Commento dal 2023: smettila di soffrire con 3ds Max, Ecco perché. Quello che segue è l'articolo originale

In questa lezione approfondiremo le terre selvagge di V-Ray e analizzeremo le sue impostazioni più sottili per imparare come ottimizzare il rendering e ottenere un'immagine di alta qualità in meno tempo.

introduzione

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Questo tutorial è progettato per coprire e spiegare l'intero processo di ottimizzazione delle impostazioni di V-Ray per produrre rendering di alta qualità in meno tempo.

Spesso c’è molta confusione sul termine campionamento V-Ray e su quali siano le impostazioni “ideali”. La maggior parte dei renderer crea "Impostazioni V-Ray universali" in cui impostano le suddivisioni massime del campionatore di immagini (anti-aliasing o AA) su un valore molto alto, circa 50 o addirittura 100, quindi abbassano semplicemente il valore della soglia di rumore fino al rendering è abbastanza pulito, pensando che questo sia il modo migliore per ottenere il rapporto qualità/velocità ottimale. Ma con una piccola comprensione di cosa c'è sotto il cofano di V-Ray e di come funziona effettivamente, puoi ottenere immagini migliori in meno tempo di rendering. Il metodo che descriverò in questo articolo, rispetto a quello più comune che ho descritto sopra, in alcune scene può far risparmiare tempo di rendering da 3 a 13 volte.

Bene, prima diamo un'occhiata ad alcune cose di base su come funzionano il rendering stesso e il campionamento V-Ray. Successivamente, passeremo a una scena specifica per dimostrare come ottimizzare il rendering per renderlo più veloce, migliore e più nitido. Poi impareremo a identificare i diversi tipi di rumore che possono essere presenti in una scena. E alla fine, ti mostrerò una procedura passo passo per ottimizzare qualsiasi scena e ottenere il perfetto equilibrio tra qualità e velocità.

Se sai già come funziona V-Ray, clicca qui per passare direttamente alla procedura di ottimizzazione passo dopo passo.

RAYTRACING (tracciamento dei raggi)

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Quando inizia il rendering, i raggi vengono sparati dalla telecamera nella scena per raccogliere informazioni sulla geometria della scena, che saranno visibili nell'immagine finale. Questi raggi sono diretti lontano dalla fotocamera e vengono chiamati Raggi primari (A volte Raggi fotocamera o Raggi oculari) e sono configurati in Campionatore di immagini (noto anche come Anti-Aliasing o AA).

Mentre il raggio primario interseca la geometria della scena, raggi aggiuntivi vengono emessi da questi punti di intersezione in altre aree della scena per ottenere informazioni su illuminazione, ombre, illuminazione indiretta (GI), riflessioni, rifrazioni, diffusione subsuperficiale (SSS), ecc. Questi vengono chiamati raggi aggiuntivi Raggi secondari e configurato in V-Ray Campionatore DMC.

Figura 1. Un diagramma di raytracing semplificato: i raggi primari vengono emessi dalla telecamera nella scena, si intersecano con gli oggetti nella scena e diffondono i raggi secondari ad altre parti della scena.

D'ora in poi ci riferiremo a “Rays” come “Samples”, perché lo scopo di un raggio (Ray) è quello di ottenere informazioni sulla scena “Sample”. Raggi = Campioni.

Per capire cosa sta succedendo nella scena, devi rilasciare una serie di campioni primari e secondari. Più Samples, più V-Ray riceve informazioni sulla scena, di conseguenza, maggiore sarà la qualità del rendering e meno ne conterrà rumore. Come potete vedere, il rumore è la ragione della mancanza di informazioni sulla scena. Se c'è rumore nella scena, V-Ray non ha avuto l'opportunità di raccogliere informazioni sufficienti sulla scena. Riassumendo: Per rimuovere il rumore devi dare a V-Ray più informazioni e per dare al renderer più informazioni sulla scena devi aumentare il valore di Samples.

