Практическая настройка gi

Итак, самое время разобраться, как практически управлять глобальным освещением в V-Ray.

Откройте окно Render Scene (клавиша F10) и перейдите на вкладку Indirect illumination.

В данной вкладке главным управляющим свитком является V-Ray:: Indirect Illumination (GI). В нем осуществляется включение глобального освещения, выбор алгоритмов просчета главных и дополнительных отскоков и общие настройки GI.

Прежде всего, для активации глобального освещения в сцене следует установить галочку в чекбокс On. После этого Вам станут доступны параметры глобального освещения V-Ray движка.

 

В зоне GI caustics можно включить или отключить так называемые рефлективные и рефрактивные каустики для GI лучей.

Вкратце, каустика – это геометрическое место, где сходятся отраженные или преломленные лучи от отражающих и прозрачных криволинейных поверхностей, вырисовывающие близи них специфические, легко заметные световые узоры. Другими словами, это эффект искривленной линзы, проецирующей световые лучи на какую-нибудь поверхность, где линзами выступают отражающие и прозрачные объекты сцены. Самый банальный пример каустики – причудливый световой узор на столе от бокала, на который сбоку светит свет.

 

Именно эти эффекты имитирует фотонная карта кустик, находящаяся в свитке V-Ray:: Caustics. Несмотря на то, что этот свиток является самым последним во вкладке Indirect illumination и логично о нем писать в самую последнюю очередь, хотелось бы вкратце написать о нем именно сейчас. Расчет каустик в V-Ray сопровождается появлением большого количества артефактов, чрезмерным потреблением оперативной памяти и сложной предварительной настройкой. Всё это – при минимально заметном, а то и отсутствующем эффекте в подавляющем большинстве сцен. В универсальных стартовых настройках V-Ray просчет каустик включать не следует.

Также, следует понимать, что расчет каустик и GI каустик это разные вещи. Каустики, созданные вышеупомянутой фотонной картой, рассчитываются лишь для первичных лучей от источника света. В то время как GI каустики просчитываются отдельно и настройки зоны GI caustics свитка V-Ray:: Indirect Illumination (GI) отвечают как раз за эти каустики, произошедшие от вторичного освещения. Мало того, GI каустики названы каустиками лишь по некой аналогии с фотонными, на самом деле они таковыми не являются.

Опция Reflective позволяет включать просчет рефлективных каустик для GI отскоков, что позволяет GI лучам учитывать отражательные свойства материалов и сильнее отражаться от отражающих объектов, таких как хромированные детали, зеркала и прочее.

Учитывая меньшую энергию лучей вторичных отскоков, по сравнению с лучами от источников прямого света, влияние рефлективных каустик на общую освещенность сцены будет незначительное. Кроме того, в виду необходимости просчета Reflective caustics рендерером, их включение увеличит время просчета вторичного освещения, а также в виду сложности сэмплирования этого эффекта, возможно появление нежелательного шума в GI. Учитывая данные недостатки, эту опцию следует номинально оставлять выключенной в универсальных стартовых настройках V-Ray.

Опция Refractive позволяет включать просчет рефрактивных каустик для GI отскоков. Несмотря на схожее название с каустиками от прямых лучей источников света, где имитируются именно каустические световые эффекты, Refractive caustics просто позволяет проходить вторичному освещению через прозрачные поверхности. Например, это применимо в интерьерной сцене, которая освещается вторичным освещением от VRaySky / skylight /Skylight portal, находящимся за окном, а в оконных проемах стоят модели окон со стеклом. Отсутствие просчета Refractive caustics в этой сцене сделает весь рендер черным, просто потому что GI лучи не попадут внутрь интерьера, так как не смогут пройти даже через прозрачное оконное стекло.

Для большинства сцен такое поведение GI неприемлемо и поэтому опцию Refractive в универсальных настройках V-Ray следует активировать, установив чекбокс Refractive.

Следующая зона свитка V-Ray:: Indirect Illumination (GI) это – Post-processing, содержащая три параметра.

Saturation – очень важный параметр GI, который отвечает за цветовую насыщенность отраженных лучей или, как показывает практика, попросту за величину так называемого колор блидинг эффекта.

Данное изображение это визуализация использованной ранее сцены, с тем же источником света, с теми же материалами объектов, за одним лишь исключением материала куба, он – красный.

Не нужно долго присматриваться к изображению, сравнивая его с предыдущими, чтобы понять, что не только куб, но и другие объекты сцены приобрели красноватую окраску. Этот явление, весьма характерное для реального мира, и есть упомянутый феномен колор блидинга.

Его природа довольно проста. Красный объект – это объект, поглощающий лучи всех цветов и отражающий лишь лучи красного цвета. Именно это эффект отчетливо имитируется на этом изображении. Прямые лучи белого цвета, который, как известно, несет в себе все цвета видимого спектра, падают из окна на поверхность куба, после чего отражаются. Но отражаются они уже не белыми, какими они были изначально, а красными, т.к. красный материал куба поглотил все цвета кроме красного. Таким образом, красный куб освещает собой близлежащие объекты и окрашивает их в красный цвет.

Избавиться от этого, зачастую, чрезмерно выделяющегося, эффекта помогает понижение параметра Saturation. Меньшее значение saturation делает цветное диффузное отражение бледнее, в то время как большее значение делает его насыщеннее.

