Kommentaar aastast 2023 – lõpetage 3ds Maxiga kannatamine, sellepärast. Järgmine on originaalartikkel

Selles õppetükis süveneme V-Ray loodusesse ja analüüsime selle kõige peenemaid sätteid, et õppida, kuidas optimeerida renderdamist ja saada kvaliteetset pilti lühema ajaga.

Sissejuhatus

---

Selle õpetuse eesmärk on hõlmata ja selgitada kogu V-Ray sätete optimeerimise protsessi, et toota kvaliteetseid renderdusi lühema ajaga.

Sageli on palju segadust mõiste V-Ray diskreetimine ja "ideaalsete" sätete ümber. Enamik renderdajaid loovad universaalsed V-Ray sätted, milles nad seavad Image Sampleri (Anti-Aliasing või AA) maksimaalse alasukeldumise väga kõrgele väärtusele, umbes 50 või isegi 100, seejärel alandavad lihtsalt müra läviväärtust kuni renderdamiseni. on piisavalt puhas, arvates, et see on parim viis optimaalse kvaliteedi/kiiruse suhte saavutamiseks. Kuid kui mõistate veidi, mis on V-Ray kapoti all ja kuidas see tegelikult töötab, saate paremaid pilte lühema renderdusajaga. Selles artiklis kirjeldatav meetod, võrreldes ülalkirjeldatud kõige tavalisema meetodiga, võib mõnes stseenis teie renderdusaega 3–13 korda säästa.

Noh, kõigepealt vaatame mõningaid põhiasju selle kohta, kuidas renderdamine ja V-Ray diskreetimine töötavad. Järgmisena liigume edasi konkreetse stseeni juurde, et näidata, kuidas optimeerida renderdamist kiiremaks, paremaks ja teravamaks. Seejärel õpime tuvastama erinevat tüüpi müra, mis stseenis esineda võib. Ja lõpus näitan teile samm-sammult protseduuri mis tahes stseeni optimeerimiseks, et saavutada täiuslik tasakaal kvaliteedi ja kiiruse vahel.

Kui teate juba, kuidas V-Ray töötab, klõpsake siin, et liikuda otse samm-sammult optimeerimise protseduuri juurde.

RAYTRACING (kiirte jälgimine)

---

Kui renderdamine algab, lastakse kaamerast stseeni kiired, et koguda teavet stseeni geomeetria kohta, mis on nähtav lõplikul pildil. Need kiired on suunatud kaamerast eemale ja kutsutakse Primaarsed kiired (Mõnikord Camera Rays või Eye Rays) ja on konfigureeritud Pildi proovivõttur (tuntud ka kui Anti-aliasing või AA).

Kui esmane kiir lõikub stseeni geomeetriaga, lastakse nendest lõikepunktidest stseeni teistesse piirkondadesse lisakiiri, et saada teavet valgustuse, varjude, kaudse valgustuse (GI), peegelduste, murdumise, pinnaaluse hajumise (SSS) jne kohta. nimetatakse täiendavaid kiiri Sekundaarsed kiired ja konfigureeritud V-Ray's DMC proovivõttur.

Joonis 1. Lihtsustatud kiirjälgimise diagramm: esmased kiired lastakse kaamerast stseeni, ristuvad stseeni objektidega ja levitavad sekundaarsed kiired stseeni teistesse osadesse.

Edaspidi nimetame "Kiiri" kui "proove", sest kiire (Ray) eesmärk on saada teavet "Sample" stseeni kohta. Kiired = proovid.

Et mõista, mis stseenis toimub, peate välja andma hulga esmaseid ja sekundaarseid näidiseid. Rohkem Näidised, mida rohkem V-Ray saab stseeni kohta teavet, vastavalt, seda kvaliteetsem on renderdus ja seda vähem see sisaldab müra. Nagu sa näed, sündmuskoha kohta teabe puudumise põhjuseks on müra. Kui sündmuskohal on müra, siis ei olnud V-Rayl võimalust sündmuskoha kohta piisavalt infot koguda. Kokkuvõtteks: Müra eemaldamiseks peate andma V-Rayle rohkem teavet ja renderdajale stseeni kohta rohkem teavet andma näidiste väärtust suuremaks.