Numero di campioni primari, regolato da valori Suddivisioni minime, Suddivisioni massime, E Soglia colore nelle opzioni del Campionatore di immagini. Il numero di campioni secondari è controllato dal valore Sottodiv individualmente in ogni sorgente luminosa, GI, materiale e impostazioni Soglia di rumore Valore del campionatore DMC. (La soglia del rumore in Maya è chiamata Soglia adattiva)

Quindi, ripetiamo i termini di base:

Raggio = Campione

Campioni primari = campioni personalizzati da Image Sampler di V-Ray (noto anche come Anti-Aliasing o AA), progettati per determinare la geometria della scena e raccogliere informazioni come texture, profondità di campo (DOF) e motion blur).

Campioni secondari = campioni personalizzabili dal DMC Sampler di V-Ray, progettati per raccogliere informazioni su illuminazione, GI, ombre, riflessi, rifrazioni e SSS

Rumore = rumore o mancanza di informazioni

Suddivisioni = radice quadrata del numero effettivo di campioni. Suddivisioni^2 = Campioni. Esempio: 8 sottodiv = 64 campioni. (8^2 = 64)

In questo tutorial vedremo come utilizzare al meglio questi campioni primari e secondari per ottenere un'immagine priva di rumore in un breve lasso di tempo.

Definizione L'ELEMENTO DI RENDER CAMPIONAMENTO

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L'elemento di rendering SampleRate è uno degli strumenti più importanti che utilizzeremo per ottimizzare il rendering. Questo è il modo in cui V-Ray ci mostra cosa sta facendo l'Image Sampler (AA) su un particolare pixel. Lo fa contrassegnando ciascun pixel con un colore corrispondente al numero di campioni primari (AA) che contiene. Questa immagine può essere visualizzata nell'elemento di rendering SampleRate)

*Il colore blu indica una piccola quantità di campioni primari (AA) in questo pixel.

*Il colore verde indica il numero medio di campioni primari (AA) in questo pixel.

*Il colore rosso indica un gran numero di campioni primari (AA) in questo pixel.

Figura 2. L'elemento di rendering SampleRate (a destra) mostra quanti campioni primari sono stati utilizzati in ciascun pixel di rendering (a sinistra)

Quindi, per una scena con Image Sampler (AA) 1 minuto e 10 sottodiv massimi (1 minuto e 100 campioni primari massimi):

*Il colore blu indica 1 campione primario (AA) in questo pixel.

*Il colore verde indica 50 campioni primari (AA) in questo pixel.

*Il colore rosso indica 100 campioni primari (AA) in questo pixel.

E, per una scena con Image Sampler (AA) 1 minuto e 100 sottodiv massimi (1 minuto e 10000 campioni primari massimi):

*Il colore blu indica 1 campione primario (AA) in questo pixel.

*Il colore verde indica 5000 campioni primari (AA) in questo pixel.

*Il colore rosso indica 10.000 campioni primari (AA) in questo pixel.

Esempio di scena: come funziona V-RAY?

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In questo tutorial lavoreremo con una scena semplice composta da: un piano con diverse sfere su di esso, diversi materiali semplici diversi (inclusi diffusione, riflessione lucida, rifrazione lucida e SSS), due luci di area e una cupola con HDRI. GI abilitato in modalità Brute Force + Light Cache. È possibile scaricare questo file Qui.

Inizieremo con le impostazioni di rendering di base con i seguenti valori:

• Campionatore di immagini (AA) = Suddivisioni da 1 minuto e 8 max.
• Luci, GI e materiali tutti 8 suddivisioni.
• Soglia di rumore s= 0.01.
• Lasciamo anche tutte le altre impostazioni predefinite.

