В этом уроке мы будем визуализировать посредством V-Ray анимацию с движущимися объектами и камерой и с GI. В отличие от первого урока по анимации, мы будем использовать более простую процедуру, которая не использует композинг и атмосферный эффект VRaySphereFade, но вместо этого зависит от возможностей механизмов GI, имеющих отношение к анимации, встроенных в последних версиях V-Ray.
Основы
В этом разделе мы будем обсуждать какие анимационные возможности предлагаются решениями GI в V-Ray, в особенности световым кэшем и картой освещенности.
Карты освещенности, интерполированные по времени
Карты освещенности, интерполированные по времени, (Time-interpolated irradiance maps) были введены в V-Ray SP2 специально для анимаций с движущимися объектами для уменьшения мерцания карты освещенности вследствие различия сэмплов между кадрами анимации. Карты освещенности, интерполированные по времени, работают по принципу смешивания сэмплов из нескольких карт освещенности, вычисленных для каждого кадра. Параметр Interpolation
frames управляет тем, сколько кадров будет участвовать в смешивании.
Визуализация с использованием карт освещенности, интерполированных по времени, делается в два прохода:
На первом проходе для каждого кадра анимации вычисляется своя карта освещенности;
На втором проходе визуализируется окончательная анимация с использованием сгенерированных ранее карт освещенности.
Для демонстрации работы карт освещенности, интерполированных по времени, ниже представлена одна и та же анимация, визуализированная с различными значениями параметра Interpolation
frames. Щелкните здесь для полной анимации.
Interpolation frames равно 0 (эквивалентно карте освещенности, вычисленной для одиночного кадра)
Interpolation frames равно 2 (это означает, что всего загружено 5 карт освещенности: карта для текущего кадра, 2 карты для предыдущих кадров и 2 для последующих)
Interpolation frames равно 5 (всего 11 карт освещенности)
Так же, как здесь, в оригинальной документации на момент перевода ролики с анимацией отсутствуют (прим. перев.)
Обратите внимание что увеличение Interpolation
frames также увеличивает и время визуализации, так как обрабатывается больше сэмплов освещенности. Для небольшого уменьшения времени визуализации мы можем уменьшить параметр Interpolation
samples, который уменьшит количество сэмплов, которые подбираются для интерполяции, в каждой загруженной карте освещенности.
Также обратите внимание, что несколько кадров в начале и конце анимации имеют больше пятен, чем другие кадры. Это происходит по причине отсутствия карт освещенности для предыдущих (или, соответственно, последующих) кадров. Для избежания этого нам нужно вычислить карты освещенности для нескольких кадров до и после действительного диапазона анимации. Сколько дополнительных кадров надо вычислять - определяется параметром Interpolation frames: если он равен 2, то нам надо вычислить карты освещенности для двух кадров до и двух кадров после действительного диапазона анимации.
Использование опции "Use camera path"
Движущиеся объекты - это только одна из причин мерцания анимаций с использованием карты освещенности. Другой источник мерцания - движение камеры. Это происходит потому, что карта освещенности вычисляется посредством трассировки лучей из камеры, и, если камера движется, эти лучи будут различными для каждого кадра, вызывая мерцание на результирующей анимации.
Для сцен без движущихся объектов, в которых изменяется только камера, мы можем решить эту проблему путем предварительного вычисления одной карты освещенности для всей анимации, как это мы делали в уроке Визуализация статической сцены с пролетом камеры. Предварительное вычисление карты освещенности фиксирует положение сэмплов, и мерцание отсутствует.
Однако, если у нас также имеются и движущиеся объекты, мы не можем использовать этот подход, потому что нам нужна новая карта освещенности для каждого кадра. Что мы можем сделать? - выстреливать лучи не только для положения камеры в текущем кадре, но для всего пути камеры в анимации, подобно тому, что делает V-Ray в режиме Fly-through для светового кэша, только для каждого кадра. Опция Use
camera path, введенная в V-Ray SP3, делает именно это. При этом способе лучи камеры, использованные для вычисления карты освещенности, одинаковы для каждого одиночного кадра анимации, что удаляет мерцание, вызванное перемещением камеры.
Рабочий процесс
Теперь у нас есть вся необходимая информация для визуализации нашей анимации. Как было отмечено выше, мы будем делать это в 2 шага:
Шаг 1: Генерация карт освещенности для каждого кадра анимации, с несколькими кадрами до и после действительного диапазона анимации, используя режим карты освещенности Animation (prepass) вместе с опцией Use
camera path, и используя световой кэш для вторичных отскоков, также с опцией Use camera path.
