Komentár z roku 2023 – prestaňte trpieť s 3ds Max, preto. Nasleduje pôvodný článok

V tejto lekcii sa ponoríme do divočiny V-Ray a analyzujeme jeho najjemnejšie nastavenia, aby sme sa naučili, ako optimalizovať vykresľovanie a získať vysokokvalitný obraz za kratší čas.

Úvod

---

Tento tutoriál je navrhnutý tak, aby pokryl a vysvetlil celý proces optimalizácie nastavení V-Ray na vytváranie vysokokvalitných renderov za kratší čas.

Okolo pojmu V-Ray vzorkovanie a toho, aké sú „ideálne“ nastavenia, je často veľa nejasností. Väčšina vykresľovacích modulov vytvára „Universal V-Ray Settings“, v ktorom nastavuje Max subdivids vzorkovača obrazu (Anti-Aliasing alebo AA) na veľmi vysokú hodnotu, približne 50 alebo dokonca 100, a potom jednoducho zníži hodnotu prahu šumu, kým sa nevykreslí. je dostatočne čistý, mysliac si, že toto je najlepší spôsob, ako dosiahnuť optimálny pomer kvalita/rýchlosť. Ale s trochou pochopenia toho, čo sa skrýva pod kapotou V-Ray a ako to vlastne funguje, môžete získať lepšie obrázky za kratší čas vykresľovania. Metóda, ktorú popíšem v tomto článku, v porovnaní s najbežnejšou, ktorú som opísal vyššie, môže v niektorých scénach ušetriť čas vykresľovania 3 až 13-krát.

Najprv sa pozrime na niekoľko základných vecí o tom, ako funguje samotné vykresľovanie a vzorkovanie V-Ray. Ďalej prejdeme na konkrétnu scénu, kde si ukážeme, ako optimalizovať vykresľovanie, aby bolo rýchlejšie, lepšie a ostrejšie. Potom sa naučíme identifikovať rôzne typy hluku, ktoré môžu byť v scéne. A na záver vám ukážem krok za krokom postup na optimalizáciu akejkoľvek scény, aby ste dosiahli dokonalú rovnováhu medzi kvalitou a rýchlosťou.

Ak už viete, ako V-Ray funguje, kliknite sem a prejdite priamo na postup optimalizácie krok za krokom.

RAYTRACING (sledovanie lúčov)

---

Keď sa začne vykresľovanie, lúče sa vystrelia z kamery do scény, aby sa zozbierali informácie o geometrii v scéne, ktoré budú viditeľné na konečnom obrázku. Tieto lúče sú nasmerované preč od fotoaparátu a sú tzv Primárne lúče (Niekedy Camera Rays alebo Eye Rays) a sú nakonfigurované v Vzorkovač obrázkov (tiež známy ako Anti-Aliasing alebo AA).

Zatiaľ čo primárny lúč pretína geometriu scény, z týchto priesečníkov sú vyžarované ďalšie lúče do iných oblastí scény, aby sa získali informácie o osvetlení, tieňoch, nepriamom osvetlení (GI), odrazoch, lomoch, podpovrchovom rozptyle (SSS) atď. dodatočné lúče sú tzv Sekundárne lúče a nakonfigurovaný vo V-Ray's Vzorkovač DMC.

Obrázok 1. Zjednodušený diagram sledovania lúčov: Primárne lúče sú vyžarované z kamery do scény, pretínajú sa s objektmi v scéne a šíria sekundárne lúče do iných častí scény.

Odteraz budeme „lúče“ označovať ako „vzorky“, pretože účelom lúča (lúča) je získať informácie o scéne „vzorka“. Lúče = vzorky.

Aby ste pochopili, čo sa deje v scéne, musíte uvoľniť množstvo primárnych a sekundárnych vzoriek. Viac Vzorky, čím viac V-Ray dostane informácie o scéne, tým kvalitnejší bude render a tým menej bude obsahovať hluk. Ako môžeš vidieť, hluk je dôvodom nedostatku informácií o scéne. Ak je v scéne šum, tak V-Ray nemal možnosť zozbierať dostatok informácií o scéne. Aby som to zhrnul: Ak chcete odstrániť šum, musíte poskytnúť V-Ray viac informácií a aby ste poskytli rendereru viac informácií o scéne, musíte zvýšiť hodnotu Samples.

