Komentar iz leta 2023 - nehajte trpeti s 3ds Maxom, zato. Sledi izvirni članek

V tej lekciji se bomo poglobili v divjino V-Raya in analizirali njegove najbolj subtilne nastavitve, da bi se naučili optimizirati upodabljanje in pridobiti visokokakovostno sliko v krajšem času.

Uvod

---

Ta vadnica je zasnovana tako, da pokriva in pojasnjuje celoten postopek optimizacije nastavitev V-Ray za izdelavo visokokakovostnih upodobitev v krajšem času.

Pogosto je veliko zmede glede izraza vzorčenje V-Ray in kaj so "idealne" nastavitve. Večina upodabljalcev ustvari »univerzalne nastavitve V-Ray«, v katerih nastavijo največje subdive Image Sampler (Anti-Aliasing ali AA) na zelo visoko vrednost, približno 50 ali celo 100, nato pa preprosto znižajo vrednost praga hrupa, dokler upodabljanje ni končano. je dovolj čist, saj meni, da je to najboljši način za doseganje optimalnega razmerja med kakovostjo in hitrostjo. Toda z malo razumevanja, kaj je pod pokrovom V-Ray in kako dejansko deluje, lahko dobite boljše slike v krajšem času upodabljanja. Metoda, ki jo bom opisal v tem članku, lahko v primerjavi z najpogostejšo, ki sem jo opisal zgoraj, v nekaterih prizorih prihrani vaš čas upodabljanja od 3- do 13-krat.

No, najprej si poglejmo nekaj osnovnih stvari o delovanju upodabljanja in vzorčenja V-Ray. Nato bomo prešli na določeno sceno, da pokažemo, kako optimizirati upodabljanje, da bo hitrejše, boljše in ostrejše. Nato se bomo naučili prepoznati različne vrste šuma, ki so lahko v prizoru. In na koncu vam bom pokazal postopek po korakih za optimizacijo katere koli scene, da dosežete popolno ravnovesje med kakovostjo in hitrostjo.

Če že veste, kako deluje V-Ray, kliknite tukaj, da skočite neposredno na postopek optimizacije po korakih.

RAYTRACING (sledenje žarkom)

---

Ko se upodabljanje začne, se iz kamere v prizor izstrelijo žarki, da se zberejo informacije o geometriji prizora, ki bo vidna na končni sliki. Ti žarki so usmerjeni stran od kamere in se imenujejo Primarni žarki (Včasih Camera Rays ali Eye Rays) in so konfigurirani v Vzorčevalec slik (znan tudi kot Anti-Aliasing ali AA).

Medtem ko primarni žarek seka geometrijo prizora, se dodatni žarki sprožijo iz teh presečišč v druga področja prizora, da pridobijo informacije o osvetlitvi, sencah, posredni osvetlitvi (GI), odbojih, lomih, sipanju pod površino (SSS) itd. imenujemo dodatne žarke Sekundarni žarki in konfiguriran v V-Rayu Vzorčevalec DMC.

Slika 1. Poenostavljen diagram sledenja žarkom: Primarni žarki se sprožijo iz kamere v prizor, sekajo s predmeti v prizoru in razširijo sekundarne žarke na druge dele prizora.

Od zdaj naprej bomo »Žarke« imenovali »Vzorci«, ker je namen žarka (Ray) pridobivanje informacij o sceni »Vzorca«. Žarki = Vzorci.

Če želite razumeti, kaj se dogaja v prizorišču, morate izdati kup primarnih in sekundarnih vzorcev. Bolj Vzorci, več ko V-Ray prejme informacij o prizoru, temu primerno bolj kakovosten bo upodabljanje in manj bo vseboval hrup. Kot vidite, hrup je razlog za pomanjkanje informacij o kraju dogodka. Če je v prizoru šum, potem V-Ray ni imel možnosti zbrati dovolj informacij o prizoru. Če povzamem: Če želite odstraniti šum, morate V-Rayu dati več informacij, in če želite upodabljalniku dati več informacij o sceni, morate povečati vrednost Samples.

