Comentario de 2023: deja de sufrir con 3ds Max, es por eso. El siguiente es el artículo original.

En esta lección profundizaremos en las locuras de V-Ray y analizaremos sus configuraciones más sutiles para aprender a optimizar el renderizado y obtener una imagen de alta calidad en menos tiempo.

Introducción

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Este tutorial está diseñado para cubrir y explicar todo el proceso de optimización de la configuración de V-Ray para producir renderizados de alta calidad en menos tiempo.

A menudo existe mucha confusión en torno al término muestreo V-Ray y cuáles son las configuraciones "ideales". La mayoría de los renderizadores crean una "Configuración universal de V-Ray" en la que configuran el Image Sampler (Anti-Aliasing o AA) Max subdivs a un valor muy alto, alrededor de 50 o incluso 100, luego simplemente reducen el valor del umbral de ruido hasta que se renderiza. está lo suficientemente limpio, pensando que esta es la mejor manera de conseguir la relación calidad/velocidad óptima. Pero con un poco de comprensión de lo que hay detrás de V-Ray y cómo funciona realmente, puedes obtener mejores imágenes en menos tiempo de renderizado. El método que describiré en este artículo, en comparación con el más común que describí anteriormente, en algunas escenas puede ahorrarle tiempo de renderizado de 3 a 13 veces.

Bueno, primero veamos algunas cosas básicas sobre cómo funcionan el renderizado y el muestreo de V-Ray. A continuación, pasaremos a una escena específica para demostrar cómo optimizar el renderizado para que sea más rápido, mejor y más nítido. Luego aprenderemos a identificar los diferentes tipos de ruido que puede haber en una escena. Y al final, te mostraré un procedimiento paso a paso para optimizar cualquier escena y conseguir el equilibrio perfecto entre calidad y velocidad.

Si ya sabe cómo funciona V-Ray, haga clic aquí para ir directamente al procedimiento de optimización paso a paso.

RAYTRACING (trazado de rayos)

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Cuando comienza el renderizado, la cámara dispara rayos hacia la escena para recopilar información sobre la geometría de la escena, que será visible en la imagen final. Estos rayos se dirigen lejos de la cámara y se llaman Rayos primarios (A veces Camera Rays o Eye Rays) y se configuran en Muestra de imágenes (también conocido como Anti-Aliasing o AA).

Mientras el rayo primario intersecta la geometría de la escena, se disparan rayos adicionales desde estos puntos de intersección hacia otras áreas de la escena para obtener información sobre iluminación, sombras, iluminación indirecta (GI), reflejos, refracciones, dispersión del subsuelo (SSS), etc. rayos adicionales se llaman Rayos secundarios y configurado en V-Ray Muestra DMC.

Figura 1. Un diagrama de trazado de rayos simplificado: los rayos primarios se disparan desde la cámara hacia la escena, se cruzan con los objetos de la escena y propagan los rayos secundarios a otras partes de la escena.

De ahora en adelante nos referiremos a “Rayos” como “Muestras”, porque el propósito de un rayo (Ray) es obtener información sobre la escena “Muestra”. Rayos = Muestras.

Para comprender lo que sucede en la escena, es necesario publicar un montón de muestras primarias y secundarias. Cuanto más Muestras, cuanta más información reciba V-Ray sobre la escena, mayor será la calidad del renderizado y menos contendrá. ruido. Como se puede ver, El ruido es la razón de la falta de información sobre la escena.. Si hay ruido en la escena, entonces V-Ray no tuvo la oportunidad de recopilar suficiente información sobre la escena. En resumen: Para eliminar el ruido necesitas darle más información a V-Ray, y para darle al renderizador más información sobre la escena necesitas aumentar el valor de las Muestras.

Número de Muestras Primarias, reguladas por valores Subdivisiones mínimas, Subdivisiones máximas, Y Umbral de color en las opciones de Muestra de imágenes. El número de muestras secundarias está controlado por el valor Subdivisiones individualmente en cada fuente de luz, IG, material y entornos Umbral de ruido Valor del muestreador DMC. (El umbral de ruido en maya se llama umbral adaptativo)

Entonces, repitamos los términos básicos:

Rayo = Muestra

Muestras primarias = muestras personalizadas por Image Sampler de V-Ray (también conocido como Anti-Aliasing o AA), diseñadas para determinar la geometría de la escena y recopilar información como texturas, profundidad de campo (DOF) y desenfoque de movimiento).

Muestras secundarias = muestras personalizables por DMC Sampler de V-Ray, diseñadas para recopilar información sobre iluminación, GI, sombras, reflejos, refracciones y SSS.

