear (default is white, leave it that way for now.) Right Click 
  136. and the crosshairs appear with a lamp symbol at its intersection.  
  137. If we want a Lamp above and to the side of our sphere, we have to pay 
  138. close attention to its position in the view windows.  Set its depth 
  139. (Z axis) first by focusing on the Right view and place it in the upper 
  140. right hand corner of the window by Right Dragging the mouse down to 
  141. move it to the right hand side of the window, or in the Top view, to 
  142. the bottom of the window.  This places the lamp between you (the +
  143. Observer) and the object.  Release the right button to leave in place, 
  144. then focus on the Front view to set it horizontally and vertically so
  145. that it is somewhat centered and above the sphere.  Left click to
  146. lock the lamp in position.  If you weren't satisfied with its position, 
  147. you could step through the Edit/Lamp/Move sequence to fine tune it.
  148.  
  149. The acts of adding an object and lamp, changing their material or 
  150. color, and then moving them are fundamental to navigating the 
  151. program.  The above exercise shows how a logical sequence is 
  152. imposed on the user.  In your head, a conversation of sorts needs 
  153. to take place and would sound like this: 
  154.  
  155. "I want to ADD a SPHERE that's BLUE, and TRANSPARENT partially(50%). 
  156. I want it this far away from me(Z), sitting here(Y) in my viewpoint, 
  157. and off to the side(X).  I'll ADD a LAMP that's WHITE and to the upper 
  158. left of the sphere.  I'll ADD a GROUND and place it, EDIT the GROUND 
  159. SIZE to SMALL, then EDIT the GROUND COLOR by PICKING YELLOW and MOVING 
  160. THE SLIDERS to RED." 
  161.  
  162.  
  163. A DOZEN TO CHOOSE FROM, CRUDE BUT BASIC SHAPES
  164.  
  165. The first icon in the ADD menu, the Ground/Horizon is actually both 
  166. in one; Right Click to choose which and begin placement.  Note 
  167. the Ground cannot be placed above the middle of your word - if 
  168. you try it will snap automatically to -1 X coordinate.  It will 
  169. appear only in your Right and Front views as a horizontal dotted
  170. line.  The Horizon is used to set the lower limit of a Sky picture 
  171. if you choose to load one.  It too appears as a dotted line, but only 
  172. in the fourth Perspective view window.
  173.  
  174. The next icon is the default Walls - Predefined rectangles that 
  175. are placed for you automatically. You can select Left or Right 
  176. Walls, and the 1-5 option gives you walls placed at various 
  177. angles.  Once set, you can always move them later.  What's 
  178. significant here is that they are just rectangles, but were created 
  179. in the proper sequence so that texture map pics loaded onto them
  180. appear in the proper position.
  181.  
  182. Next, the rectangle.  Only three of its four corners needs to be 
  183. set, the program will calculate the fourth.  No matter where you
  184. begin your rectangle the first line that stretches from the 
  185. origin point will be the 'top' of a texture mapped pic if you 
  186. choose to use one.   To place one as a wall, set the upper right
  187. corner first, drag to upper left and set that point, then down.
  188. A final left click will set the rectangle in place.  The triangle 
  189. is identical, except the third point will stretch out lines from
  190. the first two points set.
  191.  
  192. The ellipse is probably the most important object to grasp because
  193. other objects; the Pie, Ellipse Segment, Cylinder Segment, 
  194. Cylinder and Cone ALL depend on setting a circular shape first
  195. as the objects base in the same manner.  It begins with setting 
  196. the center point, setting a second for one point on the outer
  197. circumference, then setting yet another. This is because it is
  198. an ellipse tool.  You need the third point to create oval shapes.
  199. If you want to create perfect circles, watch your view windows 
  200. closely before locking in the last point.  From the top view
  201. you should strive for a perfect circle if you are placing the 
  202. base of a cone or cylinder horizontally on the ground.
  203.  
  204. The other objects all continue from there.  Vertical objects like 
  205. the cone and cylinder require you to then stretch the object to
  206. determine its height and the direction it extends in, then lock 
  207. it in place.
  208.  
  209. Most complicated are ellipse/pie/cylinder segments which once the
  210. base ellipse is set then require placing start/end, inside/out-
  211. side circumference points.  Much more complicated than...
  212.  
  213. THE SPHERE!
  214.  
  215. Piece of cake.  The basic building block of any tracing.  After 
  216. setting the center with a left click, simply move the mouse to 
  217. expand or shrink the circumference, then click to set it.
  218.  
  219. I spent many months just using spheres in my initial tracings.
  220. Plop down a sphere, play with its material, colors, percentages.
  221. Add a second lamp, change your ground size, load a ground pic,
  222. load a sky pic, set Smear to ON.  To hell with trying any complex 
  223. objects!  There's a HUGE learning curve just having one single sphere 
  224. and seeing all the variables that can affect it.  When you get to 
  225. the point where you KNOW what a sphere scene will look like before 
  226. you even attempt to trace it, you can actually start getting
  227. creative with the program, and have gotten over the hump.