Figura 3. Rendering di base.
Suddivisioni da 1 minuto e 8 max = Campionatore di immagini (AA)
8 sottodivisioni = Luci, GI e tutti i materiali

Ora diamo uno sguardo più da vicino a cosa succede durante un rendering di base. Attraverso le impostazioni di rendering, in un certo senso dici al rendering:

"Ti permetto di utilizzare fino a 64 (8 Subdiv) campioni primari (AA) in ciascun pixel in modo da capire cosa sta succedendo nella scena e non produrre tanto rumore quanto consentito dalla soglia di rumore... Ma per ciascuno di questi campioni primari, puoi creare solo 1 campione secondario per capire cosa c'è in termini di luce, ombre, GI e materiali.

Forse ti starai chiedendo: “Aspetta, solo un campione secondario per la luce, l'IG e tutti i materiali? Sì, guidi tu! Dovrebbero esserci 64 campioni (8 sottodiv), non ne abbiamo specificati così tanti?" Bene, è importante notare che i circuiti integrati (luci), i GI e i materiali hanno un valore di 64 campioni (8 subdive) ciascuno: V-Ray divide questo valore per i campioni AA massimi nella scena. Nonostante il valore di 64 campioni per luci e materiali, è necessario tenere presente che questo valore è diviso per il valore di AA Max = 64 campioni (8 sottodiv), risultando in un solo campione secondario per luci, GI e materiali. (64 campioni secondari/64 campioni primari = 1 campione secondario).

Il motivo per cui V-Ray fa questo è a causa della formula interna che ha impostato per mantenere questi due valori in equilibrio. La logica degli sviluppatori è la seguente: più Campioni Primari, proporzionalmente meno Campioni Secondari sono necessari per capire cosa sta succedendo nella scena (vedremo presto che questo non è sempre vero). Questo atto di bilanciamento tra Image Sampler e DMC Sampler potrebbe non esserti chiaro all'inizio, ma è questo il punto. Il punto è che quando aumenti il valore Image Sampler (AA), V-Ray cerca di compensare diminuendo proporzionalmente il valore DMC Sampler. Più tardi, se non ti sei ancora addormentato, puoi valutare Calcolatore DMC, che è stato scritto dall'autore di questo articolo, che traduco così diligentemente alle 5:02 del mattino, quasi senza usare un dizionario =) Grazie alla palestra n. 32 di Ivanovo, dove ho ricevuto 8 lezioni di inglese a settimana.

E allora, torniamo ai nostri pappagalli:

V-Ray è stato reso il più bello possibile, ma sono allarmato dall'enorme numero di pixel rossi nell'elemento di rendering SampleRate). Questo è ciò che ci dice:

“Non riuscivo a capire cosa stesse succedendo nella scena perché mi hai limitato fortemente la soglia del rumore. Per molto tempo ho utilizzato i campioni primari con un solo campione secondario, ma non mi dava informazioni sufficienti su queste aree."

Se osserviamo il rendering, noteremo che mentre gli oggetti (i bordi degli oggetti) sembrano piuttosto buoni, ci sono ancora alcune aree rumorose nell'immagine dove sono presenti ombre e riflessi. Abbiamo un rendering di base rumoroso e abbiamo due opzioni per ridurre il rumore e ottenere la qualità che desideriamo.

* Opzione 1 - aumento Suddivisioni massime AA - in modo che V-Ray possa vedere meglio la scena, ma ancora una volta con un solo campione secondario per luce, GI e materiali.

*Opzione 2 - Aumenta la quantità Suddivisioni in materiali, illuminazione e GI. Di' a V-Ray di mantenere il numero di campioni primari, ma consentigli invece di utilizzare più campioni secondari.

Esempio di scena - opzione 1 - aumento del valore di AA MAX SUBDIVS

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Bene, proviamo prima, come fanno solitamente i visualizzatori storti per ottenere un rendering meno rumoroso.

• Aumentiamo Image Sampler (AA) 1 minuto & 100 suddivisioni massime.
• Lasciamo attivi IP, GI e materiali 8 suddivisioni.
• Abbassare la soglia del rumore a 0.005 per dire a V-Ray che vogliamo renderizzare senza rumore.

