Komentārs no 2023. gada — beidziet mocīties ar 3ds Max, tāpēc. Tālāk ir oriģinālais raksts

Šajā nodarbībā mēs iedziļināsimies V-Ray savvaļā un analizēsim tā smalkākos iestatījumus, lai uzzinātu, kā optimizēt renderēšanu un iegūt augstas kvalitātes attēlu īsākā laikā.

Ievads

---

Šī apmācība ir paredzēta, lai aptvertu un izskaidrotu visu V-Ray iestatījumu optimizēšanas procesu, lai īsākā laikā izveidotu augstas kvalitātes renderējumus.

Bieži vien ir daudz neskaidrību saistībā ar terminu V-Ray paraugu ņemšana un to, kādi ir “ideālie” iestatījumi. Lielākā daļa renderētāju izveido “Universālos V-Ray iestatījumus”, kuros tie iestata Image Sampler (Anti-Aliasing jeb AA) maksimālo apakšvērtību uz ļoti augstu vērtību, aptuveni 50 vai pat 100, pēc tam vienkārši pazemina trokšņa sliekšņa vērtību, līdz tiek renderēts. ir pietiekami tīrs, domājot, ka tas ir labākais veids, kā sasniegt optimālo kvalitātes/ātruma attiecību. Taču, nedaudz saprotot, kas atrodas zem V-Ray pārsega un kā tas faktiski darbojas, varat iegūt labākus attēlus īsākā renderēšanas laikā. Šajā rakstā aprakstītā metode, salīdzinot ar visizplatītāko, ko aprakstīju iepriekš, dažās ainās var ietaupīt jūsu renderēšanas laiku no 3 līdz 13 reizēm.

Vispirms apskatīsim dažas pamata lietas par to, kā darbojas pati renderēšana un V-Ray iztveršana. Tālāk mēs pāriesim uz konkrētu ainu, lai parādītu, kā optimizēt renderēšanu, lai tā būtu ātrāka, labāka un asāka. Pēc tam mēs iemācīsimies noteikt dažādus trokšņa veidus, kas var būt ainā. Un beigās es jums parādīšu soli pa solim procedūru jebkuras ainas optimizēšanai, lai iegūtu perfektu līdzsvaru starp kvalitāti un ātrumu.

Ja jūs jau zināt, kā darbojas V-Ray, noklikšķiniet šeit, lai pārietu tieši uz soli pa solim optimizācijas procedūru.

RAYTRACING (staru izsekošana)

---

Kad sākas renderēšana, no kameras tiek uzņemti stari uz ainu, lai savāktu informāciju par ainas ģeometriju, kas būs redzama galīgajā attēlā. Šie stari ir vērsti prom no kameras un tiek saukti Primārie stari (Dažreiz Kameras stari vai acu stari) un ir konfigurēti Attēlu paraugu ņemtājs (pazīstams arī kā Anti-aliasing vai AA).

Kamēr primārais stars šķērso ainas ģeometriju, no šiem krustošanās punktiem tiek raidīti papildu stari uz citām ainas zonām, lai iegūtu informāciju par apgaismojumu, ēnām, netiešo apgaismojumu (GI), atspulgiem, refrakcijām, izkliedi zem virsmas (SSS) utt. tiek saukti papildu stari Sekundārie stari un konfigurēts V-Ray's DMC paraugu ņemtājs.

1. attēls. Vienkāršota staru izsekošanas diagramma: primārie stari tiek raidīti no kameras uz ainu, krustojas ar objektiem ainā un izplata sekundāros starus uz citām ainas daļām.

Turpmāk “Stari” sauksim par “Paraugiem”, jo stara (Ray) mērķis ir iegūt informāciju par “Sample” ainu. Stari = paraugi.

Lai saprastu, kas notiek ainā, jums ir jāizlaiž virkne primāro un sekundāro paraugu. Vairāk Paraugi, jo vairāk V-Ray saņem informāciju par ainu, attiecīgi, jo kvalitatīvāks būs renderējums un jo mazāk tajā būs troksnis. Kā jūs redzat, troksnis ir iemesls informācijas trūkumam par notikuma vietu. Ja notikuma vietā ir troksnis, tad V-Ray nebija iespējas savākt pietiekami daudz informācijas par notikuma vietu. Rezumējot: Lai noņemtu troksni, jums ir jāsniedz V-Ray vairāk informācijas, un, lai renderētājam sniegtu vairāk informācijas par ainu, ir jāpalielina paraugu vērtība.