Esmaste proovide arv, reguleeritud väärtustega Min subdivsid, Max subdiivid, Ja Värvi lävi suvandites Image Sampler. Sekundaarsete proovide arvu juhib väärtus Subdiivid eraldi iga valgusallika, GI, materjali ja seadete puhul Müralävi DMC proovivõtturi väärtus. (Müralävi Maya keeles nimetatakse adaptiivseks läveks)

Niisiis, kordame põhitermineid:

Ray = näidis

Primary Samples = proovid, mis on kohandatud V-Ray Image Sampleriga (tuntud ka kui Anti-Aliasing või AA), mis on loodud stseeni geomeetria määramiseks ja teabe, näiteks tekstuuride, teravussügavuse (DOF) ja liikumise hägususe kogumiseks.

Sekundaarsed proovid = V-Ray DMC Sampleriga kohandatavad proovid, mis on loodud teabe kogumiseks valgustuse, GI, varjude, peegelduste, murdumise ja SSS-i kohta

Müra = müra või teabe puudumine

Subdivs = proovide tegeliku arvu ruutjuur. Subdivs^2 = Näidised. Näide: 8 alajaotust = 64 proovi. (8^2 = 64)

Selles õpetuses vaatleme, kuidas neid esmaseid ja sekundaarseid näidiseid kõige paremini kasutada, et saada lühikese aja jooksul müravaba pilt.

Definitsioon PROOVIDE RENDERERIMISELEMENT

---

Renderduselement SampleRate on üks olulisemaid tööriistu, mida renderduse optimeerimiseks kasutame. See on V-Ray viis, kuidas näidata meile, mida Image Sampler (AA) konkreetse piksli juures teeb. See teeb seda, märgistades iga piksli värviga, mis vastab selles sisalduvate esmaste näidiste (AA) arvule. Seda pilti saab vaadata renderduselemendis SampleRate)

*Sinine värv tähendab väikest kogust esmaseid näidiseid (AA) selles pikslis.

*Roheline värv tähendab primaarsete näidiste (AA) keskmist arvu selles pikslis.

*Punane värv tähendab suurt hulka esmaseid näidiseid (AA) selles pikslis.

Joonis 2. Renderduselement SampleRate (paremal) näitab, kui palju esmaseid näidiseid kasutati igas renderduspikslis (vasakul)

Nii et stseeni jaoks koos Image Sampleriga (AA) 1 min ja 10 max subdivs (1 min ja 100 max primary Samples):

*Sinine värv tähendab 1 primaarset näidist (AA) selles pikslis.

*Roheline värv tähendab 50 esmast näidist (AA) selles pikslis.

*Punane värv tähendab 100 esmast näidist (AA) selles pikslis.

Ja stseeni jaoks koos Image Sampleriga (AA) 1 min ja 100 max subdivs (1 min ja 10000max esmased proovid):

*Sinine värv tähendab 1 primaarset näidist (AA) selles pikslis.

*Roheline värv tähendab 5000 esmast näidist (AA) selles pikslis.

*Punane värv tähendab 10 000 esmast näidist (AA) selles pikslis.

Stseeni näide – kuidas V-RAY töötab?

---

Selles õpetuses töötame lihtsa stseeniga, mis koosneb: tasapinnast, millel on mitu sfääri, mitmest erinevast lihtsast materjalist (sh hajus, läikiv peegeldus, läikiv murdumine ja SSS), kaks ala valgust ja HDRI-ga kuppel. GI on lubatud Brute Force + Light Cache režiimis. Saate selle faili alla laadida Siin.

Alustame põhiliste renderdusseadetega järgmiste väärtustega.

• Image Sampler (AA) = 1 min ja 8 max subdivs.
• Tuled, GI ja materjalid 8 alamdiivi.
• Müralävi s= 0.01.
• Jätame ka kõik muud sätted vaikeseadeteks.