Ruido = ruido o falta de información

Subdivs = raíz cuadrada del número real de muestras. Subdivisiones^2 = Muestras. Ejemplo: 8 subdivisiones = 64 muestras. (8^2 = 64)

En este tutorial veremos cuál es la mejor manera de utilizar estas muestras primarias y secundarias para obtener una imagen sin ruido en un corto período de tiempo.

Definición EL ELEMENTO DE RENDERIZACIÓN DE MUESTRA

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El elemento de renderizado SampleRate es una de las herramientas más importantes que utilizaremos para optimizar el renderizado. Esta es la forma en que V-Ray nos muestra qué está haciendo el Image Sampler (AA) en un píxel en particular. Lo hace marcando cada píxel con un color correspondiente al número de Muestras Primarias (AA) que contiene. Esta imagen se puede ver en el elemento de renderizado SampleRate)

*El color azul significa una pequeña cantidad de muestras primarias (AA) en este píxel.

*El color verde significa el número promedio de Muestras Primarias (AA) en este píxel.

*El color rojo significa una gran cantidad de muestras primarias (AA) en este píxel.

Figura 2. El elemento de renderizado SampleRate (derecha) muestra cuántas muestras primarias se usaron en cada píxel de renderizado (izquierda)

Entonces, para una escena con Image Sampler (AA) 1 min y 10 subdivisiones máximas (1 min y 100 max muestras primarias):

*El color azul significa 1 muestra primaria (AA) en este píxel.

*El color verde significa 50 muestras primarias (AA) en este píxel.

*El color rojo significa 100 muestras primarias (AA) en este píxel.

Y, para una escena con Image Sampler (AA) 1 min y 100 subdivisiones máximas (1 min y 10000 max muestras primarias):

*El color azul significa 1 muestra primaria (AA) en este píxel.

*El color verde significa 5000 muestras primarias (AA) en este píxel.

*El color rojo significa 10000 muestras primarias (AA) en este píxel.

Ejemplo de escena: ¿cómo funciona V-RAY?

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En este tutorial trabajaremos con una escena simple que consta de: un plano con varias esferas, varios materiales simples diferentes (incluidos reflejos difusos, brillantes, refracción brillante y SSS), dos luces de área y una luz de techo con HDRI. GI habilitado en modo Brute Force + Light Cache. Puedes descargar este archivo Aquí.

Comenzaremos con la configuración básica de renderizado con los siguientes valores:

• Muestra de imagen (AA) = Subdivisiones de 1 min y 8 máx..
• Luces, GI y materiales, todo 8 subdivisiones.
• Umbral de ruido s= 0.01.
• También dejamos todas las demás configuraciones por defecto.

Figura 3. Render básico.
Subdivisiones de 1 min y 8 máx = Muestra de imágenes (AA)
8 Subdivisiones = Luces, GI y todos los materiales.

Ahora echemos un vistazo más de cerca a lo que sucede durante un renderizado básico. A través de la configuración de renderizado, le dices al renderizado:

“Te permito usar hasta 64 (8 Subdivs) Muestras Primarias (AA) en cada píxel para que entiendas lo que sucede allí en la escena y no hagas tanto ruido como el umbral de ruido te permite... Pero para cada De estas muestras primarias, puedes crear solo 1 muestra secundaria para comprender lo que hay en términos de luz, sombras, IG y materiales”.

Quizás se pregunte: “Espera, ¿solo una muestra secundaria para luz, GI y todos los materiales? ¡Sí, conduces! Debería haber 64 muestras (8 subdivisiones), ¿no especificamos tantas? Bueno, es importante tener en cuenta que los IC (luces), GI y materiales tienen un valor de 64 muestras (8 subinmersiones) cada uno; V-Ray divide este valor por las muestras máximas de AA en su escena. A pesar del valor de 64 Muestras para luces y materiales, debes tener en cuenta que este valor se divide por el valor de AA Max = 64 Muestras (8 Subdivs), lo que da como resultado solo una Muestra Secundaria para luces, GI y materiales. (64 Muestras Secundarias / 64 Muestras Primarias = 1 Muestra Secundaria).

La razón por la que V-Ray hace esto es por la fórmula interna que ha establecido para mantener estos dos valores en equilibrio. La lógica de los desarrolladores es la siguiente: cuantas más muestras primarias, proporcionalmente menos muestras secundarias se necesitan para comprender lo que sucede en la escena (pronto veremos que esto no siempre es cierto). Es posible que este acto de equilibrio entre Image Sampler y DMC Sampler no le resulte claro al principio, pero ese es el punto. La conclusión es que cuando aumenta el valor del Image Sampler (AA), V-Ray intenta compensar disminuyendo proporcionalmente el valor del DMC Sampler. Más tarde, si aún no te has dormido, puedes evaluar Calculadora DMC, que fue escrito por el autor de este artículo, que traduje con tanta diligencia a las 5:02 de la mañana, casi sin usar un diccionario =) Gracias al gimnasio número 32 en Ivanovo, donde recibía 8 lecciones de inglés por semana.

