Kommentti vuodelta 2023 - lopeta kärsiminen 3ds Maxin kanssa, siksi. Seuraava on alkuperäinen artikkeli

Tällä oppitunnilla perehdymme V-Rayn villiin ja analysoimme sen hienovaraisimmat asetukset oppiaksemme optimoimaan renderöinnin ja saamaan korkealaatuisen kuvan lyhyemmässä ajassa.

Johdanto

---

Tämä opetusohjelma on suunniteltu kattamaan ja selittämään koko V-Ray-asetusten optimointiprosessi korkealaatuisten renderöintien tuottamiseksi lyhyemmässä ajassa.

Termi V-Ray-näytteenotto ja "ihanteelliset" asetukset ovat usein hämmentäviä. Useimmat renderöijat luovat "yleiset V-Ray Settings" -asetukset, joissa he asettavat Image Samplerin (Anti-Aliasing tai AA) enimmäissukellukset erittäin korkeaan arvoon, noin 50 tai jopa 100, ja laskevat sitten kohinakynnysarvoa, kunnes hahmonnus alkaa. on riittävän puhdas, koska se on paras tapa saavuttaa optimaalinen laatu/nopeussuhde. Mutta kun ymmärrät vähän mitä V-Rayn konepellin alla on ja miten se todella toimii, voit saada parempia kuvia lyhyemmässä renderöintiajassa. Tässä artikkelissa kuvaamaani menetelmä verrattuna yleisimpään yllä kuvaamaani menetelmään joissakin kohtauksissa voi säästää renderöintiaikaasi 3–13 kertaa.

No, katsotaanpa ensin joitain perusasioita siitä, miten renderöinti ja V-Ray-näytteenotto toimivat. Seuraavaksi siirrymme tiettyyn kohtaukseen näyttääksemme, kuinka renderöinti voidaan optimoida nopeammaksi, paremmaksi ja terävämmäksi. Sitten opimme tunnistamaan erityyppisiä meluja, joita kohtauksessa voi olla. Ja lopuksi näytän sinulle vaiheittaisen toimenpiteen minkä tahansa kohtauksen optimoimiseksi saadaksesi täydellisen tasapainon laadun ja nopeuden välillä.

Jos tiedät jo, kuinka V-Ray toimii, napsauta tätä siirtyäksesi suoraan vaiheittaiseen optimointimenettelyyn.

RAYTRACING (ray Tracing)

---

Kun renderöinti alkaa, säteet ammutaan kamerasta kohtaukseen keräämään tietoa kohtauksen geometriasta, joka näkyy lopullisessa kuvassa. Nämä säteet suunnataan poispäin kamerasta ja niitä kutsutaan Ensisijaiset säteet (Joskus Camera Rays tai Eye Rays) ja ne on määritetty sisään Image Sampler (tunnetaan myös nimellä Anti-Aliasing tai AA).

Kun ensisijainen säde leikkaa näkymän geometrian, näistä leikkauspisteistä laukaistaan lisäsäteitä näkymän muihin alueisiin saadakseen tietoa valaistuksesta, varjoista, epäsuorasta valaistuksesta (GI), heijastuksista, taittumisesta, pinnanalaisesta sironnasta (SSS) jne. lisäsäteitä kutsutaan Toissijaiset säteet ja konfiguroitu V-Ray'sissa DMC Sampleri.

Kuva 1. Yksinkertaistettu säteenseurantakaavio: Ensisijaiset säteet ammutaan kamerasta kohtaukseen, ne leikkaavat kohtauksen kohteita ja levittävät toissijaisia säteitä näkymän muihin osiin.

Tästä lähtien kutsumme "Säteitä" "näytteiksi", koska säteen (Ray) tarkoitus on saada tietoa "Sample"-kohtauksesta. Säteet = Näytteitä.

Ymmärtääksesi, mitä kohtauksessa tapahtuu, sinun on julkaistava joukko ensisijaisia ja toissijaisia näytteitä. Sitä enemmän Näytteet, mitä enemmän V-Ray vastaanottaa tietoa kohtauksesta, sitä laadukkaampi renderöinti on ja sitä vähemmän se sisältää melua. Kuten näet, melu on syynä tapahtumapaikkaa koskevien tietojen puutteeseen. Jos paikalla on melua, V-Raylla ei ollut mahdollisuutta kerätä riittävästi tietoa paikasta. Tehdä yhteenveto: Jos haluat poistaa kohinan, sinun on annettava V-Raylle lisätietoja ja antaaksesi renderöijälle enemmän tietoa kohtauksesta, sinun on suurennettava Samples-arvoa.