Primāro paraugu skaits, ko regulē vērtības Min Subdivs, Max Subdivs, Un Krāsu slieksnis Image Sampler opcijās. Sekundāro paraugu skaitu kontrolē vērtība Subdivs individuāli katrā gaismas avotā, GI, materiālā un iestatījumos Trokšņa slieksnis DMC izlases vērtība. (Trokšņa slieksnis maijā tiek saukts par adaptīvo slieksni)

Tātad, atkārtosim pamatnosacījumus:

Ray = paraugs

Primārie paraugi = paraugi, kas pielāgoti ar V-Ray Image Sampler (pazīstams arī kā Anti-Aliasing vai AA), kas paredzēti, lai noteiktu ainas ģeometriju un apkopotu tādu informāciju kā faktūras, lauka dziļums (DOF) un kustības izplūšana.

Sekundārie paraugi — paraugi, kurus var pielāgot ar V-Ray DMC paraugu ņemšanas ierīci, kas paredzēti, lai apkopotu informāciju par apgaismojumu, GI, ēnām, atspīdumiem, refrakcijām un SSS.

Troksnis = troksnis vai informācijas trūkums

Subdivs = kvadrātsakne no faktiskā paraugu skaita. Subdivs^2 = paraugi. Piemērs: 8 apakšiedaļas = 64 paraugi. (8^2 = 64)

Šajā apmācībā mēs apskatīsim, kā vislabāk izmantot šos primāros un sekundāros paraugus, lai īsā laikā iegūtu attēlu bez trokšņa.

Definīcija PARAUGA RENDERĒŠANAS ELEMENTS

---

Renderēšanas elements SampleRate ir viens no svarīgākajiem rīkiem, ko izmantosim renderēšanas optimizēšanai. Tas ir V-Ray veids, kā parādīt mums, ko Image Sampler (AA) dara noteiktā pikselī. Tas tiek darīts, atzīmējot katru pikseļu ar krāsu, kas atbilst tajā esošo primāro paraugu (AA) skaitam. Šo attēlu var apskatīt renderēšanas elementā SampleRate)

*Zilā krāsa nozīmē nelielu primāro paraugu (AA) daudzumu šajā pikselī.

*Zaļā krāsa nozīmē vidējo primāro paraugu (AA) skaitu šajā pikselī.

*Sarkanā krāsa nozīmē lielu primāro paraugu (AA) skaitu šajā pikselī.

2. attēls. Renderēšanas elements SampleRate (pa labi) parāda, cik primāro paraugu tika izmantots katrā renderēšanas pikselī (pa kreisi)

Tātad, sižetam ar Image Sampler (AA) 1 min un 10 maksimālie apakšgrupas (1 min un 100 maksimālie primārie paraugi):

*Zilā krāsa nozīmē 1 primāro paraugu (AA) šajā pikselī.

* Zaļā krāsa nozīmē 50 primāros paraugus (AA) šajā pikselī.

*Sarkanā krāsa nozīmē 100 primāros paraugus (AA) šajā pikselī.

Un sižetam ar Image Sampler (AA) 1 min un 100 max. apakšgrupas (1 min un 10000 maksimālie primārie paraugi):

*Zilā krāsa nozīmē 1 primāro paraugu (AA) šajā pikselī.

* Zaļā krāsa nozīmē 5000 primāro paraugu (AA) šajā pikselī.

*Sarkanā krāsa nozīmē 10000 primāro paraugu (AA) šajā pikselī.

Ainas piemērs — kā darbojas V-RAY?

---

Šajā apmācībā mēs strādāsim ar vienkāršu ainu, kas sastāv no: plaknes ar vairākām sfērām uz tās, vairākiem dažādiem vienkāršiem materiāliem (ieskaitot izkliedētu, spīdīgu atstarošanos, spīdīgu refrakciju un SSS), diviem apgabala gaismām un domelight ar HDRI . GI iespējots Brute Force + Light Cache režīmā. Jūs varat lejupielādēt šo failu Šeit.

Sāksim ar pamata renderēšanas iestatījumiem ar šādām vērtībām:

• Image Sampler (AA) = 1 min un 8 max.
• Gaismas, GI un materiāli 8 apakšdiv.
• Trokšņa slieksnis s= 0.01.
• Mēs arī atstājam visus citus iestatījumus pēc noklusējuma.