  228.  
  229.  
  230. LIGHT UP YOUR LIFE
  231.  
  232. Tricky things Lamps are, Add a second, and suddenly the first 
  233. doesn't have the effect it did alone.  Lamps are very distance 
  234. dependent.  Generally the lamp closest to the object will have 
  235. the most effect, the one farther away may have little or none.
  236. Very unpredictable.  Generally, I have a main white lamp for my 
  237. scene, then may add a colored lamp far off to the side and lower
  238. to add a glow to the side of objects to highlight them.
  239.  
  240. Also be aware you're mixing light, not solid pigments.  Shine a
  241. single Blue light on a Red sphere and it will be BLACK (not 
  242. purple!)  The red sphere has no blue component in it to reflect
  243. _any_ of the blue light!  Important concept.  Initially, stick 
  244. with colored objects with white lamps or vice versa to avoid
  245. unpleasant surprises. 
  246.  
  247.  
  248. GET SOME PERSPECTIVE!
  249.  
  250. ***    Read this section twice!  It holds the keys to     ***
  251. ***   helping you create your best raytraced scenes ever. ***
  252.  
  253. Perspective is what makes the difference between a dull tracing
  254. and one that has depth.  There are four arrows in the Edit mode
  255. to let you shift your viewing angle - worth experimenting with.
  256. Also try various Rayscale settings: it acts as a zoom/fish eye
  257. lens in combination with your Observer's placement.  Don't be 
  258. afraid to get radical - view a scene like a drunk who's fallen
  259. on the floor, or from above looking down from a helicopter!  Don't
  260. limit yourself to the default observer position/angles the 
  261. program gives you.  Moving your observer and losing your objects
  262. in the perspective window is a good start,  stumble around with
  263. the four arrows till you can finally get things into view again.
  264. Chances are you'll come up with an interesting viewpoint.
  265.     
  266. Perhaps the most important concept to grasp is to separate your
  267. lamp position from your observation point.  Looking at the world 
  268. straight on like a coal miner with a lamp in your helmet produces 
  269. dull pics where the objects themselves hide the shadows they create 
  270. and the scene looks flat.  Like dramatic lighting in photography, 
  271. place your  lamp slightly to the side of an object to see more of the 
  272. shadow.  Lower your lamp to stretch the shadow even further.  This is 
  273. what makes a scene with depth and interest, what we're striving for.
  274.  
  275. + Observer           THIS:                     NOT THIS:
  276. L Lamp                                            L
  277. o Sphere             L   +                        +
  278. ___ Ground        _____o______               _____o______
  279.                   Interesting..                BORING!!!
  280.  
  281. The Grand canyon is best viewed at sunrise and sunset!  Place your 
  282. lamps and observer accordingly to make the most of shadows and 
  283. highlights.
  284.  
  285.  
  286. SO, WHAT DOES IT LOOK LIKE?
  287.  
  288. Okay, so now you've got your scene laid out, let's move to the 
  289. RAYTRACE menu.  No sense bothering with a full screen trace at
  290. this point.  Note the 1 / [1] [2] [[4]] [8] option near the 
  291. bottom.  This defaults to 1/4 scale on boot up.  Use this to
  292. get a small (3" x 3") tracing of your scene to get a faster
  293. preview before commiting an hour or more to a full screen trace.  
  294. I've found the 1/8th scale to be too small to see enuff detail.  
  295. And the 1/2 scale is important when using texture maps to see the
  296. pattern clear enough.  The tendency to get color streaks when 
  297. the program begins to run out of colors on a scanline are usually
  298. not visible till you are in 1/2 scale or larger. (see the Color
  299. Problems section of the manual)  Generally 1/4 is best for for the 
  300. edit, test, edit, test cycle.  
  301.  
  302. Select Do Raytracing for a preview.  Use the Do Area function when 
  303. say, you change your ground colors and just want to see the changes 
  304. on the bottom half of the screen.  It will present you with a 
  305. horizontal line to begin your tracing at and work down from there, 
  306. saving a few minutes unecessarily retracing an area that hasn't 
  307. changed.  Again good for testing purposes. 
  308.  
  309. Use HELP to peek at a trace in progress, any key to resume, and
  310. ESCape to terminate and return to the Raytrace menu.
  311.  
  312. Select Do And Save when you're ready to commit to a tracing and
  313. want the security of unattended write to disk.
  314.  
  315. But before you do that, move back to EDIT mode and select STATUS.
  316. Here you are presented with several options.  The first is 
  317. Compression OFF/ON.  Since my viewer program RAYVIEW and Lonny
  318. Pursell's RAY2SPEC converter only work on uncompressed .SUL pics
  319. I recommend setting compression OFF before your final trace.
  320.  