Število primarnih vzorcev, regulirano z vrednostmi Najmanjši podrazdelki, Max Subdivs, In Barvni prag v možnostih Image Sampler. Število sekundarnih vzorcev je nadzorovano z vrednostjo Podrazdelki posamezno za vsak vir svetlobe, GI, material in nastavitve Prag šuma Vrednost vzorčevalnika DMC. (Prag hrupa v Mayi se imenuje prilagodljivi prag)

Torej, ponovimo osnovne pojme:

Žarek = vzorec

Primarni vzorci = vzorci, prilagojeni z vzorčevalnikom slik V-Ray (znan tudi kot Anti-Aliasing ali AA), zasnovani za določanje geometrije scene in zbiranje informacij, kot so teksture, globinska ostrina (DOF) in zamegljenost gibanja).

Sekundarni vzorci = vzorci, ki jih lahko prilagodi V-Ray DMC Sampler, zasnovani za zbiranje informacij o osvetlitvi, GI, sencah, odbojih, lomih in SSS

Hrup = hrup ali pomanjkanje informacij

Subdiv = kvadratni koren dejanskega števila vzorcev. Subdivs^2 = Vzorci. Primer: 8 poddivov = 64 vzorcev. (8^2 = 64)

V tej vadnici si bomo ogledali, kako najbolje uporabiti te primarne in sekundarne vzorce, da v kratkem času dobite sliko brez šuma.

Opredelitev ELEMENT SAMPLERATE RENDER

---

Element upodabljanja SampleRate je eno najpomembnejših orodij, ki jih bomo uporabili za optimizacijo upodabljanja. To je način V-Raya, da nam pokaže, kaj vzorčevalnik slike (AA) počne na določeni slikovni piki. To naredi tako, da vsako slikovno piko označi z barvo, ki ustreza številu primarnih vzorcev (AA), ki jih vsebuje. To sliko si lahko ogledate v elementu upodabljanja SampleRate)

*Modra barva pomeni majhno količino primarnih vzorcev (AA) v tej piksli.

*Zelena barva pomeni povprečno število primarnih vzorcev (AA) v tej piksli.

*Rdeča barva pomeni veliko število primarnih vzorcev (AA) v tej piksli.

Slika 2. Element upodabljanja SampleRate (desno) prikazuje, koliko primarnih vzorcev je bilo uporabljenih v vsaki slikovni piki upodabljanja (levo)

Torej, za prizor z Image Sampler (AA) 1 min in 10 max Subdiv (1 min in 100 max primarni vzorci):

*Modra barva pomeni 1 primarni vzorec (AA) v tej piksli.

*Zelena barva pomeni 50 primarnih vzorcev (AA) v tej piksli.

*Rdeča barva pomeni 100 primarnih vzorcev (AA) v tej piksli.

In za prizor z Image Sampler (AA) 1 min in 100 maks. poddivov (1 min in 10000 maks. primarnih vzorcev):

*Modra barva pomeni 1 primarni vzorec (AA) v tej piksli.

*Zelena barva pomeni 5000 primarnih vzorcev (AA) v tej piksli.

*Rdeča barva pomeni 10000 primarnih vzorcev (AA) v tej piksli.

Primer scene - kako deluje V-RAY?

---

V tej vadnici bomo delali s preprostim prizorom, sestavljenim iz: ravnine z več kroglami na njej, več različnih preprostih materialov (vključno z difuzijo, sijajnim odbojem, sijajnim lomom in SSS), dvema območnima lučema in kupolasto svetlobo s HDRI. GI omogočen v načinu Brute Force + Light Cache. To datoteko lahko prenesete Tukaj.

Začeli bomo z osnovnimi nastavitvami upodabljanja z naslednjimi vrednostmi:

• Vzorčevalnik slik (AA) = 1min & 8max podrazdelki.
• Luči, GI in vsi materiali 8 podrazdelkov.
• Prag šuma s= 0.01.
• Prav tako pustimo privzete vse druge nastavitve.