Ensisijaisten näytteiden määrä, arvot säätelevät Min Subdivs, Max Subdivs, Ja Värikynnys Image Sampler -asetuksissa. Toissijaisten näytteiden määrää ohjaa arvo Subdivs erikseen jokaisessa valonlähteessä, GI:ssä, materiaalissa ja asetuksissa Melukynnys DMC-näytteenottimen arvo. (Mayan melukynnystä kutsutaan mukautuvaksi kynnykseksi)

Joten toistetaan perusehdot:

Ray = Näyte

Primary Samples = V-Rayn Image Samplerin (tunnetaan myös nimellä Anti-Aliasing tai AA) mukautetut näytteet, jotka on suunniteltu määrittämään kohtauksen geometria ja keräämään tietoja, kuten pintakuvioita, syväterävyyttä (DOF) ja liikkeen epäterävyyttä.

Toissijaiset näytteet = V-Rayn DMC-näytteenottimella muokattavissa olevat näytteet, jotka on suunniteltu keräämään tietoa valaistuksesta, GI:stä, varjoista, heijastuksista, refraktioista ja SSS:stä

Melu = melu tai tiedon puute

Subdivs = neliöjuuri näytteiden todellisesta määrästä. Subdivs^2 = Näytteitä. Esimerkki: 8 alajakoa = 64 näytettä. (8^2 = 64)

Tässä opetusohjelmassa tarkastellaan, kuinka näitä ensisijaisia ja toissijaisia näytteitä voidaan parhaiten käyttää saadaksesi kohinattoman kuvan lyhyessä ajassa.

Määritelmä NÄYTTEISTÄ RENDER-ELEMENTTI

---

SampleRate-renderöintielementti on yksi tärkeimmistä työkaluista, joita käytämme renderöinnin optimointiin. Tämä on V-Rayn tapa näyttää meille, mitä Image Sampler (AA) tekee tietyllä pikselillä. Se tekee tämän merkitsemällä jokaisen pikselin värillä, joka vastaa sen sisältämien ensisijaisten näytteiden (AA) määrää. Tätä kuvaa voi tarkastella SampleRate-renderöintielementissä)

*Sininen väri tarkoittaa pientä määrää ensisijaisia näytteitä (AA) tässä pikselissä.

*Vihreä väri tarkoittaa ensisijaisten näytteiden (AA) keskimääräistä määrää tässä pikselissä.

*Punainen väri tarkoittaa suurta määrää ensisijaisia näytteitä (AA) tässä pikselissä.

Kuva 2. SampleRate-renderöintielementti (oikealla) näyttää, kuinka monta ensisijaista näytettä käytettiin kussakin renderöintipikselissä (vasemmalla)

Joten kohtaus Image Samplerilla (AA) 1 min ja 10 max Subdivs (1 min ja 100 max Primary Samples):

*Sininen väri tarkoittaa 1 ensisijaista näytettä (AA) tässä pikselissä.

*Vihreä väri tarkoittaa 50 ensisijaista näytettä (AA) tässä pikselissä.

*Punainen väri tarkoittaa 100 ensisijaista näytettä (AA) tässä pikselissä.

Ja kohtaus, jossa on Image Sampler (AA) 1 min ja 100 max Subdivs (1 min ja 10000max Primary Samples):

*Sininen väri tarkoittaa 1 ensisijaista näytettä (AA) tässä pikselissä.

*Vihreä väri tarkoittaa 5000 ensisijaista näytettä (AA) tässä pikselissä.

*Punainen väri tarkoittaa 10 000 ensisijaista näytettä (AA) tässä pikselissä.

Esimerkki kohtauksesta – miten V-RAY toimii?

---

Tässä opetusohjelmassa työskentelemme yksinkertaisen kohtauksen kanssa, joka koostuu: tasosta, jossa on useita palloja, useista erilaisista yksinkertaisista materiaaleista (mukaan lukien diffuusi, kiiltävä heijastus, kiiltävä taittuminen ja SSS), kahdesta aluevalosta ja domelightista HDRI:llä. GI käytössä Brute Force + Light Cache -tilassa. Voit ladata tämän tiedoston Tässä.

Aloitamme renderöinnin perusasetuksista seuraavilla arvoilla:

• Image Sampler (AA) = 1min & 8max Subdivs.
• Valot, GI ja materiaalit kaikki 8 Subdivs.
• Melukynnys s= 0.01.
• Jätämme myös kaikki muut asetukset oletusarvoiksi.