  321. Do note the Load/Save Screen functions in the Raytrace menu.
  322. You can use this to load both types of Raytrace formats SUL/SCL,
  323. as well as Neo, Degas or -uncompressed- Spectrum (SPU) pics.
  324. If you have compressed Raytrace pics you want to convert to 
  325. uncompressed, use Load Screen, go to the Edit mode and select 
  326. Status then toggle Compression off then select Save Screen again 
  327. from the Raytrace menu.  Sorry no external converter exists.
  328.  
  329. Check out the other options in the Status menu.  Smear has an
  330. interesting effect on smoothing spheres.  And try Ground Light
  331. Weak/Strong to see its effect on your ground pattern/map.
  332.  
  333.  
  334. TEXTURE MAPPING
  335.  
  336. Raytraced pics really get interesting when you start using 
  337. texture maps;  picture files placed onto objects surfaces.
  338. Granite columns, wood tables, Marble floors are possible when
  339. such maps are used.  There is a good selection of basic patterns
  340. I created on GEnie as RAYTEX1.LZH to get you started.
  341.  
  342. Note only several of the object types can be mapped - a rectangle
  343. (or wall), the ground, ellipses, cylinders, and triangles.  
  344. Experiment with a sample pic to see how each type places the 
  345. object onto its surface.  
  346.  
  347. Although texture mapped objects and sky pics can load uncompressed 
  348. Spectrum pics (as well as Neo/Degas) Only 16 color pics can be used 
  349. as a ground. 
  350.  
  351. Speaking of Sky Pics, be aware of three things: First that unlike 
  352. the ground, objects will not cast shadows on the sky.  I try to 
  353. keep objects away from the back area when using sky pics to aviod 
  354. having the shadow being clipped off by the Sky pic itself.  
  355.  
  356. You MUST place a Horizon in the prespective window from the Add Ground 
  357. option in order to have a Sky.  All skies have a horizon, right?
  358.  
  359. Sky pics tend to aggravate 'color problems' since a very colorful
  360. sky pic may use up all 48 colors per scanline itself - and force
  361. your objects to grab out of only those 48 colors and streaking 
  362. will result.  Single color-range sky pics work best, a gradient
  363. of blues or gray thru white clouds will keep the number of colors
  364. used at a minimum and leave the rest of the 48 for the objects
  365. themselves.  This may not make sense now, but when color streaking 
  366. crops up in certain scenes you'll know what causes it.  If you
  367. place 5 differently colored spheres horizontally across the same
  368. scanlines, you'll force Raytrace to start picking and choosing colors 
  369. for you, usually two thirds of the way across the screen is where 
  370. colors will begin to be substituted.  
  371.  
  372.  
  373. REFLECT A MOMENT
  374.  
  375. In fifty words or less:  USE MIRRORS!!!!  Lots of interesting
  376. results when a mirror acts as a second veiwpoint.  Texure map a
  377. mirrored rectangle to make a wood tabletop look varnished or a 
  378. marble floor look highly polished.  Use a rectangle placed 
  379. horizontally as a ground to reflect objects sitting on it.  Place
  380. a mirror as a backdrop and get a good view of the backside of
  381. the objects in front of it.
  382.  
  383.  
  384. SEE THRU, PEEK-A-BOO
  385.  
  386. Perhaps most difficult to get good results with is the Transparent 
  387. object type.  High percentages work best.  Lots of trial and 
  388. error here, but having other objects or textures beneath or behind 
  389. a transparent one shows off its ability to refract light rays.
  390.  
  391.  
  392. ONLY ON SPHERES!
  393.  
  394. The program is inconsistent on this:  But BRIGHT and TEXTURED
  395. (with a grid on the surface - not as in Texture Map) as materials 
  396. ONLY WORKS ON SPHERES.  The program really ought to grey these out 
  397. when selecting materials for other object types, and its not clearly 
  398. spelled out in the manual.  If you try them on other objects, they 
  399. will default to dull.  (a related issue; percentage only affects
  400. degree of mirroring or transparency - again this should have been
  401. greyed out when using Dull, Bright, or Texured objects.)
  402.  
  403.  
  404. THE END?
  405.  
  406. Thats it, I'm toasted here.  Lots of topics left untouched, but
  407. hey that's what the manual is for right?   I hope at least some
  408. shred of this proves helpful to somebody out there.  And if it 
  409. does, you can prove it by sending me some samples of your work on 
  410. disk, I'm anxious to see what others can wring out of this neat
  411. program.  Please take the time to send some pics my way!
  412.  
  413. Join other Raytrace users on GEnie in the ST Roundtable Category
  414. 22 GFA, Topic 4 GFA RAYTRACE and help me keep a lively discussion
  415. going.  I can be reached in E-Mail there to S.SMITH65.
  416.  
  417. or float a disk into my mailbox:
  418.  
  419. Nick S. Smith
  420. 4406 5th Avenue South
  421. Minneapolis, MN 55409 USA
  422.