Počet primárnych vzoriek, regulovaný hodnotami Min Subdivs, Max Subdivs, A Prah farby v možnostiach vzorkovača obrázkov. Počet sekundárnych vzoriek je riadený hodnotou Subdivs individuálne v každom zdroji svetla, GI, materiáli a nastaveniach Prah hluku Hodnota DMC Sampler. (Práh hluku sa v Mayoch nazýva adaptívny prah)

Zopakujme si teda základné pojmy:

Ray = Ukážka

Primárne vzorky = vzorky prispôsobené V-Ray's Image Sampler (tiež známy ako Anti-Aliasing alebo AA), určené na určenie geometrie scény a zhromažďovanie informácií, ako sú textúry, hĺbka ostrosti (DOF) a rozmazanie pohybu.

Sekundárne vzorky = vzorky prispôsobiteľné pomocou V-Ray's DMC Sampler, navrhnuté na zhromažďovanie informácií o osvetlení, GI, tieňoch, odrazoch, lomoch a SSS

Hluk = hluk alebo nedostatok informácií

Subdivs = druhá odmocnina skutočného počtu vzoriek. Subdivs^2 = vzorky. Príklad: 8 pododdielov = 64 vzoriek. (8^2 = 64)

V tomto návode sa pozrieme na to, ako najlepšie použiť tieto primárne a sekundárne vzorky na získanie obrazu bez šumu v krátkom čase.

Definícia VZOROVÝ PRVOK VYKRESLENIA

---

Element vykresľovania SampleRate je jedným z najdôležitejších nástrojov, ktoré použijeme na optimalizáciu vykresľovania. Toto je spôsob V-Ray, ktorý nám ukazuje, čo robí Image Sampler (AA) na konkrétnom pixeli. Robí to tak, že každý pixel označí farbou zodpovedajúcou počtu primárnych vzoriek (AA), ktoré obsahuje. Tento obrázok je možné zobraziť v prvku vykreslenia SampleRate)

*Modrá farba znamená malé množstvo primárnych vzoriek (AA) v tomto pixeli.

*Zelená farba znamená priemerný počet primárnych vzoriek (AA) v tomto pixeli.

*Červená farba znamená veľký počet primárnych vzoriek (AA) v tomto pixeli.

Obrázok 2. Prvok vykreslenia SampleRate (vpravo) zobrazuje počet primárnych vzoriek použitých v každom pixeli vykreslenia (vľavo)

Takže pre scénu so vzorkovačom obrázkov (AA) 1 minúta a maximálne 10 dielikov (1 minúta a maximálne 100 primárnych vzoriek):

*Modrá farba znamená 1 primárnu vzorku (AA) v tomto pixeli.

*Zelená farba znamená 50 primárnych vzoriek (AA) v tomto pixeli.

*Červená farba znamená 100 primárnych vzoriek (AA) v tomto pixeli.

A pre scénu so vzorkovačom obrázkov (AA) 1 minúta a maximálne 100 dielikov (1 minúta a maximálne 10 000 primárnych vzoriek):

*Modrá farba znamená 1 primárnu vzorku (AA) v tomto pixeli.

*Zelená farba znamená 5000 primárnych vzoriek (AA) v tomto pixeli.

*Červená farba znamená 10 000 primárnych vzoriek (AA) v tomto pixeli.

Príklad scény – ako funguje V-RAY?

---

V tomto návode budeme pracovať s jednoduchou scénou pozostávajúcou z: roviny s niekoľkými guľami, niekoľkých rôznych jednoduchých materiálov (vrátane difúzneho, lesklého odrazu, lesklého lomu a SSS), dvoch plošných svetiel a kopulového svetla s HDRI . GI povolený v režime Brute Force + Light Cache. Tento súbor si môžete stiahnuť Tu.

Začneme základnými nastaveniami vykresľovania s nasledujúcimi hodnotami:

• Vzorkovač obrázkov (AA) = 1 minúta a maximálne 8 dielikov.
• Svetlá, GI a všetky materiály 8 Subdivs.
• Prah hluku s= 0.01.
• Všetky ostatné nastavenia tiež ponecháme predvolené.