Kuva 3. Perusrenderöinti.
1min & 8max Subdivs = Image Sampler (AA)
8 Subdivs = valot, GI ja kaikki materiaalit

Katsotaanpa nyt tarkemmin, mitä tapahtuu perusrenderöinnin aikana. Renderöintiasetusten kautta kerrot renderöijälle:

"Salli sinun käyttää jopa 64 (8 Subdivs) Primary Samples (AA) Primary Samples (AA) jokaisessa pikselissä, jotta ymmärrät mitä siellä tapahtuu, etkä aiheuta niin paljon kohinaa kuin melukynnys sallii... Mutta jokaiselle Näistä ensisijaisista näytteistä voit luoda vain yhden toissijaisen näytteen ymmärtääksesi, mitä siellä on valon, varjojen, GI:n ja materiaalien suhteen."

Saatat ihmetellä: ”Odota, vain yksi toissijainen näyte valolle, GI:lle ja kaikille materiaaleille? Kyllä sinä ajaa! Näytteitä pitäisi olla 64 (8 alaosastoa), emmekö määrittäneet niin monta?" No, on tärkeää huomata, että IC:iden (valojen), GI:iden ja materiaalien arvo on 64 näytettä (8 Subdiveä) - V-Ray jakaa tämän arvon kohtauksen AA Max -näytteillä. Huolimatta valojen ja materiaalien 64 näytteen arvosta, sinun tulee muistaa, että tämä arvo jaetaan arvolla AA Max = 64 Samples (8 Subdivs), jolloin tuloksena on vain yksi toissijainen näyte valoille, GI:lle ja materiaaleille. (64 toissijaista näytettä / 64 ensisijaista näytettä = 1 toissijainen näyte).

Syy, miksi V-Ray tekee tämän, johtuu sisäisestä kaavasta, jonka se on asettanut pitämään nämä kaksi arvoa tasapainossa. Kehittäjien logiikka on seuraava: mitä enemmän Primary Samples -näytteitä, sitä suhteellisesti vähemmän toissijaisia näytteitä tarvitaan ymmärtämään, mitä kohtauksessa tapahtuu (pian näemme, että tämä ei aina ole totta). Tämä Image Samplerin ja DMC Samplerin välinen tasapainotus ei ehkä ole aluksi selvä sinulle, mutta siinä se on. Poisto on, että kun lisäät Image Sampler (AA) -arvoa, V-Ray yrittää kompensoida suhteellisesti pienentämällä DMC Sampler -arvoa. Myöhemmin, jos et ole vielä nukahtanut, voit arvioida DMC-laskin, jonka on kirjoittanut tämän artikkelin kirjoittaja, jonka käännän niin ahkerasti kello 5:02 aamulla, melkein ilman sanakirjaa =) Kiitos Ivanovon kuntosalille nro 32, jossa sain 8 englannin oppituntia viikossa.

Ja niin, palataanpa papukaijoihimme:

V-Ray renderöi niin siistiä kuin mahdollista, mutta olen huolestunut SampleRate-renderöintielementin punaisten pikselien valtavasta määrästä). Näin hän kertoo meille:

"En voinut ymmärtää, mitä kohtauksessa tapahtui, koska rajoitit minua voimakkaasti melukynnyksessä. Käytin Primary Samples -näytteitä vain yhden toissijaisen näytteen kanssa pitkään, mutta se ei antanut minulle tarpeeksi tietoa näistä alueista."

Jos katsomme renderöintiä, huomaamme, että vaikka objektit (objektien reunat) näyttävät melko hyviltä, kuvassa on silti joitain meluisia alueita, joissa on varjoja ja heijastuksia. Meillä on meluisa perusrenderöinti ja meillä on kaksi vaihtoehtoa vähentää melua saadaksemme haluamamme laadun.

* Vaihtoehto 1 - korotus AA Max Subdivs - jotta V-Ray näkee kohtauksen paremmin, mutta jälleen vain yhdellä toissijaisella näytteellä valolle, GI:lle ja materiaaleille.

* Vaihtoehto 2 - Lisää määrää Materiaalit, valaistus ja GI. Pyydä V-Rayta säilyttämään ensisijaisten näytteiden lukumäärä, mutta salli sen sijaan käyttää enemmän toissijaisia näytteitä.

Kohtausesimerkki - vaihtoehto 1 - AA MAX SUBDIVS -arvon lisääminen

---

No, kokeillaan ensin samalla tavalla kuin vino visualisoijat yleensä tekevät saadakseen vähemmän meluisan renderöinnin.

