Улучшение деталей Irradiance map
Следующая зона параметров IM это зона Detail enhancement.
Как мы уже знаем, основной изюминкой IM является вычисление важных деталей сцены с помощью предпроходов на низких разрешениях. Опция Detail enhancement позволяет создать гибрид между адаптивным, но создающим несколько размытую карту семплов алгоритмом IM и грубым, но прецизионным в деталях BF.
Когда функция Detail enhancement активирована, IM, так же как и раньше, с помощью предпроходов вычисляет детализацию сцены. Однако, на последнем калькуляционном проходе, когда конечная информация о детализации сцены получена, в игру вступает Detail enhancement. Суть работы Detail enhancement в том, что основываясь на информации о детализации сцены, сэмплы GI наиболее важных зон просчитываются алгоритмом Brute Force на полном разрешении финальной визуализации, без субсэмплирования. Все остальные зоны, как и в штатном режиме работы IM, вычисляются с помощью интерполяции.
Алгоритм работы Detail enhancement по вычислению, какие буквально сэмплы в важных зонах будут просчитаны, по принципу работы похож на алгоритм Ambient occlusion (AO), но при этом, в отличие от AO, алгоритм Detail enhancement берет в расчет направление света.
Стоит отметить, что при активированной функции Detail enhancement, алгоритм IM используется лишь для определения детализации сцены, а непосредственный просчет важных деталей ложится на BF составляющую Detail enhancement. Зная это, при активной опции Detail enhancement можно понижать все настройки алгоритма IM, кроме Interp. samples. Interp. samples можно даже увеличить.
Активируется алгоритм путем установки галочки в чекбокс On. Тогда становятся активными его параметры Scale, Radius и Subdivs mult.
Scale – определяет единицы измерения параметра Radius.
Radius – величина радиуса полусферы, определяющей зону, в которой BF будет просчитывать семплы GI относительно исходной точки. Расположение исходных точек применения BF, как уже было сказано выше, определяется на стадии вычисления детализации сцены с помощью предпроходов.
Subdivs mult. - по сути, полный аналог Subdivs параметра алгоритма BF, определяющего количество диффузных лучей. Указывается в процентном отношении от установленного в HSph. subdivs значения.
Чтобы лучше понять, что такое радиус полусферы, и о какой полусфере точки идет речь, необходимо плотнее познакомиться с концепцией AO. Пояснение данной концепции выходит за рамки данного урока, однако она будет подробно рассмотрена в отдельном уроке, посвященном AO и в частности областям применения параметрической карты VRayDirt. В любом случае, Detail enhancement – это специфическая опция, сильно снижающая адаптивность и существенно увеличивающая время просчета GI. Именно поэтому ее не следует активировать без особой необходимости и тем более в универсальных настройках V-Ray рендерера.
Дополнительные опции Irradiance Map
Далее в настройках IM расположена зона дополнительных опций Advanced Options.
Interpolation type – выпадающий список, позволяющий выбрать метод интерполяции сэмплов IM, то есть алгоритм, который заполняет пропущенные зоны на IM, получая недостающие сэмплы из уже просчитанных. Всего в этом списке четыре метода, это Weighted average (good/robust), Least squares fit(good/smooth), Delone triangulation(good/exact) и Least squares with Voronoi weights. Технически они отличаются разными математическими принципами для вычисления результата. Совершенно нет никакой необходимости углубляться в принципы их работы. Для конечного пользователя достаточно взглянуть на подсказки, указанные в круглых скобочках для каждого из них, и сразу же станут ясны особенности каждого из них. Оптимальный метод интерполяции – установленный по умолчанию Least squares fit. Именно его стоит использовать в стартовых настройках V-Ray.
Sample lookup – выпадающий список, позволяющий выбрать метод, который определяет какие именно из просчитанных семплов IM будут участвовать в интерполяции пропущенных областей в соседних зонах. Всего четыре метода выбора семплов, это Quad-balanced (good), Nearest (draft), Overlapping (very good/fast) и Density-based (best). Это – также алгоритмы, имеющие свои математические особенности в методах выбора нужных семплов, в которые не стоит вникать без особой необходимости. Аналогично Interpolation type методам, подсказки в круглых скобочках рядом с их названиями отлично поясняют их особенности. По умолчанию установлен самый лучший метод Density-based (best), именно его и нужно использовать в универсальных настройках V-Ray.
Calc. pass interpolation samples – значение, определяющее число вычисленных сэмплов, которыми будет руководствоваться алгоритм IM при интерполяции во время последнего калькуляционного прохода. Номинально установленного значения в 10 сэмплов вполне достаточно для получения качественного результата. Его нужно использовать в универсальных настройках V-Ray.
