Коментар из 2023. - престаните да патите уз 3дс Мак, зато. Следи оригинални чланак

У овој лекцији ћемо ући у дивљину В-Раи-а и анализирати његове најсуптилније поставке како бисмо научили како да оптимизујемо рендеровање и добијемо слику високог квалитета за мање времена.

Увод

---

Овај водич је дизајниран да покрије и објасни цео процес оптимизације В-Раи подешавања за производњу висококвалитетних рендера за мање времена.

Често постоји велика забуна око појма В-Раи узорковање и шта су „идеална“ подешавања. Већина рендерера креира „Универзална В-Раи подешавања“ у којој постављају Мак Самплер (Анти-Алиасинг, или АА) Мак субдивес на веома високу вредност, око 50 или чак 100, а затим једноставно снижавају вредност прага шума до рендеровања је довољно чист, мислећи да је то најбољи начин да се постигне оптималан однос квалитета/брзине. Али уз мало разумевања шта је испод хаубе В-Раи-а и како он заправо функционише, можете добити боље слике за мање времена за рендеровање. Метода коју ћу описати у овом чланку, у поређењу са најчешћом коју сам описао горе, у неким сценама може уштедети ваше време рендеровања од 3 до 13 пута.

Па, прво да погледамо неке основне ствари о томе како функционишу само рендеровање и В-Раи узорковање. Затим ћемо прећи на одређену сцену да покажемо како да оптимизујете рендеровање да буде брже, боље и оштрије. Затим ћемо научити да идентификујемо различите врсте буке које могу бити у сцени. И на крају, показаћу вам корак по корак процедуру за оптимизацију било које сцене како бисте постигли савршен баланс између квалитета и брзине.

Ако већ знате како В-Раи функционише, кликните овде да бисте прешли директно на поступак оптимизације корак по корак.

РАИТРАЦИНГ (праћење зрака)

---

Када рендеровање почне, зраци се снимају из камере у сцену како би прикупили информације о геометрији сцене, које ће бити видљиве на коначној слици. Ови зраци су усмерени даље од камере и називају се Примари Раис (Понекад Цамера Раис или Еие Раис) и конфигурисани су у Имаге Самплер (такође познат као Анти-Алиасинг или АА).

Док примарни зрак сече геометрију сцене, додатни зраци се испуштају из ових пресечних тачака у друге области сцене да би се добиле информације о осветљењу, сенкама, индиректном осветљењу (ГИ), рефлексијама, ломовима, расејању испод површине (ССС), итд. називају се додатни зраци Секундарни зраци и конфигурисан у В-Раи-у ДМЦ Самплер.

Слика 1. Поједностављени дијаграм праћења зрака: Примарни зраци се испаљују из камере у сцену, укрштају се са објектима у сцени и шире секундарне зраке на друге делове сцене.

Од сада ћемо „зраке“ називати „узорцима“, јер је сврха зрака (зрака) да добије информације о сцени „узорка“. Зраци = Узорци.

Да бисте разумели шта се дешава у сцени, морате да објавите гомилу примарних и секундарних узорака. Више Узорци, што више В-Раи добије информација о сцени, сходно томе, рендер ће бити квалитетнији и мање ће га садржати бука. Као што видите, бука је разлог недостатка информација о месту догађаја. Ако у сцени има буке, онда В-Раи није имао прилику да прикупи довољно информација о сцени. Да га сумирам: Да бисте уклонили шум, морате дати В-Раи-у више информација, а да бисте рендереру дали више информација о сцени, потребно је да повећате вредност Самплеса.

Број примарних узорака, регулисан вредностима Мин Субдивс, Мак Субдивс, И Цолор Тхресхолд у опцијама за узорковање слика. Број секундарних узорака контролише вредност Субдивс појединачно у сваком извору светлости, ГИ, материјалу и подешавањима Праг шума ДМЦ Самплер вредност. (Праг буке у Маии се зове Адаптиве Тхресхолд)

Дакле, да поновимо основне појмове:

Реј = Узорак

Примарни узорци = узорци прилагођени В-Раи-овим Имаге Самплер-ом (такође познатим као Анти-Алиасинг или АА), дизајнирани да одреде геометрију сцене и прикупљају информације као што су текстуре, дубина поља (ДОФ) и замућење покрета).