Slika 3. Osnovni render.
1min & 8max Subdivs = Image Sampler (AA)
8 Poddivi = Luči, GI in vsi materiali

Zdaj pa si podrobneje oglejmo, kaj se zgodi med osnovnim upodabljanjem. Z nastavitvami upodabljanja upodabljanju poveš:

»Dovolim vam, da uporabite do 64 (8 poddivov) primarnih vzorcev (AA) v vsaki slikovni piki, tako da razumete, kaj se tam dogaja v prizoru, in ne povzročate toliko hrupa, kot dovoljuje prag hrupa ... Toda za vsako od teh primarnih vzorcev lahko ustvarite samo 1 sekundarni vzorec, da razumete, kaj je tam v smislu svetlobe, senc, GI in materialov.«

Morda se sprašujete: »Počakaj, samo en sekundarni vzorec za svetlobo, GI in vse materiale? Ja, ti voziš! Moralo bi biti 64 vzorcev (8 poddivov), ali nismo določili toliko?« No, pomembno je omeniti, da imajo IC (luči), GI in materiali vrednost 64 vzorcev (8 subdives) vsak - V-Ray to vrednost deli z AA Max vzorci v vaši sceni. Kljub vrednosti 64 vzorcev za luči in materiale morate upoštevati, da je ta vrednost deljena z vrednostjo AA Max = 64 vzorcev (8 poddivov), kar ima za posledico samo en sekundarni vzorec za luči, geografsko označbo in materiale. (64 sekundarnih vzorcev / 64 primarnih vzorcev = 1 sekundarni vzorec).

Razlog, zakaj V-Ray to počne, je notranja formula, ki jo je nastavil za ohranjanje teh dveh vrednosti v ravnovesju. Logika razvijalcev je naslednja: več ko je primarnih vzorcev, sorazmerno manj sekundarnih vzorcev je potrebnih za razumevanje dogajanja v sceni (kmalu bomo videli, da to ni vedno res). To ravnotežje med Image Samplerjem in DMC Samplerjem vam sprva morda ne bo jasno, a to je bistvo. Zaključek je, da ko povečate vrednost Image Sampler (AA), poskuša V-Ray to nadomestiti s sorazmernim zmanjšanjem vrednosti DMC Sampler. Kasneje, če še niste zaspali, lahko ocenite Kalkulator DMC, ki ga je napisal avtor tega članka, ki ga tako pridno prevajam ob 5:02 zjutraj, skoraj brez uporabe slovarja =) Hvala gimnaziji št. 32 v Ivanovu, kjer sem bil deležen 8 ur angleščine na teden.

In tako, vrnimo se k našim papigam:

V-Ray je bil upodobljen tako kul, kot je lahko, vendar me skrbi ogromno število rdečih slikovnih pik v elementu upodabljanja SampleRate). Tole nam pove:

»Nisem mogel ugotoviti, kaj se dogaja v sceni, ker ste me močno omejili pri pragu šuma. Dolgo časa sem uporabljal primarne vzorce s samo enim sekundarnim vzorcem, vendar mi ni dal dovolj informacij o teh področjih."

Če pogledamo upodabljanje, bomo opazili, da čeprav so predmeti (robovi predmetov) videti precej dobro, je na sliki še vedno nekaj šumnih področij, kjer so sence in odsevi. Imamo hrupno osnovno upodabljanje in imamo dve možnosti za zmanjšanje šuma, da dosežemo kakovost, ki jo želimo.

* Možnost 1 - povečanje AA Max Subdiv - tako da lahko V-Ray bolje vidi prizor, vendar spet z enim sekundarnim vzorcem za svetlobo, GI in materiale.

* Možnost 2 - Povečajte količino Poddivi v materialih, razsvetljavi in GI. Povejte V-Rayu, naj obdrži število primarnih vzorcev, vendar mu namesto tega dovoli uporabo več sekundarnih vzorcev.

Primer scene – možnost 1 – povečanje vrednosti AA MAX SUBDIVS

---

No, poskusimo najprej na način, ki ga navadno počnejo pokvarjeni vizualizatorji, da dobijo manj hrupno upodabljanje.

