1.2 Введение в V-Ray: настройки. Вторая часть.

Визуализатор V-RAY. Введение. Вторая часть.

Цель работы: Изучение основных приемов работы c визуализатором V-Ray.
В этом уроке вы продолжите знакомство с остальными свитками V-Ray.

  5. V-Ray:: Image Sampler (Antialising)

В V-Ray, настройки Image Sampler задают настройки алгоритма функции отбора и фильтрации изображений для создания окончательного массива пикселей, которые будут являться визуализированным изображением (т.е. отвечают за фильтрацию изображения от нежелательных эффектов и артефактов).
Рисунок 8. Свиток V-Ray:: Image Sampler (Antialising).
Далее будем считать что сэмпл - это проход, обработка.

• Fixed Rate Sampler - это самый простой самплер (обработчик), он делает фиксированное количество сэмплов (проходов, обработок) для каждого пикселя.
• Subdivs - задает количество сэмплов на пиксель. Если установлено значение 1, то один сэмпл в центре пикселя будет взят. Если значение больше 1, то дополнительные сэмплы генерируются из последовательности Quasi-Monte Carlo. По причине отсекания сэмплов в соответствии с диапазоном для RGB цветового канала, иногда этот сэмплер дает более темные результаты, если используется с эффектами сглаживания/размывания (Blurry Effect). Решение в этом случае в увеличении сабдивов для эффектов сглаживания, или в использовании Real RGB цветовой канал.
• Adaptive QMC Sampler - этот сэмплер берет переменное число сэмплов для каждого пикселя, основываясь на разнице интенсивности пикселя и его соседей. Этот сэмплер сильно связан с V-Ray QMC Sampler.
• Adaptive QMC сэмплер не имеет своей настройки порога шума; вместо этого он использует параметр Noise Threshold QMC Sampler-а для управления качеством. Это предпочтительный сэмплер для сцен с большим количеством небольших деталей (например, VRayFur) или эффектов размытия таких как: DOF, Motion Blur, Glossy Reflections. Этот сэмплер также использует меньше памяти, чем Adaptive Subdivision Sampler.
• Min Subdivs - задает первоначальное (минимальное) число сэмплов которые берутся для каждого пикселя. Редко есть необходимость ставить здесь значение больше чем 1, исключая случай, когда у вас есть тонкие линии, которые не передаются точно.
• Max Subdivs - определяет максимальное число сэмплов для каждого пикселя.
• Adaptive Subdivision Sampler- это улучшенный сэмплер способный использовать меньше, чем один сэмпл, для каждого пикселя. При отсутствии эффектов размытия (Direct GI, DOF, Glossy Reflection/reftaction и т.п.) это предпочтительный сэмплер в V-Ray. В среднем он использует меньше сэмплов для достижения сравнимого качества. Хотя с детализированными текстурами и/или эффектами размытия он может быть медленнее и выдавать худшие результаты, чем другие два метода, а также требует большего количества памяти.
• Min. Rate - задает минимальное количество сэмплов на пиксель. 0 - означает один сэмпл на пиксель; -1 - означает один сэмпл на два пикселя; -2 - означает один сэмпл на каждые четыре пикселя.
• Max. Rate - задает максимальное число сэмплов на пиксель; 0 - означает один сэмпл на пиксель; 1 - означает четыре сэмпла; 2 - означает восемь сэмплов.
• Threshold - определяет чувствительность сэмплера к изменениям в интенсивности пикселей. Меньшие значения обеспечивают лучшие результаты, в то время как большие значения будут быстрее, но могут приводить к заниженному числу сэмплов в некоторых областях с близкой интенсивностью.
• Rand - небольшое изменение сэмплирования для лучшего антиалиасига линий близких к горизонтальным или вертикальным.
• Object Outline - это заставляет сэмплер всегда повышать число сэмплов на границах объектов вне зависимости от того, насколько это в действительности необходимо.
• Normals - этот параметр заставляет увеличивать число сэмплов в областях с сильно переменными нормалями. Эта опция не имеет значения при включенном DOF или Motion Blur.
• Antialiasing Filter - эта секция позволяет выбирать Antialiasing Filter. Все стандартные фильтры 3D Studio Max поддерживаются за исключением Plate Match фильтра. Смотрите секцию Examples для большей информации по antialiasing-фильтрам.

  6. V-Ray:: Inderect Illumination
Рисунок 9. Свиток Inderect Illimination (Gl).
V-Ray реализует несколько подходов для вычисления косвенное освещение с разными отношениями между качеством и скоростью:

Direct Computation (Quasi-Monte Carlo GI) - это самый простой подход; непрямой свет GI рассчитывается независимо для каждой точки поверхностей сцены путем прослеживания лучей в различных направлениях от этой точки.

• Преимущества:
  
  Этот подход сохраняет все детали (мелкие и четкие тени) в непрямом освещении. Прямой расчет свободен от дефектов, таких как мерцание (Flicker) при анимации и не требует дополнительной памяти. Непрямое освещение в случае быстрого движения объектов (Motion-blurred) рассчитывается корректно.