Секундарни узорци = узорци које може прилагодити В-Раи-ов ДМЦ Самплер, дизајнирани да прикупљају информације о осветљењу, ГИ, сенкама, рефлексијама, преламањима и ССС

Бука = бука или недостатак информација

Субдивс = квадратни корен од стварног броја узорака. Субдивс^2 = Узорци. Пример: 8 Субдив = 64 узорка. (8^2 = 64)

У овом водичу ћемо погледати како најбоље користити ове примарне и секундарне узорке да бисте добили слику без шума за кратко време.

Дефиниција ЕЛЕМЕНТ САМПЛЕРАТЕ РЕНДЕР

---

СамплеРате рендер елемент је један од најважнијих алата које ћемо користити за оптимизацију рендеровања. Ово је В-Раи-ов начин да нам покаже шта Имаге Самплер (АА) ради на одређеном пикселу. То ради означавањем сваког пиксела бојом која одговара броју примарних узорака (АА) које садржи. Ова слика се може видети у елементу за рендеровање СамплеРате)

*Плава боја означава малу количину примарних узорака (АА) у овом пикселу.

*Зелена боја означава просечан број примарних узорака (АА) у овом пикселу.

*Црвена боја означава велики број примарних узорака (АА) у овом пикселу.

Слика 2. Елемент рендеровања СамплеРате (десно) показује колико је примарних узорака коришћено у сваком пикселу рендеровања (лево)

Дакле, за сцену са Имаге Самплер (АА) 1 мин и 10 максималних Субдив (1 мин и 100мак примарних узорака):

*Плава боја означава 1 примарни узорак (АА) у овом пикселу.

*Зелена боја означава 50 примарних узорака (АА) у овом пикселу.

*Црвена боја значи 100 примарних узорака (АА) у овом пикселу.

И, за сцену са Имаге Самплер (АА) 1 мин и 100 максималних Субдив (1 мин и 10000мак примарних узорака):

*Плава боја означава 1 примарни узорак (АА) у овом пикселу.

*Зелена боја значи 5000 примарних узорака (АА) у овом пикселу.

*Црвена боја значи 10000 примарних узорака (АА) у овом пикселу.

Пример сцене - како функционише В-РАИ?

---

У овом туторијалу радићемо са једноставном сценом која се састоји од: равни са неколико сфера на њој, неколико различитих једноставних материјала (укључујући дифузну, сјајну рефлексију, сјајну рефракцију и ССС), два светла за подручје и светла за куполу са ХДРИ . ГИ је омогућен у режиму Бруте Форце + Лигхт Цацхе. Можете преузети ову датотеку Ево.

Почећемо са основним подешавањима рендеровања са следећим вредностима:

• Имаге Самплер (АА) = 1мин & 8мак Субдивс.
• Светла, ГИ и материјали све 8 Субдивс.
• Праг шума с= 0.01.
• Такође остављамо сва остала подешавања подразумевана.

Слика 3. Основни рендер.
1 мин & 8 мак Субдивс = Самплер слика (АА)
8 Субдивс = Светла, ГИ и сви материјали

Хајде сада да погледамо ближе шта се дешава током основног рендеровања. Кроз подешавања рендеровања, на неки начин кажете рендеру:

„Дозвољавам вам да користите до 64 (8 Субдивс) примарних узорака (АА) у сваком пикселу тако да разумете шта се дешава тамо у сцени и да не правите толико буке колико праг шума дозвољава... Али за сваки од ових примарних узорака, можете креирати само 1 секундарни узорак да бисте разумели шта постоји у смислу светлости, сенки, ГИ и материјала.”

Можда се питате: „Чекај, само један секундарни узорак за светлост, географску ознаку и све материјале? Да возите! Требало би да има 64 узорка (8 Субдив), зар нисмо навели толико?" Па, важно је напоменути да ИЦ (светла), ГИ и материјали имају вредност од 64 узорка (8 субдивес) сваки - В-Раи дели ову вредност са АА Мак узорцима у вашој сцени. Упркос вредности од 64 узорка за светла и материјале, треба да имате на уму да је ова вредност подељена са вредношћу АА Мак = 64 узорка (8 субдив), што резултира само једним секундарним узорком за светла, ГИ и материјале. (64 секундарна узорка / 64 примарна узорка = 1 секундарни узорак).