Figura 4. Opzione 1: aumento del numero di suddivisioni in AA Max
Sottodivisioni da 1 minuto e massimo 100 = Campionatore di immagini (AA)
8 suddivisioni = BC, GI e tutti i materiali
0,005 = Soglia rumore.

Scopriamo cosa succede con queste impostazioni. Dopo aver impostato queste impostazioni, diciamo a V-Ray:

“Ti permetto di utilizzare fino a 10.000 (100 suddivisioni) campioni primari (AA) per pixel per capire cosa sta succedendo nella scena e ridurre al minimo il rumore il più possibile a una determinata soglia di rumore. Ma, per ogni campione primario, puoi creare un solo campione secondario per capire cosa c’è nella scena con luce, GI e materiali.

Lo ricordiamo perché Ogni IC, materiale e GI ha 64 campioni (8 sottodiv), V-Ray divide questo valore per AA Max Samples. Sebbene il valore sia 64 campioni, viene diviso per AA Max 10.000 campioni (100 sottodiv), risultando in un numero minimo di un solo campione secondario per luci, GI e materiali. (64 campioni secondari/10.000 campioni primari = 1 campione secondario).

V-ray termina il rendering dell'immagine e dice:

“Ho potuto capire tutto ciò che stava accadendo nella scena grazie alla qualità e alla chiarezza dell'immagine che hai specificato. Ma per testare la scena, in alcuni punti ho dovuto utilizzare fino a 10.000 campioni primari con 1 campione secondario per luce, GI e materiali.

Osserviamo l'Opzione 1 e vediamo che la quantità di rumore è diminuita in modo significativo rispetto al rendering di base. Il tempo di rendering è aumentato a 11 minuti e 44 mec (9,8 volte più lungo). Ma non abbiamo rumore. La maggior parte delle persone a questo punto penserà che questo sia il miglior risultato che si possa ottenere e che, insomma, sia pronto.

Ma cosa succede se consideriamo l’opzione 2, di cui abbiamo parlato prima? Nonostante l’aumento dei subdiv massimi AA, cosa accadrebbe se invece aumentassimo i valori di subdiv in IS, GI e Materiali. Scopriamolo.

Esempio di scena - opzione 2 - aumento del numero di suddivisioni in IS, GI e materiali

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Ora proviamo qualcosa di nuovo. Impostiamo il valore Campioni primari su quello che era nelle impostazioni di base, ma aggiungiamo Campioni secondari.

• Lasciamo Image Sampler (AA) alle impostazioni di base 1 minuto & 8 suddivisioni max.
• Aumentiamo il numero di suddivisioni in IP, GI e materiali 80 suddivisioni ogni.
• Lascia la soglia del rumore 0.01

Figura 5. Opzione 2: numero entusiasta di suddivisioni in IS, GI e materiali.
Suddivisioni da 1 minuto e 8 max = Campionatore di immagini (AA)
80 suddivisioni = Luci, GI e Materiali ciascuno.
0,01 = Soglia di rumore.

E allora, diamo un'occhiata a cosa succede nella seconda opzione. Impostando parametri di rendering come questo, stai dicendo a V-Ray:

"Ti permetto di utilizzare fino a 64 (8 suddivisioni) campioni primari (AA) per pixel per capire cosa c'è nella scena e fino a 100 campioni secondari."

Ricorda che GI, materiali e luce sono 64.000 campioni (80 suddivisioni) ciascuno. V-Ray divide automaticamente ciascuno di questi valori in base agli AA Max Samples impostati nella tua scena. E nonostante i 64.000 campioni, è suddiviso in AA Max 64 campioni (8 suddivisioni) e solo 100 campioni secondari per luci, GI e materiali (ciascuno). Campioni secondari / 64 campioni primari = 100 campioni secondari).