Y así, volvamos a nuestros loros:

V-Ray renderizó lo mejor que pudo, pero estoy alarmado por la gran cantidad de píxeles rojos en el elemento de renderizado SampleRate). Esto es lo que nos dice:

“No pude entender lo que estaba sucediendo en la escena porque me limitaste severamente en el umbral de ruido. Utilicé muestras primarias con solo una muestra secundaria durante mucho tiempo, pero no me dio suficiente información sobre estas áreas".

Si miramos el render, notaremos que si bien los objetos (los bordes de los objetos) se ven bastante bien, todavía hay algunas áreas ruidosas en la imagen donde hay sombras y reflejos. Tenemos un renderizado base ruidoso y tenemos dos opciones para reducir el ruido y obtener la calidad que queremos.

* Opción 1 - aumentar Subdivisiones máximas AA - para que V-Ray pueda ver mejor la escena, pero nuevamente con solo una muestra secundaria para luz, GI y materiales.

* Opción 2 - Aumentar cantidad Subdivisiones en materiales, iluminación y GI. Dígale a V-Ray que mantenga la cantidad de muestras primarias, pero que en su lugar le permita usar más muestras secundarias.

Ejemplo de escena: opción 1: aumentar el valor de AA MAX SUBDIVS

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Bueno, intentémoslo primero, de la forma que suelen hacer los visualizadores torcidos para obtener un renderizado menos ruidoso.

• Aumentamos Image Sampler (AA) 1 minuto & 100 subdivisiones máximas.
• Dejamos IP, IG y materiales en 8 subdivisiones.
• Reduzca el umbral de ruido a 0.005 para decirle a V-Ray que queremos renderizar sin ruido.

Figura 4. Opción 1: aumentar el número de subdivisiones en AA Max
Subdivisiones de 1 min y 100 máx = Muestra de imágenes (AA)
8 Subdivisiones = BC, GI y todos los materiales
0,005 = Umbral de ruido.

Averigüemos qué sucede con estas configuraciones. Una vez establecidas estas configuraciones, le decimos a V-Ray:

“Te permito usar hasta 10.000 (100 subdivisiones) muestras primarias (AA) por píxel para comprender lo que sucede en la escena y minimizar el ruido tanto como sea posible en un umbral de ruido determinado. Pero, para cada muestra primaria, solo puedes crear una muestra secundaria para poder comprender qué hay en la escena con luz, IG y materiales”.

Lo recordamos porque Cada IC, material y GI tiene 64 muestras (8 subdivisiones), V-Ray divide este valor por AA Max Samples. Aunque el valor es 64 muestras, se divide entre AA Max 10 000 muestras (100 subdivisiones), lo que da como resultado un número mínimo de solo una muestra secundaria para luces, GI y materiales. (64 muestras secundarias / 10000 muestras primarias = 1 muestra secundaria).

V-ray termina de renderizar la imagen y dice:

“Pude entender todo lo que estaba sucediendo en la escena por la calidad y claridad de la imagen que especificaste. Pero para probar la escena, en algunos lugares tuve que usar hasta 10.000 muestras primarias con 1 muestra secundaria para luz, GI y materiales”.

Observamos la Opción 1 y vemos que la cantidad de ruido ha disminuido significativamente en comparación con el renderizado base. El tiempo de renderizado aumentó a 11 min 44 mec (9,8 veces más). Pero no tenemos ruido. La mayoría de la gente en este punto pensará que este es el mejor resultado que se puede obtener y que está listo.

Pero ¿y si nos fijamos en la opción 2, de la que hablamos antes? A pesar de aumentar las subdivisiones máximas de AA, ¿qué pasaría si en lugar de eso aumentaramos los valores de subdivisiones en IS, GI y Materiales? Vamos a averiguar.

Ejemplo de escena - opción 2 - aumentar el número de subdivisiones en IS, GI y materiales

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Ahora probemos algo nuevo. Establezcamos el valor de Muestras primarias al que estaba en la configuración básica, pero agreguemos Muestras secundarias.

• Dejamos Image Sampler (AA) en la configuración básica 1 minuto & 8max subdivisiones.
• Aumentamos el número de subdivisiones en IP, IG y materiales para 80 subdivisiones cada.
• Dejar el umbral de ruido 0.01

Figura 5. Opción 2: número entusiasta de subdivisiones en IS, GI y materiales.
Subdivisiones de 1 min y 8 máx = Muestra de imágenes (AA)
80 Subdivisiones = Luces, GI y Materiales cada una.
0,01 = Umbral de ruido.