• Lisäämme Image Sampleria (AA) 1 minuutti & 100 max Subdivs.
• Jätämme IP, GI ja materiaalit käyttöön 8 Subdivs.
• Laske Melukynnys arvoon 0.005 kertoa V-Raylle, että haluamme renderöidä ilman kohinaa.

Kuva 4. Vaihtoehto 1 - alaosastojen määrän lisääminen AA Max
1 min & 100 max Subdivs = Image Sampler (AA)
8 Subdivs = BC, GI ja kaikki materiaalit
0,005 = Melukynnys.

Selvitetään, mitä näille asetuksille tapahtuu. Kun nämä asetukset on asetettu, kerromme V-Raylle:

"Salli sinun käyttää jopa 10 000 (100 alajakoa) ensisijaista näytettä (AA) pikseliä kohden ymmärtääksesi, mitä kohtauksessa tapahtuu, ja minimoimaan melun mahdollisimman paljon tietyllä melukynnyksellä. Mutta jokaiselle ensisijaiselle näytteelle voit luoda vain yhden toissijaisen näytteen ymmärtääksesi, mitä valolla, GI:llä ja materiaaleilla esiintyy."

Muistamme sen, koska Jokaisella IC:llä, materiaalilla ja GI:llä on 64 näytettä (8 alajakoa), V-Ray jakaa tämän arvon AA Max -näytteillä. Vaikka arvo on 64 näytettä, se jaetaan AA Max 10 000 näytteellä (100 alajakoa), jolloin valoille, GI:lle ja materiaaleille on vain yksi toissijainen näyte. (64 toissijaista näytettä / 10 000 ensisijaista näytettä = 1 toissijainen näyte).

V-ray lopettaa kuvan renderoinnin ja sanoo:

"Sain selvittää kaiken, mitä kohtauksessa tapahtui määrittämäsi kuvan laadun ja selkeyden vuoksi. Mutta testatakseni kohtausta, joissain paikoissa minun piti käyttää jopa 10 000 ensisijaista näytettä ja 1 toissijainen näyte valolle, GI:lle ja materiaaleille."

Tarkastelemme vaihtoehtoa 1 ja näemme, että kohinan määrä on vähentynyt merkittävästi perusrenderöintiin verrattuna. Renderöintiaika nousi 11 min 44 mec:iin (9,8 kertaa pidempi). Mutta meillä ei ole melua. Useimmat ihmiset ajattelevat tässä vaiheessa, että tämä on paras tulos, joka voidaan saada ja että se on valmis.

Mutta entä jos tarkastelemme vaihtoehtoa 2, josta puhuimme aiemmin? Huolimatta AA Max Subdiv -arvojen lisääntymisestä, mitä tapahtuisi, jos sen sijaan lisäisimme subdiv-arvoja IS-, GI- ja Materialsissa. Otetaan selvää.

Kohtausesimerkki - vaihtoehto 2 - IS:n, GI:n ja materiaalien alaosien määrän lisääminen

---

Kokeillaan nyt jotain uutta. Asetetaan Primary Samples -arvoksi se, mikä se oli perusasetuksissa, mutta lisää toissijaiset näytteet.

• Jätämme Image Samplerin (AA) perusasetuksiin 1 minuutti & 8 max Subdivs.
• Lisäämme IP:n, GI:n ja materiaalien alaosastojen määrää 80 alaosastoa joka.
• Jätä melukynnys 0.01

Kuva 5. Vaihtoehto 2 - innostunut määrä alajaotteluja IS:ssä, GI:ssä ja materiaaleissa.
1min & 8max Subdivs = Image Sampler (AA)
80 Subdivs = valot, GI ja materiaalit kukin.
0,01 = Melukynnys.

Ja niin, katsotaanpa, mitä tapahtuu toisessa vaihtoehdossa. Asettamalla renderöintiparametrit näin, kerrot V-Raylle:

"Sallin käyttää jopa 64 (8 alajakoa) ensisijaista näytettä (AA) pikseliä kohden ymmärtääksesi, mitä kohtauksessa on, ja jopa 100 toissijaista näytettä."

Muista, että GI, materiaalit ja valo ovat 64 000 näytettä (80 alaosastoa). V-Ray jakaa automaattisesti jokaisen näistä arvoista kohtauksessasi asetettujen AA Max -näytteiden perusteella. Ja huolimatta 64 000 näytteestä, se on jaettu AA Max 64 näytteeseen (8 alaosastoa) ja vain 100 toissijaiseen näytteeseen valoille, GI:lle ja materiaaleille (kukin). Toissijaiset näytteet / 64 ensisijaista näytettä = 100 toissijaista näytettä).