Joonis 3. Põhirenderdus.
1 min ja 8 max subdivs = Image Sampler (AA)
8 Subdivs = tuled, GI ja kõik materjalid

Vaatame nüüd põhjalikumalt, mis põhirenderduse ajal juhtub. Renderdusseadete kaudu ütlete renderdajale:

"Ma luban teil kasutada igas pikslis kuni 64 (8 alajaotust) primaarset näidist (AA), et saaksite aru, mis seal stseenis toimub ja ei teeks nii palju müra, kui müralävi lubab... Aga iga jaoks Nendest esmastest proovidest saate luua ainult ühe sekundaarse proovi, et mõista, mis on valguse, varjude, GI ja materjalide osas.

Teil võib tekkida küsimus: „Oota, ainult üks sekundaarne proov valguse, GI ja kõigi materjalide jaoks? Jah, sa sõidad! Peaks olema 64 proovi (8 alajaotust), kas me ei täpsustanud nii palju?” Noh, on oluline märkida, et IC-de (valgustite), GI-de ja materjalide väärtus on igaühel 64 proovi (8 alamsukeldumist) – V-Ray jagab selle väärtuse teie stseeni AA maksimaalsete näidiste arvuga. Vaatamata valguste ja materjalide 64 proovi väärtusele, peaksite meeles pidama, et see väärtus jagatakse väärtusega AA Max = 64 Samples (8 Subdivs), mille tulemuseks on ainult üks sekundaarne proov tulede, GI ja materjalide jaoks. (64 sekundaarset proovi / 64 esmast proovi = 1 sekundaarne proov).

Põhjus, miks V-Ray seda teeb, on sisemise valemi tõttu, mille ta on seadnud nende kahe väärtuse tasakaalus hoidmiseks. Arendajate loogika on järgmine: mida rohkem on esmaseid näidiseid, seda proportsionaalselt vähem on vaja sekundaarseid näidiseid, et mõista, mis stseenis toimub (peagi näeme, et see pole alati tõsi). See tasakaalustus Image Sampleri ja DMC Sampleri vahel ei pruugi teile esialgu selge olla, kuid see on asja mõte. Võttes on see, et kui suurendate Image Sampleri (AA) väärtust, proovib V-Ray seda kompenseerida, vähendades proportsionaalselt DMC Sampleri väärtust. Hiljem, kui pole veel magama jäänud, saab hinnata DMC kalkulaator, mille on kirjutanud selle artikli autor, mida ma nii usinalt tõlgin kell 5:02 hommikul, peaaegu ilma sõnaraamatut kasutamata =) Tänud Ivanovo 32. gümnaasiumile, kus sain nädalas 8 inglise keele tundi.

Ja nii, pöördume tagasi oma papagoide juurde:

V-Ray renderdati nii lahedalt kui võimalik, kuid mind teeb ärevaks SampleRate'i renderduselemendi tohutu hulk punaseid piksleid). Seda ütleb ta meile:

„Ma ei saanud aru, mis stseenis toimus, sest sa piirasid mind tõsiselt müralävega. Kasutasin pikka aega primaarseid proove ainult ühe sekundaarse prooviga, kuid see ei andnud mulle nende piirkondade kohta piisavalt teavet.

Kui vaatame renderdust, märkame, et kuigi objektid (objektide servad) näevad üsna head välja, on pildil siiski mõned mürarikkad alad, kus on varje ja peegeldusi. Meil on mürarikas põhirenderdus ja meil on kaks võimalust müra vähendamiseks soovitud kvaliteedi saavutamiseks.

* 1. võimalus – suurendamine AA Max Subdivs - et V-Ray näeks stseeni paremini, kuid jällegi ainult ühe sekundaarse näidise valguse, GI ja materjalide jaoks.

* Valik 2 – suurenda kogust Materjalid, valgustus ja GI. Öelge V-Rayle, et ta säilitaks esmaste proovide arvu, kuid lubage tal kasutada rohkem sekundaarseid proove.

Stseeni näide – valik 1 – AA MAX SUBDIVS väärtuse suurendamine

---

Noh, proovime kõigepealt nii, nagu tavaliselt teevad kõverad visualiseerijad, et saada vähem müra tekitavat renderdust.