Шаг 2: Визуализация окончательной анимации с использованием режима карты освещенности Animation
(rendering). Здесь нет необходимости использовать механизм вторичного GI - он нужен нам только для вычисления карты освещенности на первом шаге.
Сравните простоту этого рабочего процесса с процессом, описанным в первом уроке по анимации. Конечно, для очень сложных и больших сцен вычисление одного светового кэша и одной карты освещенности для каждого кадра может потребовать очень большого времени. В этом случае метод композинга остается лучшим выбором для уменьшения времени визуализации.
1. Генерация карт освещенности
1.1. Откройте начальную сцену, которую можно найти здесь. (в оригинальной документации ссылка отсутствует - прим. перев.)
1.2. Откройте диалог Render Settings и перейдите на вкладку Indirect Illumination.
1.3. Включите GI
1.4. Для первичных отскоков (Primary bounces) из выпадающего списка выберите Irradiance map.
1.5. Для вторичных отскоков (Secondary bounces) из выпадающего списка выберите Light Cache.
1.6. Настройте карту освещенности:
1.6.1. Из списка предварительных настроек (Build-in presets) выберите Medium-animation.
1.6.2. Для HSph. subdivs оставьте значение по умолчанию 50.
1.6.3. Включите опцию Use camera path.
1.6.4. Из выпадающего списка Mode выберите режим Animation (rendering).
1.6.5. Укажите местоположение, где будут сохраняться карты освещенности. Нажмите Browse и выберите папку и имя для файлов.
1.7 Настройте световой кэш:
1.7.1. Установите Subdivs равным 1200
1.7.2. Установите Scale в World. Мы используем мировой масштаб, так как он соответствует типу анимации с движущейся камерой. Мировой масштаб гарантирует, что сэмплы светового кэша в сцене будут иметь одинаковый размер.
1.7.3. Установите Sample size равным 15cm.
1.7.4. Включите опцию Use camera path.
1.7.5. Установите Filter в Nearest.
1.7.6. Установите Interp. samples равным 5.
1.7.7. Установите Mode в Single Frame
1.8 Визуализируйте анимацию целиком.
В следующей таблице сведены все настройки для GI.
GI Settings
Primary Engine
Irradiance Map
Secondary Engine
Light Cache
Irradiance Map Settings:
Preset
Medium(animation)
HSph. Subdivs
50
Use camera path
On
Mode
Animation(prepass)
Light Cache Settins
Subdivisons
1200
Sample Size
15cm
Scale
World
Use Camera Path
On
Filter
Nearest
Interp. Samples
5
Mode
Single Frame
В течение предварительного прохода V-Ray будет вычислять только GI и не будет визуализировать окончательное изображение. Следующие изображения показывают построение светового кэша и карт освещенности соответственно.
2. Визуализация окончательной анимации
После того, как завершен предварительный проход, мы можем перейти к визуализации окончательной анимации.
2.1. Отключите световой кэш. В диалоге Render Setup на вкладке Global Illumination установите для вторичных отскоков (Secondary bounces) GI engine в None.
2.2. Настройте карту освещенности:
2.2.1. В настройках карты освещенности установите Mode в Animation (rendering). V-Ray попросит вас указать местоположение карт освещенности, которые были созданы на предыдущем проходе. Укажите путь и выберите первую карту освещенности.
2.2.2. Установите Interp. samples равным 5. Этот параметр управляет количеством сэмплов GI из каждой карты освещенности, которое будет использовано для интерполяции карты освещенности в данной точке. Поскольку мы используем несколько карт освещенности для визуализации, мы можем уменьшить этот параметр в зависимости от значения параметра Interp. frames.
2.2.3. Оставьте Interp. frames равным 2. Этот параметр управляет количеством карт освещенности, которые будут использованы для визуализации одного кадра анимации. При более высоких значениях будет использоваться больше карт освещенности. Это сделает всю анимацию более сглаженной. Однако слишком большие значения могут давать несколько странные результаты, особенно если у вас есть быстродвижущиеся объекты. Обычно 2 (значение по умолчанию) достаточно. Это означает, что для каждого кадра анимации будет использовано 5 карт. Если вам необходимо увеличить этот параметр, рекомендуются значения не выше 4.
2.3. Визуализируйте анимацию, начав с третьего кадра и закончив 46-ым.
Заключение
В этом уроке мы обсуждали относительно легкий способ для визуализации анимаций, где движутся и объекты, и камера. Этот метод в вычислительном плане остается более дорогостоящим, нежели деление сцены на статическую и движущуюся части с последующим композингом, но он гораздо проще для планирования и реализации.