Разлог зашто В-Раи то ради је због интерне формуле коју је поставио да ове две вредности одржава у равнотежи. Логика програмера је следећа: што је више примарних узорака, потребно је пропорционално мање секундарних узорака да би се разумело шта се дешава на сцени (ускоро ћемо видети да то није увек тачно). Овај баланс између Имаге Самплер-а и ДМЦ Самплер-а можда вам у почетку неће бити јасан, али то је поента. Закључак је да када повећате вредност узорка слике (АА), В-Раи покушава да компензује пропорционално смањењем вредности ДМЦ узорка. Касније, ако још нисте заспали, можете проценити ДМЦ калкулатор, који је написао аутор овог чланка, који ја тако марљиво преводим у 5:02 ујутру, готово без употребе речника =) Хвала гимназији број 32 у Иванову, где сам добијао 8 часова енглеског недељно.

И тако, вратимо се нашим папагајима:

В-Раи је рендерован колико год је могао, али сам узнемирен због огромног броја црвених пиксела у елементу за рендеровање СамплеРате). Ево шта нам он каже:

„Нисам могао да схватим шта се дешава на сцени јер сте ме озбиљно ограничили у прагу буке. Користио сам примарне узорке са само једним секундарним узорком дуго времена, али ми није дао довољно информација о овим областима."

Ако погледамо рендер, приметићемо да иако објекти (ивице објеката) изгледају прилично добро, још увек постоје неке бучне области на слици где постоје сенке и рефлексије. Имамо бучан основни рендер и имамо две опције да смањимо буку да бисмо добили квалитет који желимо.

* Опција 1 - повећање АА Мак Субдивс - тако да В-Раи може боље да види сцену, али опет са само једним секундарним узорком за светлост, ГИ и материјале.

* Опција 2 - Повећајте количину Субдивс у материјалима, осветљењу и ГИ. Реците В-Раи-у да задржи број примарних узорака, али уместо тога дозволи му да користи више секундарних узорака.

Пример сцене - опција 1 - повећање вредности АА МАКС СУБДИВС

---

Па, хајде да покушамо прво, на начин на који искривљени визуализатори обично раде да би добили мање бучно рендеровање.

• Повећавамо Имаге Самплер (АА) 1 минут & 100мак Субдивс.
• Остављамо ИП, ГИ и материјале укључене 8 Субдивс.
• Смањите праг буке на 0.005 да кажемо В-Раи-у да желимо да рендерујемо без шума.

Слика 4. Опција 1 - повећање броја подела у АА Мак
1мин и 100мак Субдивс = Самплер слика (АА)
8 Субдивс = БЦ, ГИ и сви материјали
0,005 = Праг шума.

Хајде да схватимо шта се дешава са овим подешавањима. Постављајући ова подешавања, кажемо В-Раи-у:

„Дозвољавам вам да користите до 10.000 (100 субдив) примарних узорака (АА) по пикселу да бисте разумели шта се дешава у сцени и минимизирали шум што је више могуће на датом прагу шума. Али, за сваки примарни узорак, можете креирати само један секундарни узорак како бисте разумели шта је у сцени са светлом, ГИ и материјалима.”

Памтимо то јер Сваки ИЦ, материјал и ГИ имају 64 узорка (8 Субдив), В-Раи дели ову вредност са АА Мак узорцима. Иако је вредност 64 узорка, подељена је са АА Мак 10.000 узорака (100 субдив), што резултира минималним бројем од само једног секундарног узорка за светла, географску ознаку и материјале. (64 секундарна узорка / 10000 примарних узорака = 1 секундарни узорак).

В-раи завршава приказивање слике и каже:

„Могао сам да схватим све што се дешава у сцени због квалитета и јасноће слике коју сте навели. Али да бих тестирао сцену, на неким местима сам морао да користим чак 10.000 примарних узорака са 1 секундарним узорком за светлост, ГИ и материјале.”

Гледамо опцију 1 и видимо да се количина буке значајно смањила у поређењу са основним рендером. Време рендеровања је повећано на 11 мин 44 мец (9,8 пута дуже). Али ми немамо буку. Већина људи ће у овом тренутку мислити да је ово најбољи резултат који се може добити и да је, као, спреман.

Али шта ако погледамо опцију 2, о којој смо раније говорили? Упркос повећању АА Мак Субдивс, шта би се десило ако бисмо уместо тога повећали вредности субдив у ИС, ГИ и Материалс. Хајде да сазнамо.

Пример сцене – опција 2 – повећање броја пододељења у ИС, ГИ и материјалима

---

Хајде сада да пробамо нешто ново. Поставимо вредност примарних узорака на оно што је била у основним подешавањима, али додајмо секундарне узорке.