Вот та же сцена с тем же красным кубом, но со значением Saturation, равным нулю:

В этом изображении уже нет "красных стен", однако следует понимать, что это глобальный параметр, влияющий на абсолютно все диффузные отражения в сцене, уменьшающий цветовую насыщенность всех GI лучей. В большинстве случаев сильное занижение или же завышение этого параметра даст неестественный результат. Оптимальным для подавляющего большинства сцен является значение этого параметра равное 0.7. Именно его следует устанавливать в универсальных стартовых настройках.

Если возникает необходимость исправить эффект колор блидинга от какого-либо конкретного объекта либо материала, то для локального контроля этого аспекта следует использовать VRayOverrideMtl, о чем красноречиво свидетельствует очень удачный пример в V-Ray Help.

Contrast и Contrast base – параметры, которые буквально управляют контрастом GI, используемым рендерером при формировании финального изображения, аналогично как Saturation по сути всего лишь управляет цветовой насыщенностью GI. Параметр Contrast работает совместно с параметром Contrast base. Технически Contrast base – это одна из переменных алгоритма, вычисляющего контраст рендер-элемента GI, смещая диапазон его значений и тем самым влияя на его яркость. При базе Contrast base равной нулю, увеличение значения параметра Contrast осветляет GI; при базе Contrast base большей ноля, увеличивается общая яркость, и увеличение значения параметра Contrast приводит к затемнению GI.

 На практике эти параметры проще рассматривать как аналог инструмента Brightness/Contrast растрового редактора Photoshop. В подавляющем большинстве ситуаций совершенно нет никакой необходимости как-либо изменять контрастность GI. Поэтому в универсальных стартовых настройках V-Ray их значения не стоит изменять, оставив 1 для Contrast и 0,5 для Contrast base, как это выставлено по умолчанию.

Следующая зона свитка V-Ray:: Indirect Illumination (GI) это зона выбора движков просчета основных и дополнительных отскоков световых лучей, называемых Primary и Secondary bounces.

У многих 3d визуализаторов количество настроек GI вызывает панику. На самом деле в этих настройках, если все и не сильно просто, то, как минимум, все достаточно логично. Есть основные, есть дополнительные отскоки луча. Просчитываться одни и другие с помощью специальных алгоритмов – GI engine. Всего в V-Ray существует четыре алгоритма просчета отскоков GI. Их выбор можно сравнить с выбором алгоритмов антиалиасинга. Есть грубый алгоритм просчета GI отскоков Brute force и три несколько более гибких алгоритма – Global photon map, Irradiance map и Light cache.

В зонах Primary и Secondary bounces находятся всего два параметра, числовой параметр Multiplier и выпадающий список GI engine.

Multiplier – это величина применения рендер элемента данного светового отскока GI при формировании финального изображения, проще говоря его яркость.

По умолчанию, для Primary и Secondary bounces значения Multiplier установлены равные единице. Однако это не самые удачные значения, потому что в виду излишней яркости лучей GI по сравнению с яркостью лучей от источников прямого света, получаются сильно пересветленные и неконтрастные изображения. Часто это сказывается еще и на тенях, которые становятся более светлыми, что на визуализации сразу вызывает эффект "летающих" объектов, под которыми нет привычной тени.

Внимательно посмотрите на это изображение. Оно достаточно светлое, но при этом слабо видны все делатели сцены, они кажутся смазанными и нечеткими. Это происходит, потому что вторичное освещение очень высветлят тени и тем самым сильно снижает детализацию сцены, делая ее "плоской". В сценах, содержащих объекты насыщенных цветов, величина Color bleeding также увеличится, вследствие большего влияния лучей GI на сцену. Кроме того, не сразу ясно, что же является источником света в этой сцене, так как совершенно нет контраста между ярким светом из окна и столь же ярким вторичным освещением. Создается иллюзия, что где-то внутри помещения присутствует дополнительный источник света. Совершено иная картина наблюдается на изображении с более удачными значениями интенсивности вторичного освещения.

На этом изображении выбран верный баланс интенсивности между первичным освещением от источника света и вторичным освещением в сцене. Посмотрите, как сразу же видно происхождение освещения, не возникает никаких сомнений в том, что его источником является свет из окна, а не импровизированные источники внутри помещения. Также гораздо четче видны детали, сцена становиться сочной и проработанной. Такой подход значительно поднимает контраст изображения, делая его более фотореалистичным. Если изображение Вам покажется недостаточно ярким, то это элементарно решается поднятием значения общего Multiplier в настройках колор мэппинга V-Ray, расположенных в свитке V-Ray: color mapping вкладки V-Ray. Более подробно о глобальной регулировке яркости финального рендера читайте в уроке Замена VRayPhysicalCamera стандартной.

Если требуется лишь незначительная доводка общей яркости визуализации, то гораздо рациональнее осуществлять ее в графическом 2d редакторе. Кроме того, как уже было сказано в первом уроке серии оптимальных настроек V-Ray, адаптивное поведение рендер-движка V-Ray в значительной степени зависит от яркости просчитываемого изображения, откуда следует, что более светлый GI неизбежно приведет к большему времени просчета финального изображения. По этим причинам следует выбирать верное значение яркости GI. Рациональными и наиболее удачными, подходящими для подавляющего большинства сцен и случаев являются значения 0.85 и 0.7 для Primary и Secondary bounces соответственно. Именно их и следует устанавливать в стартовых универсальных настройках V-Ray.

GI engine – выпадающий список, в котором можно выбрать тот или иной алгоритм просчета отскоков лучей. Для того, чтобы понять какие именно алгоритмы следует использовать для Primary bounces и какие для Secondary bounces, необходимо познакомиться поближе с каждым из них.

Оптимальные настройки V-Ray - Irradiance Map