• Недостатки:
  
  Этот подход очень медленный для сложных сцен (например, освещения помещений); прямой расчет создает шум в изображении, который может быть устранен только увеличением числа лучей, что в свою очередь еще больше замедляет рендер.

Irradiance Map - этот алгоритм основан на кэшировании; основная идея состоит в том, чтобы рассчитать освещение только для небольшого числа точек в сцене, а затем интерполировать результат для остальных точек.

• Преимущества:
  
  Irradiance Map - алгоритм очень быстрый по сравнению с прямым просчетом, особенно для сцен с большим количеством плоских поверхностей. Шум, присущий прямому просчету, значительно уменьшается при использовании Irradiance Map. Irradiance Map может быть сохранена и повторно использована из файла, для ускорения рендера других видов сцены (других положений камеры) или fly-through анимации. Кроме того, Irradiance Map может быть также использована для ускорения просчета прямого диффузного света от Area Light источников.


• Недостатки:
  
  Некоторые детали в GI могут быть потеряны или размыты в результате интерполяции. Если используются Low-настройки, может появиться мерцание (Flicker) при анимации. Irradiance Map требует дополнительной памяти, а непрямое освещение с быстро движущимися объектами (Motion-blurred) может быть не совсем корректным и вести к появлению шума (хотя в большинстве случаев этого не происходит).

Photon Map - этот алгоритм основан на трассировке лучей, начиная от источников света и дальше, отражающихся на поверхностях объектов сцены. Может использоваться для рендера помещений или полуоткрытых сцен с большим количеством света и маленькими "окнами". Photon Map обычно не дает достаточно хорошего результата для использования в финишном рендере, однако может быть использован как грубое приближение освещения сцены.

• Преимущества:
  
  Photon Map может давать грубое приближение освещения сцены очень быстро, а результат можно сохранить для ускорения рендера с других точек той же сцены или fly-through анимации. Photon Map не зависит от положения камеры.


• Недостатки:
  
  Photon Map обычно не подходит для получения финального результата, требует дополнительной памяти. В V-Ray's варианте, просчет освещения двигающихся (Motion-blurred) объектов не совсем точен (хотя это не составляет проблемы в большинстве случаев). Photon Map требует обязательного использования источников света, не может работать с Environment Lights (Skylight).

Light Map - алгоритм приближенного расчета глобального освещения в сцене. Очень похож на Photon Map, но без многих его ограничений. Light Map строится путем прослеживания множества путей, начиная от камеры.
Каждое отражение на пути сохраняет освещение от других лучей в 3D-структуре, подобной Photon Map. Light Map - это универсальное GI решение, которое может быть использовано и для интерьеров (помещений), и для открытых сцен или как алгоритм вторичного отскока совместно с Irradiance Map или методом Direct GI.

• Преимущества:
  
  Light Map просто настраивается. Лучи прослеживаются только от камеры, в противоположность Photon Map, в котором лучи должны быть прослежены от каждого источника, что требует дополнительного времени на подготовку просчета каждого источника. Light Map алгоритм работает эффективно с любыми видами источников, включая Skylight, объекты Self-illuminated, Non-physical, Photometric и и.д. В противоположность Photon Map, не ограничен в световых эффектах, которые может воспроизвести. Например, Photon Map не может воспроизвести освещение от Skylight или от стандартного Omni без обратно квадратичного снижения интенсивности с расстоянием. Light Map обеспечивает корректные результаты в углах и вокруг небольших объектов. Photon Map использует сложный алгоритм оценки плотности, который часто дает ошибочные результаты, или делает такие области слишком светлыми или слишком темными. Во многих случаях Light Map может быть использован для быстрого и качественного превью освещения в сцене.


• Недостатки:
  
  Как и Irradiance Map, Light Map зависит от положения камеры. Однако, генерирует аппроксимацию освещения всей сцены вместе с невидимыми для камеры частями, например, один просчет дает полную оценку GI в замкнутом помещении. В настоящее время работает только с V-Ray материалами. Так же как и Photon Map, Light Map не адаптивный метод. Освещение рассчитывается с постоянным качеством, установленным пользователем в настройках. Light Map не достаточно хорошо работает с Bump Maps, для получения корректных результатов используйте Irradiance Map или Direct GI. Просчет освещения движущихся объектов (Motion-blurred) выполняется не полностью корректно, хотя и дает очень сглаженный результат, так как Light Map сглаживает GI во времени (что противоположно Irradiance Map, где каждый сэмпл просчитывается в отдельный момент времени).

Какой метод использовать? Это зависит от задачи. Раздел с примерами может помочь в выборе подходящего метода для вашей сцены.

Primary (Первичный) и Secondary (Вторичный) отскок

Настройки для непрямого освещения в V-Ray разделены на две секции: настройки алгоритма первичного отскока и настройки связанные с алгоритмом для просчета вторичного отскока.

Первичный диффузный отскок происходит, когда точка отображения (шейдинга) видна через отражение/преломление или камере. Вторичный отскок происходит, когда точка отображения (шейдинга) используется в просчете GI (глобального освещения).