Multipass – функция, которая позволяет при просчете текущего предпрохода IM использовать абсолютно все доступные сэмплы, просчитанные на текущий момент. То есть, и сэмплы от предыдущего предпрохода на более низком разрешении, и сэмплы, уже вычисленные в текущем предпроходе.
Irradiance map просчитывается, как и финальный рендер, во много потоков для полноценного использования потенциала современных вычислительных систем, которые зачастую многопоточны благодаря многопроцессорности и многоядерности. Изначально, при просчете IM многопоточной системой, каждая порция IM рассчитывается отдельным потоком, независимо друг от друга. Данные для текущего просчета берутся лишь из предыдущего предпрохода. Из-за этого получается, что каждая порция просчета IM, не имея информации об окружающих порциях выдает несогласованный с соседними результат. На просчитанной таким образом карте IM проявляется решетка границ этих порций.
Внимательно посмотрите на изображение. Можно заметить отчетливо видные линейные границы порций просчета IM каждым из потоков. Например, этот эффект очень заметен на сфере и на стене справа, на потолке над кубом.
Включение функции Multipass позволяет алгоритму IM использовать информацию о сэмплах из текущего предпрохода. То есть при просчете каждой порции она позволяет алгоритму IM использовать информацию о смежных с ним, просчитанных порциях, давая согласованный сглаженный результат. Таким образом, на практике, функция Multipass позволяет сглаживать границы между порциями просчета IM, просчитывая однородную IM, без видимых артефактов в виде решетки порций. В универсальных стартовых настройках V-Ray эту функцию всегда следует держать активной.
Randomize samples – функция, позволяющая генерировать сэмплы IM в случайном порядке, делая IM более реалистичной. Номинально алгоритм IM выбирает семплы на объектах сцены с регулярной периодичностью, напоминающей сетку, даже если выше рассмотренная опция Multipass включена. Это наглядно можно посмотреть на изображении ниже.
Чтобы устранить эту регулярность, явно выдающую компьютерное происхождение изображения, и мешающую фотореалистичности визуализаций, функцию Randomize samples в универсальных настройках V-Ray следует обязательно держать активированной.
Check sample visibility – функция, которая позволяет интерполировать сэмплы IM, лишь находящиеся в прямой видимости друг от друга. Очень часто, вследствие небольшой плотности IM, в при интерполяции недостающих сэмплов, алгоритм IM берет соседние семплы, которые попадают в зону выборки сэмплов для данной точки, даже несмотря на то, что они могут находиться вне зоны прямой видимости относительно друг друга в сцене. Например, у нас есть книжный шкаф с тонкой деревянной полочкой, плотно прилегающей к задней стенке шкафа. На полочке сверху стоит светильник и освещает ее верхнюю часть. Под полочку прямые лучи света светильника никаким образом не попадают. Тем не менее, внизу под полочкой на задней стенке запросто могут появиться светлые пятна, несмотря на то, что их там просто не может быть. Это происходит, потому что алгоритм IM при интерполяции недостающих сэмплов в зоне под полочкой, берет расположенные рядом сэмплы с ее верхней части без учета геометрии полочки. Чтобы этого не происходило, алгоритму IM при интерполяции необходимо указать, что нужно проверять, какие сэмплы находятся в зоне прямой взаимной видимости, а какие – нет. Разумеется, такая проверка потребует дополнительных вычислительных ресурсов.
Предлагаем Вам посмотреть пример из V-Ray Help, превосходно иллюстрирующий работу данной функции.
Это очень полезная функция, однако, в большинстве сцен, описанные выше артефакты отсутствуют, и нет совершенно никакой необходимости всегда осуществлять проверку видимости сэмплов, напрасно расходуя вычислительные ресурсы. В универсальных стартовых настройках V-Ray функцию Check sample visibility следует отключать.
В зонах Mode и On render end задается режим работы IM, нужный для рендеринга анимации. Указывается папка и имя на жестком диске, под которым будет сохранена просчитанная IM. Как уже говорилось ранее, анимации в V-Ray будет посвящен отдельный урок, в котором и будут подробно рассмотрены эти опции. В универсальных стартовых настройках V-Ray их следует оставить нетронутыми, как они есть по умолчанию.
Последнее, что стоит отметить, это то, что алгоритм Irradiance map может быть использован только лишь для просчета первого диффузного отскока, то есть лишь в качестве Primary bounces GI engine. Из работы алгоритма IM вполне ясно, что при расчете лавины лучей GI, полученной после первого отскока, методы предпрохода IM совершенно неуместны. В любом случае, при выборе Secondary diffuse bounces GI движка, в свитке V-Ray.: Indirect Illumination (GI), возможность выбора IM как движка Secondary bounces отсутствует, что полностью исключает его использование для этих отскоков.
Оптимальные настройки V-Ray – Light Cache