• Suurendame Image Sampler (AA) 1 min & 100 max subdiivi.
• Jätame IP, GI ja materjalid sisse 8 alamdiivi.
• Langetage müralävi väärtusele 0.005 öelda V-Rayle, et tahame renderdada ilma mürata.

Joonis 4. Valik 1 – alajaotuste arvu suurendamine AA Max
1 min ja 100 max subdivs = Image Sampler (AA)
8 alajaotust = BC, GI ja kõik materjalid
0,005 = müralävi.

Mõelgem välja, mis nende sätetega juhtub. Pärast nende sätete määramist ütleme V-Rayle:

"Ma luban teil kasutada kuni 10 000 (100 alajaotust) esmast näidist (AA) piksli kohta, et mõista, mis stseenis toimub, ja minimeerida müra nii palju kui võimalik antud müraläve juures. Kuid iga esmase proovi jaoks saate luua ainult ühe sekundaarse proovi, et mõista, mis valguse, GI ja materjalidega stseenis on.

Me mäletame seda, sest Igal IC-l, materjalil ja GI-l on 64 proovi (8 alamjaotust), V-Ray jagab selle väärtuse AA maksimaalsete proovidega. Kuigi väärtus on 64 proovi, jagatakse see AA max 10 000 prooviga (100 alajaotust), mille tulemuseks on minimaalne arv, vaid üks sekundaarne proov tulede, GI ja materjalide jaoks. (64 sekundaarset proovi / 10 000 esmast proovi = 1 sekundaarne proov).

V-ray lõpetab pildi renderdamise ja ütleb:

„Teie määratud pildi kvaliteedi ja selguse huvides sain aru kõigest, mis stseenis toimus. Kuid stseeni testimiseks pidin mõnes kohas valguse, GI ja materjalide jaoks kasutama kuni 10 000 esmast proovi koos 1 sekundaarse prooviga.

Vaatame 1. varianti ja näeme, et müra hulk on võrreldes põhirenderdusega oluliselt vähenenud. Renderdusaeg pikenes 11 min 44 mec-ni (9,8 korda pikem). Aga meil pole müra. Enamik inimesi arvab sel hetkel, et see on parim tulemus, mida on võimalik saada ja et see on nagu valmis.

Aga mis siis, kui vaatame 2. varianti, millest me varem rääkisime? Vaatamata AA Max Subdiv'ide suurenemisele, mis juhtuks, kui suurendaksime selle asemel IS, GI ja Materjalide subdiv väärtusi. Uurime välja.

Stseeni näide – variant 2 – alajaotuste arvu suurendamine IS-is, GI-s ja materjalides

---

Nüüd proovime midagi uut. Seadke Primary Samples väärtuseks see, mis see oli põhiseadetes, kuid lisage Secondary Samples.

• Jätame Image Sampleri (AA) põhiseadetele 1 min & 8 max subdiivi.
• Suurendame IP, GI ja materjalide alajaotuste arvu 80 allüksused iga.
• Jätke müralävi 0.01

Joonis 5. Variant 2 – entusiastlik arv alajaotisi IS-is, GI-s ja materjalides.
1 min ja 8 max subdivs = Image Sampler (AA)
80 alajaotust = valgustid, GI ja materjalid.
0,01 = müralävi.

Ja nii, vaatame, mis juhtub teises variandis. Sellise renderdusparameetrite määramisega annate V-Rayle teada:

"Ma luban teil kasutada kuni 64 (8 alajaotust) esmast näidist (AA) piksli kohta, et mõista, mis stseenis on, ja kuni 100 sekundaarset näidist."

Pidage meeles, et GI, materjalid ja valgus on 64 000 näidist (80 alajaotust). V-Ray jagab kõik need väärtused automaatselt teie stseenis seatud AA Max proovide põhjal. Ja vaatamata 64 000 proovile on see jagatud AA Max 64 prooviks (8 alajaotust) ja ainult 100 teiseseks näidiseks tulede, GI ja materjalide jaoks (igaüks). Sekundaarsed proovid / 64 esmast proovi = 100 sekundaarset proovi).