Настройки свитка

On - включает использование глобального освещения.
GI Caustics

• Represent GI Caustics - представляет свет прошедший через один или несколько отражений/преломлений. Может генерироваться от Skylight или Self-illuminated объектов. Однако, каустика от Direct Lights не может быть просчитана этим способом. Вы должны использовать отдельную секцию Caustics для настройки каустики от Direct Lights. Имейте в виду, что GI Caustics обычно сложно просчитывается и может вызывать появление шума при малом количестве сэмплов.
• Refractive GI Caustics - позволяет непрямому освещению проходящему через прозрачные объекты (стекло) создавать световые эффекты. Обратите внимание на разницу между GI Caustics и Caustics, последняя представляет собой прямой свет от источников, прошедший через прозрачный объект. Refractive GI Caustics нужна для получения эффектов каустики от Skylight прошедшему через стекло.
• Reflective GI Caustics - делает просчет непрямого освещения отраженного от зеркального объекта. Это не то же самое, что и Caustics, которая представляет прямой свет от источника отраженный от зеркальной поверхности. По умолчанию эта опция отключена, т.к. обычно вносит очень слабый эффект, но создает нежелательный шум.
• Post-processing - эти настройки дают возможность дополнительно корректировки Indirect Illumination, прежде чем выполнять финальный рендер. Значения по умолчанию соответствуют физически корректному результату, но пользователь может изменить их в целях достижения художественного эффекта.
• Saturation - изменяет насыщенностью цветов: 0.0 - означает, что все цвета будут удалены из результата. Значение 1.0 - по умолчанию означает, что насыщенность GI просчета останется неизмененной. Значения выше 1.0 - усилится насыщенность цвета.
• Contrast - параметр работает совместно с Contrast Base для усиления контраста GI просчета. Когда Contrast установлен в 0.0, GI Solution принимает контраст, определенный параметром Contrast Base. Значение 1.0 оставляет контраст неизмененным. Величина больше 1.0 усиливает контраст.
• Contrast Base - этот параметр определяет основание для параметра Contrast. Определяет значения GI, которые остаются неизменными в течение расчета контраста.
• Save Maps per Frame - если включен, заставляет, V-Ray сохранять GI Maps (Irradiance, Photon, Caustic, Light Maps) у которых включена опция Auto-saveV-Ray будет записывать карты только раз в конце рендера.

First (Primary) Diffuse Bounces

Multiplier - значение определяет вклад, который Primary Diffuse Bounces вносит в освещение сцены. Величина 1.0 по умолчанию обеспечивает физически корректный результат. Другие значения допустимы, но физически не корректны.
Primary GI Engine Diffuse - метод который будет использован для просчета Primary Bounces:

• Irradiance Map
• Global Photon Map
• Quasi-Monte Carlo
• Light Mapmore Information

Secondary Diffuse Bounces

Multiplier - определяет эффект вносимый Secondary Diffuse Bounces на освещение сцены. Значение около 1.0 могут приводить к пересвету, в то время как значение около 0.0 может сделать сцену излишне темной. Значение по умолчанию обеспечивает физически корректный результат. Другие значение допустимы, но физически не корректны.

  7. V-Ray:: Irradiance Map
Рисунок 9-a. Свиток V-Ray:: Irradiance Map.
Эта секция настроек рендера позволяет управлять различными частями Irradiance Map. Эта секция может быть использована, только если Irradiance Map выбрана как GI для первичного диффузного отскока.

Некоторые сведения о том, как работает Irradiance Map необходимы для понимания значения этих параметров.

Irradiance - это функция, определенная для любой точки 3D-пространства, представляет свет, приходящий в эту точку со всех возможных направлений. В общем случае, Irradiance различается для любой точки 3D-пространства и для любого направления.

Однако есть два полезных ограничения, которые применяются для расчета Irradiance Map.

1. Ограничение расчета только для точек поверхности, излучение приходящее в точку лежащую на плоскости. Это естественное ограничение, т.к. мы обычно интересуемся освещением объектов в сцене, и объекты обычно определяются ограничивающими их поверхностями.
2. Ограничение, которое заключается в том, что диффузное освещение - есть сумма света, пришедшего в данную точку поверхности вне зависимости от направления, из которого он приходит.

Раскрывающийся список Current Preset позволяет выбрать одну из нескольких "предустановленных" настроек Irradiance Map.

• Very Low - этот пресет пригоден только для превью целей, для оценки общего освещения сцены.
• Low - аналогично для превью.
• Medium - работает хорошо во многих ситуациях в сценах где нет мелких деталей.
• Medium Animation - настройки среднего качества предназначенные для уменьшения фликера при рендере анимации: параметр Distance Threshold устанавливается выше.
• High - качественные настройки, которые работают хорошо в большинстве ситуаций, даже в сценах с большим числом мелких деталей. Подходит для большей части анимаций.
• High Animation - высококачественные настройки для анимаций с большим количеством мелких деталей.
• Very High - настройки очень высокого качества для сцен с очень большим числом и сложностью в мелких деталях.