3. attēls. Pamata renderēšana.
1 min un 8 maksimāli apakšgrupas = attēlu paraugu ņemšanas ierīce (AA)
8 Subdivs = gaismas, GI un visi materiāli

Tagad apskatīsim tuvāk, kas notiek pamata renderēšanas laikā. Izmantojot renderēšanas iestatījumus, jūs pasakāt renderēšanai:

“Atļauju katrā pikselī izmantot līdz 64 (8 subdivs) primārajiem paraugiem (AA), lai saprastu, kas tur notiek ainā un neradītu tik daudz trokšņa, cik pieļauj trokšņu slieksnis... Bet katram no šiem primārajiem paraugiem varat izveidot tikai 1 sekundāro paraugu, lai saprastu, kas tur ir attiecībā uz gaismu, ēnām, GI un materiāliem.

Jums var rasties jautājums: “Pagaidiet, tikai viens sekundārais paraugs gaismai, GI un visiem materiāliem? Jā, tu brauc! Jābūt 64 paraugiem (8 apakšgrupas), vai mēs nenorādījām tik daudz? Ir svarīgi atzīmēt, ka katra IC (gaismas), GI un materiālu vērtība ir 64 paraugi (8 apakšniršanas) — V-Ray dala šo vērtību ar AA maksimālo paraugu skaitu jūsu ainā. Neraugoties uz 64 paraugu vērtību apgaismojumam un materiāliem, jums jāpatur prātā, ka šī vērtība ir dalīta ar vērtību AA maks. = 64 paraugi (8 apakšgrupas), tādējādi iegūstot tikai vienu sekundāro paraugu apgaismojumam, GI un materiāliem. (64 sekundārie paraugi / 64 primārie paraugi = 1 sekundārais paraugs).

Iemesls, kāpēc V-Ray to dara, ir iekšējā formula, kas ir iestatīta, lai saglabātu šīs divas vērtības līdzsvarā. Izstrādātāju loģika ir šāda: jo vairāk primāro paraugu, jo proporcionāli mazāk sekundāro paraugu ir nepieciešams, lai saprastu, kas notiek ainā (mēs drīz redzēsim, ka tas ne vienmēr ir taisnība). Šis līdzsvars starp Image Sampler un DMC Sampler jums sākotnēji var nebūt skaidrs, taču tas ir galvenais. Ņemiet vērā, ka, palielinot attēla paraugu ņemšanas (AA) vērtību, V-Ray mēģina kompensēt, proporcionāli samazinot DMC parauga vērtību. Vēlāk, ja vēl neesi iemigusi, vari novērtēt DMC kalkulators, ko sarakstījusi šī raksta autore, kuru es tik cītīgi tulkoju 5:02 no rīta, gandrīz neizmantojot vārdnīcu =) Paldies Ivanovas 32. ģimnāzijai, kur saņēmu 8 angļu valodas stundas nedēļā.

Un tā, atgriezīsimies pie saviem papagaiļiem:

V-Ray renderēja tik forši, cik vien iespējams, taču mani satrauc milzīgais sarkano pikseļu skaits renderēšanas elementā SampleRate). Lūk, ko viņš mums saka:

"Es nevarēju saprast, kas notiek ainā, jo jūs mani stipri ierobežojāt trokšņa slieksnī. Es ilgu laiku izmantoju primāros paraugus tikai ar vienu sekundāro paraugu, taču tas man nesniedza pietiekami daudz informācijas par šīm jomām.

Ja skatāmies uz renderēšanu, mēs pamanīsim, ka, lai gan objekti (objektu malas) izskatās diezgan labi, attēlā joprojām ir daži trokšņaini apgabali, kuros ir ēnas un atspīdumi. Mums ir trokšņains bāzes renderējums, un mums ir divas iespējas, kā samazināt troksni, lai iegūtu vēlamo kvalitāti.

* 1. variants – palielināt AA Max Subdivs - lai V-Ray varētu labāk redzēt ainu, bet atkal tikai ar vienu sekundāro paraugu gaismai, GI un materiāliem.

* 2. iespēja — palielināt daudzumu Materiāli, apgaismojums un GI. Pastāstiet V-Ray saglabāt primāro paraugu skaitu, bet tā vietā ļaujiet tam izmantot vairāk sekundāro paraugu.

Ainas piemērs — 1. iespēja — AA MAX SUBDIVS vērtības palielināšana

---

Vispirms pamēģināsim tādā veidā, kā parasti izliekti vizualizatori, lai iegūtu mazāk trokšņainu renderēšanu.

• Mēs palielinām Image Sampler (AA) 1 min & 100max apakšgrupas.
• Mēs atstājam IP, GI un materiālus 8 apakšdiv.
• Pazeminiet trokšņa slieksni līdz 0.005 pateikt V-Ray, ka vēlamies renderēt bez trokšņa.