Entonces, veamos qué sucede en la segunda opción. Al configurar parámetros de renderizado como este, le estás diciendo a V-Ray:

"Te permito usar hasta 64 (8 subdivisiones) muestras primarias (AA) por píxel para comprender qué hay en la escena y hasta 100 muestras secundarias".

Recuerde que GI, materiales y luz son 64.000 muestras (80 subdivisiones) cada uno. V-Ray divide automáticamente cada uno de estos valores según las muestras AA Max establecidas en su escena. Y a pesar de 64.000 muestras, se divide en AA Max 64 muestras (8 subdivisiones) y sólo 100 muestras secundarias para luces, GI y materiales (cada una). Muestras secundarias / 64 muestras primarias = 100 muestras secundarias).

V-Ray termina de renderizar y dice:

“Podía saber qué estaba pasando en la escena según el nivel de calidad del umbral de ruido que establecieras. De hecho, la mayor parte del tiempo tuve que usar las 64 muestras primarias por píxel. Y 100 muestras secundarias para luz, materiales y GI".

Vemos que el ruido ha desaparecido, pero el tiempo de renderizado ha aumentado 4,5 veces (4m 38s) en comparación con el renderizado base.

Pero si comparamos con la opción 1, vemos que la opción 2 nos dio resultados más limpios y renderizó 2,2 veces más rápido.

Figura 06. Opción 1 a la izquierda y opción 2 a la derecha. A continuación se muestra una imagen ampliada 4 veces para ver mejor la diferencia de ruido.

¿Porqué es eso? ¿Por qué es mejor aumentar la configuración del DMC Sampler (luces/GI/materiales subdivs) que aumentar el Sampler (AA)? El resultado es un renderizado más rápido y limpio.

Cómo funciona la optimización

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En el render base vemos que los bordes del objeto se ven bien, el ruido está principalmente en reflejos y sombras. Si recuerdas lo que enseñamos antes: “Las muestras primarias (AA) se crean para “sondear” la geometría principal de la escena, las texturas, el DOF y el desenfoque de movimiento en la escena. Mientras que las muestras secundarias “sondean” GI, luz, materiales y sombras”.

Y así, para deshacerse del ruido, elegir entre la opción 1 y 2 no es tarea fácil. ¿Por qué utilizar un destornillador para hacer el trabajo de un martillo? Image Sampler (AA) ya ha hecho aquello para lo que fue diseñado: hacer que los detalles geométricos (los bordes de los objetos) sean limpios y silenciosos. Entonces, en lugar de disparar un montón de muestras primarias (AA) adicionales en la escena para eliminar el ruido, es mejor agregar muestras al DMC Sampler (luces/GI/Subdivs de material), dejar que haga para lo que fue diseñado: eliminar el ruido. en las sombras, iluminación, GI, reflejos y refracciones. ¡Aquí está nuestra respuesta!

Ahora podemos ver por qué las "Configuraciones universales de rayos V" de 1 min y 100 max AA generalmente no serán el método más eficiente para renderizar una escena; de hecho, ¡nunca se pretendió que fuera el método más eficiente! Las configuraciones universales de V-Ray fueron diseñadas para hacer que V-Ray sea accesible y fácil para los usuarios que no se preocupan por la optimización y no se preocupan por cómo funciona V-Ray bajo el capó. Es sólo una forma de poner a V-Ray en piloto automático. Esto permite al usuario controlar toda la calidad de la renderización ajustando un solo parámetro: el umbral de ruido. Si hay demasiado ruido en el renderizado, simplemente baje el umbral de ruido y V-Ray seguirá disparando muestras primarias (AA) hasta que finalmente alcance el umbral de ruido.

¡Pero podemos optimizar aún más la opción 2! De 5min 58s antes 4min 53s. Con un ligero aumento del ruido.

Figura 07. Opción No. 1. A la izquierda, y Opción No. 2 El renderizado está optimizado aún más, a la derecha. ¡La velocidad de renderizado aumentó 2,7 veces!

Aquí hay otro ejemplo de optimización, esta vez más centrado en el rendimiento de la escena.
Se dice que la renderización optimizada (derecha) es casi 35% más rápida que la configuración de renderización genérica (izquierda), al tiempo que reduce el ruido y mejora la calidad de la renderización. Observe también cómo los reflejos se han vuelto más precisos, visibles en el suelo hacia el final del pasillo.

Figura 08. “Configuración de Universal V Ray” a la izquierda y renderizado optimizado a la derecha.

Continuará…