• Остављамо Имаге Самплер (АА) на основним подешавањима 1 минут & 8мак Субдивс.
• Повећавамо број пододељења у ИП, ГИ и материјалима до 80 Пододељења сваки.
• Оставите праг шума 0.01

Слика 5. Опција 2 - ентузијастичан број пододељења у ИС, ГИ и материјалима.
1 мин & 8 мак Субдивс = Самплер слика (АА)
80 Субдивс = Светла, ГИ и Материјали сваки.
0,01 = Праг шума.

И тако, погледајмо шта се дешава у другој опцији. Постављањем параметара за рендеровање као што је овај, говорите В-Раи-у:

„Дозвољавам вам да користите до 64 (8 субдив) примарних узорака (АА) по пикселу да бисте разумели шта је у сцени и до 100 секундарних узорака.“

Запамтите да ГИ, материјали и светлост имају по 64.000 узорака (80 подела). В-Раи аутоматски дели сваку од ових вредности на основу АА Макс узорака постављених у вашој сцени. И упркос 64.000 узорака, подељен је на АА Мак 64 узорка (8 пододељења) и само 100 секундарних узорака за светла, ГИ и материјале (сваки). Секундарни узорци / 64 примарних узорака = 100 секундарних узорака).

В-Раи завршава рендеровање и каже:

„Могао сам да кажем шта се дешава у сцени на основу нивоа квалитета шума који сте поставили. У ствари, већину времена, морао сам да користим сва 64 примарна узорка по пикселу. И 100 секундарних узорака за светлост, материјале и ГИ."

Видимо да је шум нестао, али се време рендеровања повећало за 4,5 пута (4м 38с) у поређењу са основним рендером.

Али ако упоредимо са опцијом 1, видимо да нам је опција 2 дала чистије резултате и да је приказана 2,2 пута брже.

Слика 06. Опција 1 лево и опција 2 десно. Испод је слика увећана 4 пута да би се боље видела разлика у шуму.

Зашто је то? Зашто је повећање подешавања ДМЦ Самплер-а (светла/ГИ/субдив материјали) боље него повећање Самплер-а (АА)? Резултат је бржи и чистији приказ.

Како функционише оптимизација

---

У основном рендеру видимо да ивице објекта изгледају добро, шум је углавном у рефлексијама и сенкама. Ако се сећате шта смо раније учили: „Примарни узорци (АА) су направљени да „испитају“ главну геометрију сцене, текстуре, ДОФ и замућење у покрету у сцени. Док секундарни узорци "проверавају" ГИ, светлост, материјале и сенке."

И тако, да бисте се ослободили буке, бирање између опције 1 и 2 није лак задатак. Зашто користити шрафцигер за обављање посла чекића? Имаге Самплер (АА) је већ урадио оно за шта је дизајниран - учини геометријске детаље (ивице објеката) чистим и нечујним. Дакле, уместо да снимате гомилу додатних примарних узорака (АА) у сцену да бисте уклонили шум, боље је додати узорке у ДМЦ Самплер (светла/ГИ/Материал Субдивс), пустите га да ради оно за шта је дизајниран - уклони шум у сенци, осветљење, ГИ, рефлексије и преламања. Ево нашег одговора!

Сада можемо да видимо зашто „Универзална подешавања В Раи“ од 1 мин и 100мак АА генерално неће бити најефикаснији метод за приказивање сцене – у ствари, никада није ни намеравао да буде најефикаснији метод! В-Раи-ове универзалне поставке су дизајниране да В-Раи учине доступним и лаким за кориснике који не маре за оптимизацију и не замарају се тиме како В-Раи функционише испод хаубе. То је само начин да се В-Раи стави на аутопилот. Ово омогућава кориснику да контролише цео квалитет рендеровања подешавањем само једног параметра - прага шума. Ако има превише буке у рендеру, једноставно смањите праг буке и В-Раи ће наставити да пушта примарне узорке (АА) све док коначно не достигне праг шума.

Али можемо још више оптимизовати опцију 2! Од 5мин 58с пре него што 4мин 53с. Са благим повећањем буке.

Слика 07. Опција бр. 1. лево и опција бр. 2 Рендер је оптимизован још више - десно. Брзина рендеровања је повећана за 2,7к!

Ево још једног примера оптимизације, овог пута више фокусираног на перформансе сцене.
За оптимизовано приказивање (десно) се каже да је скоро 351ТП3Т брже од генеричких подешавања рендеровања (лево) уз смањење шума и побољшање квалитета рендеровања. Такође обратите пажњу на то како су рефлексије постале тачније - приметне на поду према крају ходника.

Слика 08. „Универсал В Раи Сеттингс“ са леве стране, а оптимизовани рендер са десне стране.

Наставиће се…