4. attēls. 1. variants — apakšnodaļu skaita palielināšana AA maks
1 min un 100 maksimāli apakšgrupas = attēlu paraugu ņemšanas ierīce (AA)
8 apakšgrupas = BC, GI un visi materiāli
0,005 = trokšņa slieksnis.

Noskaidrosim, kas notiek ar šiem iestatījumiem. Pēc šo iestatījumu iestatīšanas mēs V-Ray sakām:

“Es ļauju jums izmantot līdz 10 000 (100 pakāpju) primāro paraugu (AA) uz vienu pikseļu, lai saprastu, kas notiek ainā, un pēc iespējas samazinātu troksni pie noteiktā trokšņa sliekšņa. Bet katram primārajam paraugam varat izveidot tikai vienu sekundāro paraugu, lai saprastu, kas ir ainā ar gaismu, GI un materiāliem.

Mēs to atceramies, jo Katram IC, materiālam un GI ir 64 paraugi (8 apakšgrupas), V-Ray dala šo vērtību ar AA Max paraugiem. Lai gan vērtība ir 64 paraugi, tā tiek dalīta ar AA maksimāli 10 000 paraugiem (100 subdivs), kā rezultātā minimālais skaits ir tikai viens sekundārais paraugs gaismām, GI un materiāliem. (64 sekundārie paraugi / 10000 primārie paraugi = 1 sekundārais paraugs).

V-ray pabeidz attēla renderēšanu un saka:

"Es varēju izdomāt visu, kas notiek ainā, lai nodrošinātu jūsu norādītā attēla kvalitāti un skaidrību. Bet, lai pārbaudītu ainu, dažās vietās man bija jāizmanto pat 10 000 primāro paraugu ar 1 sekundāro paraugu gaismai, GI un materiāliem.

Mēs skatāmies uz 1. opciju un redzam, ka trokšņa līmenis ir ievērojami samazinājies, salīdzinot ar pamata renderēšanu. Renderēšanas laiks palielinājās līdz 11 min 44 mec (9,8 reizes ilgāks). Bet mums nav trokšņa. Lielākā daļa cilvēku šajā brīdī domā, ka tas ir labākais rezultāts, ko var iegūt, un, piemēram, tas ir gatavs.

Bet ko darīt, ja mēs aplūkojam 2. variantu, par kuru mēs runājām iepriekš? Neraugoties uz AA Max Subdiv pieaugumu, kas notiktu, ja tā vietā palielinātu subdiv vērtības IS, GI un Materiālos. Noskaidrosim.

Ainas piemērs — 2. iespēja — apakšnodaļu skaita palielināšana IS, GI un materiālos

---

Tagad izmēģināsim ko jaunu. Iestatīsim primāro paraugu vērtību tādu, kāda tā bija pamata iestatījumos, bet pievienosim sekundāros paraugus.

• Mēs atstājam Image Sampler (AA) pamata iestatījumus 1 min & 8max Subdivs.
• Mēs palielinām apakšnodaļu skaitu IP, GI un materiālu jomā 80 Apakšnodaļas katrs.
• Atstājiet trokšņa slieksni 0.01

5. attēls. 2. variants – entuziasma pilns skaits IS, GI un materiālos.
1 min un 8 maksimāli apakšgrupas = attēlu paraugu ņemšanas ierīce (AA)
80 apakšgrupas = gaismas, GI un materiāli katrs.
0,01 = trokšņa slieksnis.

Un tā, paskatīsimies, kas notiek otrajā variantā. Iestatot šādus renderēšanas parametrus, jūs V-Ray sakāt:

“Es ļauju jums izmantot līdz 64 (8 apakšgrupas) primārajiem paraugiem (AA) uz vienu pikseļu, lai saprastu, kas ir ainā, un līdz 100 sekundārajiem paraugiem.”

Atcerieties, ka GI, materiāli un gaisma ir 64 000 paraugu (80 apakšnodaļas). V-Ray automātiski sadala katru no šīm vērtībām, pamatojoties uz jūsu ainā iestatītajiem AA Max paraugiem. Un, neskatoties uz 64 000 paraugiem, tas ir sadalīts AA Max 64 paraugos (8 apakšnodaļās) un tikai 100 sekundārajos paraugos apgaismojumam, GI un materiāliem (katram). Sekundārie paraugi / 64 primārie paraugi = 100 sekundārie paraugi).