Obrázok 3. Základný render.
1 minúta a max. 8 dielikov = vzorkovač obrázkov (AA)
8 Subdivs = Svetlá, GI a všetky materiály

Teraz sa pozrime bližšie na to, čo sa deje počas základného renderu. Prostredníctvom nastavení vykresľovania môžete vykresleniu povedať:

„Umožňujem vám použiť až 64 (8 Subdivs) primárnych vzoriek (AA) v každom pixeli, aby ste pochopili, čo sa tam v scéne deje, a nevytvárali toľko hluku, koľko umožňuje prah hluku... Ale pre každý z týchto primárnych vzoriek môžete vytvoriť iba 1 sekundárnu vzorku, aby ste pochopili, čo tam je, pokiaľ ide o svetlo, tiene, GI a materiály.“

Možno sa pýtate: „Počkajte, len jedna sekundárna vzorka pre svetlo, GI a všetky materiály? Áno jazdíš! Malo by tam byť 64 vzoriek (8 subdivov), neuviedli sme toľko?" No, je dôležité poznamenať, že IC (svetlá), GI a materiály majú hodnotu 64 vzoriek (8 subdives) každý - V-Ray vydelí túto hodnotu AA Max Samples vo vašej scéne. Napriek hodnote 64 vzoriek pre svetlá a materiály by ste mali mať na pamäti, že táto hodnota je vydelená hodnotou AA Max = 64 vzoriek (8 poddielov), výsledkom čoho je iba jedna sekundárna vzorka pre svetlá, GI a materiály. (64 sekundárnych vzoriek / 64 primárnych vzoriek = 1 sekundárna vzorka).

Dôvodom, prečo to V-Ray robí, je vnútorný vzorec, ktorý nastavil na udržanie týchto dvoch hodnôt v rovnováhe. Logika vývojárov je nasledovná: čím viac primárnych vzoriek, tým úmerne menej sekundárnych vzoriek je potrebných na pochopenie toho, čo sa deje na scéne (čoskoro uvidíme, že to nie je vždy pravda). Toto balansovanie medzi Image Sampler a DMC Sampler vám nemusí byť spočiatku jasné, ale o to tu ide. Výsledkom je, že keď zvýšite hodnotu Image Sampler (AA), V-Ray sa to pokúsi kompenzovať proporcionálnym znížením hodnoty DMC Sampler. Neskôr, ak ste ešte nezaspali, môžete hodnotiť Kalkulačka DMC, ktorý napísal autor tohto článku, ktorý tak usilovne prekladám o 5:02 ráno takmer bez slovníka =) Vďaka gymnáziu č.32 v Ivanove, kde som dostal 8 hodín angličtiny týždenne.

A tak sa vráťme k našim papagájom:

V-Ray sa vykreslil tak cool, ako len mohol, ale znepokojuje ma obrovský počet červených pixelov v prvku vykresľovania SampleRate). Toto nám hovorí:

„Nemohol som prísť na to, čo sa deje v scéne, pretože ste ma výrazne obmedzili v prahu hluku. Primárne vzorky som dlho používal len s jednou sekundárnou vzorkou, ale nedalo mi to dostatok informácií o týchto oblastiach."

Ak sa pozrieme na render, všimneme si, že aj keď objekty (okraje objektov) vyzerajú celkom dobre, na obrázku sú stále nejaké zašumené oblasti, kde sú tiene a odrazy. Máme hlučný základný render a máme dve možnosti na zníženie šumu, aby sme dosiahli požadovanú kvalitu.

* Možnosť 1 – zvýšenie AA Max Subdivs - aby V-Ray lepšie videl scénu, ale opäť len s jednou sekundárnou vzorkou pre svetlo, GI a materiály.

* Možnosť 2 – Zvýšte množstvo Subdivs v materiáloch, osvetlení a GI. Povedzte V-Rayovi, aby zachoval počet primárnych vzoriek, ale namiesto toho mu umožnil použiť viac sekundárnych vzoriek.

Príklad scény - možnosť 1 - zvýšenie hodnoty AA MAX SUBDIVS

---

No, skúsme to najprv tak, ako to zvyčajne robia pokrivené vizualizéry, aby získali menej hlučný render.

