Методы антиалиасинга V-Ray Fixed image sampler, Adaptive dmc image sampler и Adaptive subdivision image sampler

При выборе одного из алгоритмов антиалиасинга появляется дополнительный свиток с его параметрами, это V-Ray:: Fixed image sampler, V-Ray:: Adaptive DMC image sampler и V-Ray:: Adaptive subdivision image sampler, соответственно.

Fixed - это самый просто алгоритм, который грубо выбирает цветовые образцы в зависимости от цвета субпикселей, без какой либо адаптивности. Eго единственный параметр это Subdivs и определяет количество субделений пикселя, определяющих итоговый цвет пикселя. Количество используемых субпикселей равно квадрату значения Subdivs. Fixed rate sampler - это грубая сила, не имеющая адаптивности при вычислении количества субпикселей, необходимых для формирования цветов пикселей. Данный алгоритм просчитывает каждый случай антиалиасинга с одинаковой тщательностью, не зависимо от условий. Поэтому этот алгоритм стоит применять лишь в особых случаях, когда в сцене множество DOF, blur эффектов, высокодетализированных текстур и мелких деталей, на которых появляются артефакты, от которых нельзя избавиться никаким иным способом. Иногда бывает так, что просчет адаптивности другими алгоритмами может занять больше времени, чем просчет фиксированным значением. Однако, в остальных случаях, за отсутствие приспособления к условиям, придется заплатить большим временем рендеринга.

Adaptive DMC - по сути это тот же Fixed, только с адаптивностью. Суть его адаптивности заключается в автоматическом определении нужного числа субпикселей для каждого пикселя отдельно, а не использование фиксированного значения для всех пикселей изображения, как в случае с Fixed rate sampler.

Необходимое количество субпикселей, по умолчанию, выбирается на основании параметров, заданных в свитке V-Ray:: DMC Sampler. Или же на основании параметра Clr tresh, при неотмеченном чекбоксе Use DMC sampler thresh. Чем меньше значение Clr tresh параметра, тем ниже адаптивность, выше качество антиалиасинга и больше время просчета. Параметры Min subdivs и Max subdivs определяют минимальное и максимальное число субделений каждого пикселя соответственно, в зависимости от требуемой величины адаптивности.

Adaptive DMC sampler стоит применять в тех же случаях, что и Fixed, но когда в сцене меньше проблемных деталей. Это позволит сэкономить время рендеринга при том же уровне качества, что и при фиксированном количестве субпикселей. В некоторых случаях Adaptive DMC sampler оказывается даже быстрее более технологичного Adaptive subdivision sampler, о котором пойдет речь немного дальше. Например, в некоторых сценах с Motion blur, однако, это справедливо не для всех сцен и выявить эту выгоду можно лишь экспериментально. Такие эксперименты по смене алгоритма и подбору оптимального варианта будут оправданны лишь для настройки многокадровой анимации, где каждая дополнительная минута просчета каждого кадра может вылиться в часы и даже дни.

Adaptive subdivision - наиболее продвинутый адаптивный алгоритм антиалиасинга в V-Ray. Его основное отличие от Adaptive DMC алгоритма, это возможность использования не только суперсэмплирования, но и субсэмплирования на маловажных участках генерируемого изображения, тем самым экономя львиную долю вычислительного времени. Минимальное и максимальное значение субсэмплирования и суперсэмплирования определяют значения Min. rate и Max. rate. Этими значениями определяется количество сэмплов, т.е. образцов цвета, используемых для определения цвета получаемых пикселей. В частности, если значение rate равняется -1, то это значит, что для вычисления цвета четырех(!) соседних пикселей используется один сэмпл. Значение 0 означает, что для каждого пикселя используется один сэмпл, а значение rate, равное 1, означает то, что для определения цвета одного пикселя используются четыре сэмпла и т.д. Говоря математически, значение rate - это степень числа 4 в конечном количестве субпикселей-образцов цвета конкретного пикселя растрируемых векторных фигур 3d сцены. Как и в Adaptive DMC sampler, за автоматический выбор нужного значения Min. rate и Max. rate отвечает Color thresh. параметр.

Еще одной отличительной особенностью от Adaptive DMC sampler является наличие дополнительных параметров, контролирующих автоматический выбор нужного значения Min. rate и Max. rate. Это Object outline и Nrm tresh. Где Object outline контролирует качество антиалиасинга на границах объекта, а именно - использует максимальное суперсэмплинговое значение Max. rate., а Nrm tresh. увеличивает качество сэмплирования внутри объектов, в зависимости от вариации направлений соседних нормалей, то есть на мелких и резких деталях внутри объекта.

Функция Randomize samples позволяет изменять расположение выборок образцов антиалиасинга. Номинально они располагаются по строгому сеткообразному узору. При сглаживании горизонтальных или почти горизонтальных, а также вертикальных или почти вертикальных линий на визуализации, строгое периодическое расположение выборок образцов цвета может привести к появлению паразитных ровных или ступенькообразных полос. Чтобы избежать появления этих артефактов, иногда полезно делать выборку цветовых образцов слегка хаотичной, именно для этого и предназначен параметр Randomize samples. Наглядные примеры того, как ведет себя рендер-движок с включенной и выключенной функцией Randomize samples, Вы можете посмотреть Image samplers examples: Randomized antialiasing .

Опцию Randomize samples в универсальных настройках V-Ray следует оставлять активной.

Дополнительную информацию о назначении различных параметров Image Sampler (Antialiasing) читайте всоответствующем разделе V-Ray Help.

Adaptive subdivision sampler является наиболее гибким, наиболее технологичным алгоритмом антиалиаcинга, применяемым в V-Ray. Именно он дает наибольшую скорость вычислений при наилучшем качестве получаемого изображения. Именно его стоит использовать как AA (AntiAliasing) алгоритм по умолчанию в универсальных настройках V-Ray. Лишь только при наличии, не устранимых другими способами, артефактов на мелких деталях следует использовать менее адаптивный и менее гибкий Adaptive DMC или даже грубый Fixed алгоритм.

Несмотря на наличие специальных алгоритмов, уменьшающих эффект алиасинга, на практике самым выгодным и рациональным является НЕ увеличение числа субпикселей путем банального накручивания высоких настроек AA, а уменьшение алиасинга, путем увеличения разрешения финального изображения и используя слабый AA. Суть этой хитрости состоит в том, что при увеличении разрешения уменьшаются относительные зубцы алиасинга, при этом также присутствует и небольшой AA. Большое разрешение и небольшой AA в сумме дают превосходный результат, значительно превосходящий тот, который можно получить просто завысив параметры AA. Но самое интересное в том, что просчет в высоком разрешении, хотя бы в полтора раза большем чем требуемое,  займет меньше времени, чем просчет изображения этого же качества, но изначально с требуемым разрешением и завышенными настройками AA.

Именно такими подходящими значениями Adaptive subdivision sampler являются те, которые установлены в нем по умолчанию. И именно поэтому в универсальных стартовых настройках V-Ray их не стоит менять, завышая либо занижая, а следует оставить такими, какие они есть изначально.