• Povečamo Image Sampler (AA) 1 min & 100 max Subdiv.
• IP, GI in materiale pustimo vključene 8 podrazdelkov.
• Znižajte prag hrupa na 0.005 povedati V-Rayu, da želimo upodabljati brez šuma.

Slika 4. Možnost 1 - povečanje števila podrazdelkov v AA Max
1min & 100max Subdivs = Image Sampler (AA)
8 Subdiv = BC, GI in vsi materiali
0,005 = prag šuma.

Ugotovimo, kaj se zgodi s temi nastavitvami. Ko nastavimo te nastavitve, povemo V-Rayu:

»Dovolim vam, da uporabite do 10.000 (100 subdivov) primarnih vzorcev (AA) na slikovno piko, da razumete, kaj se dogaja v prizoru, in čim bolj zmanjšate hrup pri danem pragu hrupa. Toda za vsak primarni vzorec lahko ustvarite samo en sekundarni vzorec, da bi razumeli, kaj je v prizoru s svetlobo, GI in materiali.«

Tega se spomnimo, ker Vsak IC, material in GI ima 64 vzorcev (8 poddivov), V-Ray to vrednost deli z AA Max Samples. Čeprav je vrednost 64 vzorcev, je deljena z največ 10.000 vzorci AA (100 poddivov), kar ima za posledico najmanjše število samo enega sekundarnega vzorca za luči, GI in materiale. (64 sekundarnih vzorcev / 10000 primarnih vzorcev = 1 sekundarni vzorec).

V-ray konča upodabljanje slike in pravi:

»Lahko bi ugotovil vse, kar se je dogajalo v prizoru, glede na kakovost in jasnost slike, ki ste jo določili. Da pa sem preizkusil sceno, sem moral ponekod uporabiti kar 10.000 primarnih vzorcev z 1 sekundarnim vzorcem za svetlobo, GI in materiale.«

Ogledamo si možnost 1 in vidimo, da se je količina hrupa znatno zmanjšala v primerjavi z osnovnim upodabljanjem. Čas upodabljanja se je povečal na 11 min 44 mec (9,8-krat dlje). Vendar nimamo hrupa. Večina ljudi bo na tej točki mislila, da je to najboljši rezultat, ki ga je mogoče doseči, in da je kot pripravljeno.

Kaj pa, če pogledamo možnost 2, o kateri smo govorili prej? Kljub povečanju AA Max Subdiv, kaj bi se zgodilo, če bi namesto tega povečali vrednosti subdiv v IS, GI in Materials. Pa ugotovimo.

Primer scene - možnost 2 - povečanje števila razdelkov v IS, GI in materialih

---

Zdaj pa poskusimo nekaj novega. Nastavimo vrednost primarnih vzorcev na tisto, kar je bila v osnovnih nastavitvah, vendar dodamo sekundarne vzorce.

• Image Sampler (AA) pustimo pri osnovnih nastavitvah 1 min & 8 max Subdiv.
• Povečamo število razdelkov v IP, GI in materialih na 80 Pododdelki vsak.
• Zapustite prag hrupa 0.01

Slika 5. Možnost 2 - navdušeno število pododdelkov v IS, GI in materialih.
1min & 8max Subdivs = Image Sampler (AA)
80 poddivov = luči, GI in materiali.
0,01 = prag šuma.

In tako, poglejmo, kaj se zgodi v drugi možnosti. Če nastavite parametre upodabljanja, kot je ta, sporočate V-Rayu:

"Dovolim vam, da uporabite do 64 (8 subdivov) primarnih vzorcev (AA) na slikovno piko, da razumete, kaj je v sceni, in do 100 sekundarnih vzorcev."

Ne pozabite, da GI, materiali in svetloba obsegajo 64.000 vzorcev (80 podrazdelkov). V-Ray samodejno razdeli vsako od teh vrednosti glede na AA Max Samples, nastavljene v vaši sceni. In kljub 64.000 vzorcem je razdeljen na vzorce AA Max 64 (8 podrazdelkov) in samo 100 sekundarnih vzorcev za luči, GI in materiale (vsaka). Sekundarni vzorci / 64 primarnih vzorcev = 100 sekundarnih vzorcev).