• Zväčšujeme vzorkovač obrázkov (AA) 1 minúta & Maximálne 100 dielikov.
• IP, GI a materiály nechávame zapnuté 8 Subdivs.
• Znížte prah hluku na 0.005 povedať V-Ray, že chceme renderovať bez šumu.

Obrázok 4. Možnosť 1 – zvýšenie počtu pododdielov v AA Max
1 minúta a max. 100 dielikov = vzorkovač obrázkov (AA)
8 pododdielov = BC, GI a všetky materiály
0,005 = Prahová hodnota hluku.

Poďme zistiť, čo sa stane s týmito nastaveniami. Po nastavení týchto nastavení povieme V-Ray:

„Umožňujem vám použiť až 10 000 (100 subdivov) primárnych vzoriek (AA) na pixel, aby ste pochopili, čo sa deje na scéne, a čo najviac minimalizovali šum pri danom prahu hluku. Ale pre každú primárnu vzorku môžete vytvoriť iba jednu sekundárnu vzorku, aby ste pochopili, čo je na scéne so svetlom, GI a materiálmi.“

Pamätáme si to preto Každý IC, materiál a GI má 64 vzoriek (8 subdivov), V-Ray delí túto hodnotu AA Max Samples. Aj keď je hodnota 64 vzoriek, je vydelená AA Max 10 000 vzorkami (100 poddielov), výsledkom čoho je minimálny počet iba jednej sekundárnej vzorky pre svetlá, GI a materiály. (64 sekundárnych vzoriek / 10 000 primárnych vzoriek = 1 sekundárna vzorka).

V-ray dokončí vykresľovanie obrázka a povie:

„Mohol som zistiť všetko, čo sa v scéne dialo, pre kvalitu a čistotu obrazu, ktorý ste zadali. Aby som však scénu otestoval, musel som na niektorých miestach použiť až 10 000 primárnych vzoriek s 1 sekundárnou vzorkou pre svetlo, GI a materiály.“

Pozeráme sa na možnosť 1 a vidíme, že množstvo šumu sa v porovnaní so základným renderom výrazne znížilo. Doba vykresľovania sa zvýšila na 11 minút 44 mec (9,8-krát dlhšie). Ale nemáme hluk. Väčšina ľudí si v tomto bode bude myslieť, že toto je najlepší výsledok, ktorý možno dosiahnuť, a že je, ako keby, pripravený.

Ale čo keď sa pozrieme na možnosť 2, o ktorej sme hovorili skôr? Napriek zvýšeniu AA Max Subdivs, čo by sa stalo, keby sme namiesto toho zvýšili hodnoty subdiv v IS, GI a Materials. Poďme zistiť.

Príklad scény – možnosť 2 – zvýšenie počtu pododdielov v IS, GI a materiáloch

---

Teraz skúsme niečo nové. Nastavme hodnotu Primary Samples na to, čo bolo v základných nastaveniach, ale pridáme sekundárne vzorky.

• Image Sampler (AA) necháme v základných nastaveniach 1 minúta & 8 max Subdivs.
• Zvyšujeme počet pododdielov v IP, GI a materiáloch 80 pododdielov každý.
• Opustite prah hluku 0.01

Obrázok 5. Možnosť 2 – nadšený počet pododdielov v IS, GI a materiáloch.
1 minúta a max. 8 dielikov = vzorkovač obrázkov (AA)
80 Subdivs = svetlá, GI a materiály každý.
0,01 = Prahová hodnota hluku.

A tak sa pozrime, čo sa stane v druhej možnosti. Nastavením parametrov vykresľovania, ako je tento, hovoríte V-Ray:

„Umožňujem vám použiť až 64 (8 subdivs) primárnych vzoriek (AA) na pixel, aby ste pochopili, čo je na scéne, a až 100 sekundárnych vzoriek.“

Pamätajte, že GI, materiály a svetlo sú 64 000 vzoriek (80 pododdielov). V-Ray automaticky rozdelí každú z týchto hodnôt na základe AA Max Samples nastavených vo vašej scéne. A napriek 64 000 vzorkám je rozdelený na vzorky AA Max 64 (8 pododdielov) a iba 100 sekundárnych vzoriek pre svetlá, GI a materiály (každá). Sekundárne vzorky / 64 primárnych vzoriek = 100 sekundárnych vzoriek).