V-Ray termina il rendering e dice:

“Potrei capire cosa stava succedendo nella scena in base al livello di qualità della soglia del rumore impostato. In effetti, la maggior parte delle volte dovevo utilizzare tutti i 64 campioni primari per pixel. E 100 campioni secondari per luce, materiali e GI."

Vediamo che il rumore è scomparso, ma il tempo di rendering è aumentato di 4,5 volte (4m 38s) rispetto al rendering di base.

Ma se confrontiamo con l'opzione 1, vediamo che l'opzione 2 ci ha dato risultati più puliti e un rendering 2,2 volte più veloce.

Figura 06. Opzione 1 a sinistra e opzione 2 a destra. Di seguito è riportata un'immagine ingrandita 4 volte per vedere meglio la differenza di rumore.

Perché? Perché aumentare le impostazioni del campionatore DMC (luci/GI/materiali subdiv) è meglio che aumentare il campionatore (AA)? Il risultato è un rendering più veloce e più pulito.

Come funziona l'ottimizzazione

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Nel rendering di base vediamo che i bordi dell'oggetto sembrano buoni, il rumore è principalmente nei riflessi e nelle ombre. Se ricordi cosa abbiamo insegnato in precedenza: “I campioni primari (AA) sono realizzati per “sondare” la geometria principale della scena, le trame, il DOF e il motion blur nella scena. Mentre i campioni secondari “sondano” l’IG, la luce, i materiali e le ombre”.

E quindi, per eliminare il rumore, scegliere tra l’opzione 1 e 2 non è un compito facile. Perché usare un cacciavite per fare il lavoro di un martello? Image Sampler (AA) ha già fatto ciò per cui è stato progettato: rendere i dettagli geometrici (i bordi degli oggetti) puliti e silenziosi. Quindi, invece di riprendere un mucchio di campioni primari (AA) extra nella scena per rimuovere il rumore, è meglio aggiungere campioni al campionatore DMC (luci/GI/sottodiv. materiale), lasciare che faccia ciò per cui è stato progettato: rimuovere il rumore nelle ombre, illuminazione, GI, riflessi e rifrazioni. Ecco la nostra risposta!

Ora possiamo capire perché le "Impostazioni universali V Ray" di 1 minuto e 100 max AA non saranno generalmente il metodo più efficiente per eseguire il rendering di una scena - in effetti, non è mai stato concepito per essere il metodo più efficiente! Le Impostazioni universali di V-Ray sono state progettate per rendere V-Ray accessibile e facile per gli utenti che non si preoccupano dell'ottimizzazione e non si preoccupano di come funziona V-Ray dietro le quinte. È solo un modo per mettere V-Ray sul pilota automatico. Ciò consente all'utente di controllare l'intera qualità del rendering regolando un solo parametro: la soglia del rumore. Se c'è troppo rumore nel rendering, abbassa semplicemente la soglia del rumore e V-Ray continuerà a sparare campioni primari (AA) finché non raggiunge finalmente la soglia del rumore.

Ma possiamo ottimizzare ancora di più l’opzione 2! Da 5 minuti e 58 secondi Prima 4 minuti e 53 secondi. Con un leggero aumento del rumore.

Figura 07. Opzione n. 1. A sinistra e Opzione n. 2 Il rendering è ancora più ottimizzato: a destra. La velocità di rendering è aumentata di 2,7 volte!

Ecco un altro esempio di ottimizzazione, questa volta più focalizzato sulle prestazioni della scena.
Si dice che il rendering ottimizzato (a destra) sia quasi 35% più veloce delle impostazioni di rendering generiche (a sinistra), riducendo al contempo il rumore e migliorando la qualità del rendering. Nota anche come i riflessi siano diventati più accurati, visibili sul pavimento verso la fine del corridoio.

Figura 08. "Impostazioni universali V Ray" a sinistra e rendering ottimizzato a destra.

Continua…