V-Ray lopettaa renderoinnin ja sanoo:

”Voin kertoa, mitä kohtauksessa tapahtui asettamasi melukynnyksen laatutason perusteella. Itse asiassa suurimman osan ajasta minun piti käyttää kaikkia 64 ensisijaista näytettä pikseliä kohden. Ja 100 toissijaista näytettä valolle, materiaaleille ja GI:lle."

Näemme, että kohina on poissa, mutta renderöintiaika on kasvanut 4,5 kertaa (4m 38s) perusrenderöintiin verrattuna.

Mutta jos vertaamme vaihtoehtoon 1, näemme, että vaihtoehto 2 antoi meille puhtaammat tulokset ja hahmontui 2,2 kertaa nopeammin.

Kuva 06. Vaihtoehto 1 vasemmalla ja vaihtoehto 2 oikealla. Alla on 4 kertaa suurennettu kuva, jotta kohinan ero näkyy paremmin.

Miksi niin? Miksi DMC Sampler -asetusten (valot/GI/subdiv-materiaalit) lisääminen on parempi kuin Samplerin (AA) lisääminen? Tuloksena on nopeampi ja selkeämpi renderöinti.

Miten optimointi toimii

---

Perusrenderöinnissa näemme, että kohteen reunat näyttävät hyvältä, kohina on pääasiassa heijastuksia ja varjoja. Jos muistat, mitä opetimme aiemmin: "Primary Samples (AA) on tehty "tutkimaan" kohtauksen päägeometriaa, tekstuureja, DOF:ia ja liikkeen epäterävyyttä kohtauksessa. Toissijaiset näytteet "tutkivat" GI:tä, valoa, materiaaleja ja varjoja.

Joten päästä eroon melusta, valinta vaihtoehdon 1 ja 2 välillä ei ole helppo tehtävä. Miksi vasaran työssä käytetään ruuvimeisseliä? Image Sampler (AA) on jo tehnyt sen, mihin se on suunniteltu – tehnyt geometrisista yksityiskohdista (objektien reunat) puhtaiksi ja hiljaisiksi. Joten sen sijaan, että ammuisit ylimääräisiä ensisijaisia näytteitä (AA) kohtaukseen melun poistamiseksi, on parempi lisätä näytteitä DMC-näytteenottimeen (valot/GI/Material Subdivs), antaa sen tehdä mitä se on suunniteltu - poista kohina varjoissa, valaistus, GI, heijastukset ja taittuminen. Tässä on vastauksemme!

Nyt voimme nähdä, miksi "Universal V Ray Settings" 1 min ja 100max AA ei yleensä ole tehokkain tapa renderöidä kohtaus - itse asiassa sitä ei koskaan ollut tarkoitettu tehokkaimmaksi menetelmäksi! V-Rayn yleisasetukset on suunniteltu tekemään V-Raysta helppokäyttöinen ja helppokäyttöinen käyttäjille, jotka eivät välitä optimoinnista eivätkä välitä siitä, miten V-Ray toimii konepellin alla. Se on vain tapa laittaa V-Ray automaattiohjaukseen. Tämän ansiosta käyttäjä voi hallita koko renderöintilaatua säätämällä vain yhtä parametria - melukynnystä. Jos renderöinnissä on liikaa kohinaa, alenna vain kohinakynnystä, ja V-Ray jatkaa ensisijaisten näytteiden (AA) laukaisua, kunnes se lopulta saavuttaa kohinakynnyksen.

Mutta voimme optimoida vaihtoehtoa 2 vieläkin enemmän! From 5min 58s ennen 4min 53s. Pienellä melun kasvulla.

Kuva 07. Vaihtoehto nro 1. Vasemmalla ja vaihtoehto nro 2 Renderöinti on vieläkin optimoitu - oikealla. Renderöintinopeus kasvoi 2,7x!

Tässä on toinen esimerkki optimoinnista, joka tällä kertaa keskittyy enemmän kohtauksen suorituskykyyn.
Optimoidun renderöinnin (oikealla) sanotaan olevan lähes 35% nopeampi kuin yleiset renderöintiasetukset (vasemmalla), samalla kun se vähentää kohinaa ja parantaa renderöinnin laatua. Huomaa myös kuinka heijastukset ovat tarkentuneet - havaittavissa lattialla käytävän loppua kohti.

Kuva 08. "Universal V Ray Settings" vasemmalla ja optimoitu renderöinti oikealla.

Jatkuu…