V-Ray dokončí vykresľovanie a hovorí:

„Na základe úrovne kvality prahu hluku, ktorú ste nastavili, som vedel povedať, čo sa deje v scéne. V skutočnosti som väčšinu času musel použiť všetkých 64 primárnych vzoriek na pixel. A 100 sekundárnych vzoriek pre svetlo, materiály a GI."

Vidíme, že šum je preč, ale doba vykresľovania sa v porovnaní so základným renderom zvýšila 4,5-krát (4m 38s).

Ak to však porovnáme s možnosťou 1, vidíme, že možnosť 2 nám poskytla čistejšie výsledky a vykreslila sa 2,2-krát rýchlejšie.

Obrázok 06. Možnosť 1 vľavo a možnosť 2 vpravo. Nižšie je obrázok zväčšený 4-krát, aby ste lepšie videli rozdiel v šume.

prečo je to tak? Prečo je zvýšenie nastavení DMC Sampler (svetlá/GI/subdivs materiály) lepšie ako zvýšenie Samplera (AA)? Výsledkom je rýchlejšie a čistejšie vykresľovanie.

Ako funguje optimalizácia

---

V základnom renderi vidíme, že okraje objektu vyzerajú dobre, šum je hlavne v odleskoch a tieňoch. Ak si pamätáte, čo sme učili skôr: „Primárne vzorky (AA) sa vyrábajú na „sondovanie“ hlavnej geometrie scény, textúr, DOF a rozmazania pohybu v scéne. Zatiaľ čo sekundárne vzorky „sondujú“ GI, svetlo, materiály a tiene.

A tak, aby ste sa zbavili hluku, výber medzi možnosťou 1 a 2 nie je ľahká úloha. Prečo používať skrutkovač na prácu kladiva? Image Sampler (AA) už urobil to, na čo bol navrhnutý – spravil geometrické detaily (okraje objektov) čisté a tiché. Takže namiesto natáčania množstva extra primárnych vzoriek (AA) do scény na odstránenie šumu je lepšie pridať vzorky do DMC Sampler (svetlá/GI/Material Subdivs), nechať ho robiť to, na čo bol navrhnutý – odstrániť šum v tieni, osvetlení, GI, odrazoch a lomoch. Tu je naša odpoveď!

Teraz vidíme, prečo „Universal V Ray Settings“ 1 min a 100 max AA nebudú vo všeobecnosti najefektívnejšou metódou vykresľovania scény – v skutočnosti to nikdy nebolo zamýšľané ako najefektívnejšia metóda! Univerzálne nastavenia V-Ray boli navrhnuté tak, aby sprístupnili a zjednodušili V-Ray pre používateľov, ktorí sa nestarajú o optimalizáciu a netrápia sa tým, ako V-Ray funguje pod kapotou. Je to len spôsob, ako nastaviť V-Ray na autopilota. To umožňuje užívateľovi kontrolovať celú kvalitu vykresľovania úpravou iba jedného parametra – prahu šumu. Ak je vo vykreslení príliš veľa šumu, jednoducho znížte prah šumu a V-Ray bude naďalej spúšťať primárne vzorky (AA), až kým konečne nedosiahne prah šumu.

Ale môžeme ešte viac optimalizovať možnosť 2! Od 5 minút 58 s predtým 4 minúty 53 s. S miernym zvýšením hluku.

Obrázok 07. Možnosť č. 1. Vľavo a Možnosť č. 2 Vykresľovanie je optimalizované ešte viac - vpravo. Rýchlosť vykresľovania sa zvýšila 2,7x!

Tu je ďalší príklad optimalizácie, tentoraz viac zameraný na výkon scény.
Optimalizované vykresľovanie (vpravo) je údajne takmer o 351 TP3T rýchlejšie ako všeobecné nastavenia vykresľovania (vľavo), pričom znižuje šum a zlepšuje kvalitu vykresľovania. Všimnite si tiež, ako sa odrazy stali presnejšie - viditeľné na podlahe na konci chodby.

Obrázok 08. „Universal V Ray Settings“ vľavo a optimalizované vykresľovanie vpravo.

Pokračovanie nabudúce…