V-Ray lõpetab renderdamise ja ütleb:

„Teie seatud müraläve kvaliteeditaseme põhjal sain aru, mis stseenis toimus. Tegelikult pidin enamasti kasutama kõiki 64 primaarset näidist piksli kohta. Ja 100 teisest näidist valguse, materjalide ja GI jaoks."

Näeme, et müra on kadunud, kuid renderdusaeg on võrreldes põhirenderdusega 4,5 korda (4m 38s) pikenenud.

Kuid kui võrrelda 1. valikuga, siis näeme, et 2. valik andis meile puhtamad tulemused ja renderdus 2,2 korda kiiremini.

Joonis 06. Vasakul variant 1 ja paremal variant 2. Allpool on pilt 4 korda suurendatud, et paremini näha müra erinevust.

Miks nii? Miks on DMC Sampleri sätete suurendamine (valgustid/GI/subdiveerimismaterjalid) parem kui Sampleri (AA) suurendamine? Tulemuseks on kiirem ja puhtam renderdamine.

Kuidas optimeerimine töötab

---

Alusrenderduses näeme, et objekti servad näevad head välja, müra on peamiselt peegeldustes ja varjudes. Kui mäletate, mida me varem õpetasime: „Esmased proovid (AA) on loodud stseeni peamise geomeetria, tekstuuride, DOF-i ja liikumise hägususe „sondeerimiseks”. Sekundaarsed proovid "sondivad" GI, valgust, materjale ja varje.

Nii et mürast vabanemiseks ei ole valiku 1 ja 2 vahel valimine lihtne ülesanne. Miks kasutada haamri töö tegemiseks kruvikeerajat? Image Sampler (AA) on juba teinud seda, milleks ta oli mõeldud – muutnud geomeetrilised detailid (objektide servad) puhtaks ja vaikseks. Nii et selle asemel, et müra eemaldamiseks stseenile tulistada hunnik täiendavaid esmaseid näidiseid (AA), on parem lisada DMC-sämplerile näidised (valgustid/GI/materjalide alamlahtrid), lasta tal teha seda, milleks see mõeldud on – eemaldage müra. varjud, valgustus, GI, peegeldused ja murdumised. Siin on meie vastus!

Nüüd näeme, miks 1 min ja 100 max AA "Universal V Ray Settings" ei ole üldiselt kõige tõhusam meetod stseeni renderdamiseks – tegelikult polnud see kunagi mõeldud kõige tõhusamaks meetodiks! V-Ray universaalsed sätted on loodud selleks, et muuta V-Ray juurdepääsetavaks ja lihtsaks kasutajatele, kes ei hooli optimeerimisest ega muretse selle pärast, kuidas V-Ray kapoti all töötab. See on lihtsalt viis panna V-Ray autopiloodile. See võimaldab kasutajal juhtida kogu renderduskvaliteeti, reguleerides vaid ühte parameetrit – müraläve. Kui renderduses on liiga palju müra, alandage lihtsalt müralävi ja V-Ray jätkab esmaste näidiste (AA) käivitamist, kuni see lõpuks müraläveni jõuab.

Kuid me saame 2. varianti veelgi enam optimeerida! Alates 5 min 58s enne 4 min 53 s. Väikese müra suurenemisega.

Joonis 07. Valik nr 1. Vasakul ja variant nr 2 Renderdus on veelgi optimeeritud – paremal. Renderduskiirus suurenes 2,7x!

Siin on veel üks näide optimeerimisest, seekord keskendudes rohkem stseeni jõudlusele.
Optimeeritud renderdus (paremal) on väidetavalt peaaegu 35% kiirem kui üldised renderdusseaded (vasakul), vähendades samal ajal müra ja parandades renderduskvaliteeti. Pange tähele ka seda, kuidas peegeldused on muutunud täpsemaks – märgatavaks põrandal koridori lõpu poole.

Joonis 08. "Universal V Ray Settings" vasakul ja optimeeritud renderdus paremal.

Jätkub…