Распространенные проблемы gi

Теперь, когда мы разобрались со всеми имеющимися на вооружении V-ray алгоритмами просчета GI, определились с тем, как они работают и выбрали наиболее рациональные и практичные в использовании, настало самое время рассмотреть возможные проблемы и способы их решения.

В общем, у вторичного освещения всего две основные проблемы, точнее – два основных вида артефактов. Это шум и грязь. Как ни странно, но причина возникновения и способы устранения шума абсолютно тривиальны. Причиной появления этих распространенных проблем – недостаточное качество сэмплирования GI. В IM за это отвечает HSph. subdivs, а в BF и LC – Subdivs. Повышение этих параметров уменьшит количество шума на картах GI и, следовательно, на финальном рендере. На этом виде артефактов останавливаться не стоит.

А вот причины возникновения грязных пятен на визуализации или как их еще называют "вата", "хлопья", которыми частенько усыпаны мелкие детали сцены, стоит рассмотреть подробнее.

Грязь, а именно черные, серые и даже светлые пятна могут возникать в карте GI, созданной алгоритмом IM. Это происходит из-за недостаточной детализации самой карты IM.

Посмотрите на изображение. Не нужно долго присматриваться к его левой части, чтобы увидеть отвратительные грязные пятна на решетке. Любому визуализатору интерьеров они очень хорошо знакомы. Особенно явно проявляются эти артефакты в недоступных для прямых световых лучей и высокодетализированных местах сцены, освещенных лишь вторичным освещением. Например, на причудливых белых потолочных карнизах, находящихся в глубоких нишах потолка.

Недостаточное понимание природы этой проблемы привело к появлению просто экстраординарных способов борьбы с ней. Самые простые из них, это слепое накручивание HSph. subdivs для IM, Subdivs для LC, изменения единиц измерения, размеров зон сэмплировния, а также просто заоблачное увеличение Subdivs параметра для ключевых источников света в сцене. Более целенаправленным было существенное завышения интерполяции с целью размыть GI. Но самые изощренные методы заключались в следующем. Бралась камера, из которой будет произведена визуализация. После чего она клонировалась и перемещалась по сцене для получения нескольких ракурсов объекта, на котором возникали эти артефакты. Далее, с помощью предназначенных для совсем других целей скриптов, создавалась еще одна дополнительная камера и ее положение анимировалось. Эта камера в точности повторяла положения основной и дополнительных камер, на каждом новом кадре анимации. В итоге выходило некое подобие fly-through анимации, при которой камера облетала проблемный объект. Далее, рассчитывались карты GI основного и дополнительного отскоков для каждого кадра анимации и одновременно сливались в две, общие для каждого типа отскоков, карты. Таким образом, получались более детализированные и плотные карты GI. После чего, эти карты использовались для просчета одного лишь финального кадра из исходной первой камеры.

Подобные подходы в некоторой степени устраняют проблемы с GI, но они просто занудны в реализации и занимают львиную долю времени на настройку сцены, при этом, являясь неэлегантными решениями и не позволяя устранить проблему, как говорится, малой кровью.  Нет никакого смысла утомлять себя мучительной настройкой и экспериментами для каждой новой сцены, добиваясь необходимого результата. Понимая суть проблемы, устранить ее можно весьма элементарно, при аналогичных и даже меньших затратах вычислительного времени.

Для понимания природы этой проблемы, следует вернуться к принципу работы IM. В частности, к ее способу прощупывания геометрии сцены на более низких, чем конечное, разрешениях. В подавляющем большинстве случаев, а также в универсальных стартовых настройках V-Ray, субсэмплирование используется даже на финальном разрешении просчета IM. То есть, цветовые образцы IM берутся с гораздо меньшего разрешения, чем финальное. После этого они интерполируются до нужного разрешения, при этом еще и заполняя пропущенные зоны. В приведенном выше примере оба изображения рендерились на разрешении 400 на 500 пикселей. Левое изображение было просчитано со значением IM Max rate равным -4. Это значит, что финальный предпроход IM велся в разрешении 400 на 500, деленным на 2, деленным на 2, деленным на 2 и еще раз деленным на 2. То есть, в разрешении 25 на 31 пиксель.

Вот как выглядит рендер, просчитанный в разрешении 25x31 пиксель и затем интерполированный до разрешения 400x500 пикселей в Photoshop.

Серый прямоугольничек слева и есть не интерполированный рендер в разрешении 25x31 пиксель. Даже с высокими значениями самой интерполяции и информации о геометрии сцены, получить мелкие детали из столь сравнительно малого разрешения, попросту нереально. Если две или даже три белые перегородки нашей решетки на разрешении 25x31, обозначены одним черным пикселем, а темные промежутки между ними, например, одним белым, то, как бы мы не интерполировали эти пиксели, после интерполяции они будут выглядеть как размытые грязные пятна. Эти пятна дают как раз ту самую вату и грязь на мелких деталях сцены.

Теперь Вы наверняка понимаете, что для получения детализированной IM и избавления от пятен в углах необходимо увеличивать разрешение последнего предпрохода IM. Так было и сделано в предыдущем примере на изображении справа. IM была просчитана с Max rate равным 0, то есть на финальном разрешении рендеринга этого изображения. На нем отсутствуют видимые артефакты, так же, значительно отчетливее видны тени, не размытые интерполированной с низкого разрешения картой IM.

Если лишь на некоторых объектах сцены появляются подобные артефакты, то нет никакой необходимости просчитывать весь текущий кадр целиком с более детальной IM. Это неоправданно займет многие часы вычислений, выдавая по сути тот же результат на всех остальных не проблемных объектах сцены. Для того, чтобы не расходовать вычислительные ресурсы зря, достаточно воспользоваться функцией Region render и пересчитать лишь те части изображения, качество которых не устраивает.

Оптимальные настройки V-Ray – DMC Sampler