V-Ray konča upodabljanje in reče:

»Lahko bi ugotovil, kaj se dogaja v prizoru, na podlagi ravni kakovosti praga hrupa, ki ste jo nastavili. Pravzaprav sem večino časa moral uporabiti vseh 64 primarnih vzorcev na slikovno piko. In 100 sekundarnih vzorcev za svetlobo, materiale in geografsko označbo."

Vidimo, da šuma ni več, vendar se je čas upodabljanja povečal za 4,5-krat (4 m 38 s) v primerjavi z osnovnim upodabljanjem.

Toda če primerjamo z možnostjo 1, vidimo, da nam je možnost 2 dala čistejše rezultate in je bila upodobljena 2,2-krat hitreje.

Slika 06. Možnost 1 na levi in možnost 2 na desni. Spodaj je 4-krat povečana slika, da bolje vidite razliko v šumu.

Zakaj? Zakaj je povečanje nastavitev DMC Sampler (luči/GI/subdiv materiali) boljše od povečanja Samplerja (AA)? Rezultat je hitrejše in čistejše upodabljanje.

Kako deluje optimizacija

---

V osnovnem renderju vidimo, da robovi predmeta izgledajo dobro, šum je predvsem v odsevima in sencah. Če se spomnite, kaj smo učili prej: »Primarni vzorci (AA) so narejeni za »sondiranje« glavne geometrije scene, tekstur, DOF in zamegljenosti gibanja v sceni. Medtem ko sekundarni vzorci "sondirajo" GI, svetlobo, materiale in sence.

Da bi se torej znebili hrupa, izbira med možnostma 1 in 2 ni lahka naloga. Zakaj uporabljati izvijač kot kladivo? Image Sampler (AA) je že naredil tisto, za kar je bil zasnovan – naredil je geometrijske podrobnosti (robove predmetov) čiste in tihe. Torej, namesto da posnamete kup dodatnih primarnih vzorcev (AA) v prizor, da odstranite šum, je bolje, da dodate vzorce v DMC Sampler (lights/GI/Material Subdivs), pustite mu, da naredi to, za kar je bil zasnovan – odstrani šum v sencah, osvetlitvi, GI, odbojih in lomih. Tukaj je naš odgovor!

Zdaj lahko razumemo, zakaj "univerzalne nastavitve žarka V" 1min in 100max AA na splošno ne bodo najučinkovitejša metoda upodabljanja prizora - pravzaprav nikoli ni bila mišljena kot najučinkovitejša metoda! Univerzalne nastavitve V-Ray so bile zasnovane tako, da naredijo V-Ray dostopen in enostaven za uporabnike, ki jim ni mar za optimizacijo in se ne obremenjujejo s tem, kako V-Ray deluje pod pokrovom. To je samo način, da V-Ray postavite na avtopilota. To omogoča uporabniku nadzor nad celotno kakovostjo upodabljanja s prilagoditvijo samo enega parametra - praga šuma. Če je v upodabljanju preveč šuma, preprosto znižajte prag šuma in V-Ray bo še naprej sprožal primarne vzorce (AA), dokler končno ne doseže praga šuma.

Lahko pa še bolj optimiziramo možnost 2! Od 5 min 58 s prej 4 min 53 s. Z rahlim povečanjem hrupa.

Slika 07. Možnost št. 1. Na levi in možnost št. 2. Render je še bolj optimiziran - na desni. Hitrost upodabljanja se je povečala za 2,7x!

Tu je še en primer optimizacije, tokrat bolj osredotočen na zmogljivost scene.
Optimizirano upodabljanje (desno) naj bi bilo skoraj 35% hitrejše od splošnih nastavitev upodabljanja (levo), hkrati pa zmanjšuje šum in izboljšuje kakovost upodabljanja. Upoštevajte tudi, kako so odsevi postali natančnejši - opazni na tleh proti koncu hodnika.

Slika 08. »Univerzalne nastavitve V Ray« na levi in optimizirano upodabljanje na desni.

Se nadaljuje…