V-Ray pabeidz renderēšanu un saka:

“Es varētu pateikt, kas notiek ainā, pamatojoties uz jūsu iestatīto trokšņu sliekšņa kvalitātes līmeni. Patiesībā lielāko daļu laika man bija jāizmanto visi 64 primārie paraugi uz vienu pikseļu. Un 100 sekundārie paraugi gaismai, materiāliem un GI."

Redzam, ka troksnis ir pazudis, bet renderēšanas laiks ir palielinājies par 4,5 reizēm (4m 38s), salīdzinot ar bāzes renderēšanu.

Taču, ja salīdzinām ar 1. opciju, redzam, ka 2. iespēja sniedza mums tīrākus rezultātus un tika atveidota 2,2 reizes ātrāk.

06. attēls. 1. iespēja kreisajā pusē un 2. iespēja labajā pusē. Zemāk ir 4 reizes palielināts attēls, lai labāk redzētu trokšņa atšķirību.

Kāpēc ir tā, ka? Kāpēc palielināt DMC Sampler iestatījumus (gaismas/GI/subdiv materiāli) ir labāk nekā palielināt Sampler (AA)? Rezultāts ir ātrāka un tīrāka renderēšana.

Kā darbojas optimizācija

---

Bāzes renderējumā redzam, ka objekta malas izskatās labi, troksnis galvenokārt ir atspulgos un ēnās. Ja atceraties, ko mēs mācījām iepriekš: “Primārie paraugi (AA) ir izveidoti, lai “izpētītu” ainas galveno ģeometriju, faktūras, DOF un kustības izplūšanu ainā. Savukārt sekundārie paraugi “pārbauda” GI, gaismu, materiālus un ēnas.

Tāpēc, lai atbrīvotos no trokšņa, izvēlēties starp 1. un 2. variantu nav viegls uzdevums. Kāpēc izmantot skrūvgriezi, lai veiktu āmura darbu? Image Sampler (AA) jau ir paveicis to, kam tas bija paredzēts – padarījis ģeometriskās detaļas (objektu malas) tīras un klusas. Tāpēc tā vietā, lai uzņemtu virkni papildu primāro paraugu (AA) ainā, lai noņemtu troksni, labāk ir pievienot paraugus DMC paraugu ņemšanas ierīcei (gaismas/GI/materiālu apakšgrupas), ļaujiet tam darīt to, kam tas ir paredzēts — noņemiet troksni. ēnās, apgaismojums, GI, atspulgi un refrakcijas. Lūk, mūsu atbilde!

Tagad mēs varam redzēt, kāpēc "Universālie V staru iestatījumi" 1 min un 100 maksimāli AA parasti nebūs visefektīvākā ainas renderēšanas metode — patiesībā tā nekad nebija paredzēta kā visefektīvākā metode! V-Ray universālie iestatījumi tika izstrādāti, lai padarītu V-Ray pieejamu un vienkāršu lietotājiem, kuriem nerūp optimizācija un kuri neuztraucas par to, kā V-Ray darbojas zem pārsega. Tas ir tikai veids, kā V-Ray ieslēgt autopilotu. Tas ļauj lietotājam kontrolēt visu renderēšanas kvalitāti, pielāgojot tikai vienu parametru - trokšņa slieksni. Ja renderējumā ir pārāk daudz trokšņu, vienkārši pazeminiet trokšņa slieksni, un V-Ray turpinās aktivizēt primāros paraugus (AA), līdz beidzot sasniegs trokšņa slieksni.

Bet mēs varam vēl vairāk optimizēt 2. variantu! No 5 min 58s pirms tam 4 minūtes 53 s. Ar nelielu trokšņa pieaugumu.

07. attēls. Opcija Nr. 1. Kreisajā pusē un opcija Nr. 2 Renderējums ir vēl vairāk optimizēts - labajā pusē. Renderēšanas ātrums palielināts par 2,7x!

Šeit ir vēl viens optimizācijas piemērs, šoreiz vairāk koncentrējoties uz ainas veiktspēju.
Tiek uzskatīts, ka optimizētā renderēšana (pa labi) ir gandrīz par 351 TP3 T ātrāka nekā vispārīgie renderēšanas iestatījumi (pa kreisi), vienlaikus samazinot troksni un uzlabojot renderēšanas kvalitāti. Ņemiet vērā arī to, kā atspīdumi ir kļuvuši precīzāki - pamanāmi uz grīdas gaiteņa beigās.

08. attēls. “Universālie V staru iestatījumi” kreisajā pusē un optimizētais renderējums labajā pusē.

Turpinājums sekos…